Nhôm oxit trong ngành gốm sứ dùng để làm gì?

Oxit nhôm được biết đến là một hóa chất ceramic quan trọng. Vậy nó được sử dụng với tác dụng như thế nào? Để trả lời được câu hỏi này, trước tiên hãy cùng Vũ Hoàng tìm hiểu oxit nhôm là gì trước nhé!

Nhôm oxit là gì?

Oxit nhôm hay nhôm oxide, còn gọi là a-lu-min (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp alumine /alymin/) là một hợp chất hóa học của nhôm và oxy với công thức hóa học Al₂O₃. Nó còn được biết đến với tên gọi alumina trong cộng đồng các ngành khai khoáng, gốm sứ, và khoa học vật liệu. Nó có hệ số giãn nở nhiệt 0.063 (đơn vị ?), nhiệt độ nóng chảy cao 2054°C.^[4]

Trong công nghiệp, nhôm oxit được sản xuất dứi dạng bột màu trắng để dễ dàng sử dụng, vận chuyển và bảo quản

Ứng dụng trong ngành gốm sứ

Ôxit nhôm là một thành phần của vật liệu gốm sứ alumina thuộc nhóm lưỡng tính. Chất này có thể nằm trong các nguồn như: caolanh, đất sét, fenspat, alumina vôi hóa, alumina ngậm nước.

Do Nhôm oxit có nhiệt độ nóng chảy cao, vật liệu gốm sứ alumina vẫn giữ được 90% độ bền ở 1100 °C và được dùng để chế tạo các chi tiết cần có tính chịu nhiệt. Vật liệu gốm sứ alumina nung có thể cứng hơn cacbua vonfram hay ziricon và có tính chống mài mòn cực tốt, do đó được dùng để chế tạo các chi tiết nghiền, dụng cụ & dao cắt, ổ bạc làm việc ở nhiệt độ cao và rất nhiều chi tiết cơ khí khác. Alumina là yếu tố quan trọng thứ hai sau silica (điôxít silíc). Cùng với silica và các ôxít trợ chảy, alumina ngăn chặn sự kết tinh (nhờ đó tạo thành thủy tinh – men ổn định).

Nhôm oxit là yếu tố chính làm tăng độ bền cho men: tăng độ bền kéo, giảm độ giãn nở nhiệt, tăng độ cứng và tăng khả năng chống ăn mòn hóa học. Thêm alumina nói chung làm tăng nhiệt độ nóng chảy của men; tuy nhiên, trong một số công thức có chứa xôđa-vôi (hiđrôxít natri- hiđrôxít canxi, thêm một lượng nhỏ alumina lại làm giảm nhiệt độ nóng chảy. Tăng hàm lượng Al2O3 làm men “cứng” hơn, bền & ổn định hơn trên khoảng nhiệt độ rộng hơn (tuy nhiên hàm lượng cao quá có thể dẫn đến “crawling”, lỗ kim và bề mặt thô ráp). Thêm alumina vào ngăn chặn sự kết tinh và hóa mờ của men trong quá trình làm nguội. Ngược lại, thêm một lượng nhỏ CaO giúp giảm độ nhớt của men nóng chảy (nghĩa là men chảy lỏng hơn).

Oxit nhôm vôi hóa không sử dụng làm nguồn cung cấp Al2O3 cho men nhưng alumina ngậm nước nghiền thật mịn có thể cung cấp Al2O3 và cho mặt men mờ xỉn. Cao lanh, fenspat, nephelin syenit là những nguồn cung cấp tốt nhất, trong đó lý tưởng nhất là cao lanh do nó còn ảnh hưởng quan trọng đến sự tạo thành huyền phù, độ keo… Trong công thức men, nên sử dụng tối đa fenspat và cao lanh làm nguồn cung cấp Al2O3 cho đến khi hàm lượng chất kiềm đạt tới mức giới hạn, sau đó bổ sung lượng alumina nếu cần bằng alumina ngậm nước.
Alumina là yếu tố khống chế độ chảy loãng của men nung (vì alumina giúp hình thành những mối liên kết chặt giữa ôxít trợ chảy và silica), giữ không cho men chảy loãng và chảy khỏi bề mặt phủ men. Đây là lý do nó được gọi là “ôxít trung gian”.

Tỉ số silica trên alumina là chỉ số chính cho biết độ bóng mặt men. Khi không có bo, tỉ số silica trên alumina nhỏ hơn 5:1 thường cho mặt men khá mờ xỉn. Tỉ số lớn hơn 8:1 thường cho mặt men bóng nếu không có sự hiện diện của titan, kẽm, magiê hay canxi. Alumina ngậm nước có thể tạo bọt và làm đục men.
Alumina vôi hóa có thể được sử dụng trong thành phần thân đất sét thay cho đá lửa khi cần (làm thân nung cứng và trắng hơn) nhưng nó đắt hơn nhiều so với đá lửa.

Sản xuất nhôm oxit như thế nào?

Oxit nhôm là thành phần chính của boxide, loại quặng chủ yếu chứa nhôm. Trong công nghiệp, boxide được tinh luyện thành oxide nhôm thông qua công nghệ Bayer và sau đó được chuyển thành nhôm kim loại theo công nghệ Hall-Heroult.

Quặng boxide là Al₂O₃ không tinh khiết có chứa các oxide sắt (III) (Fe₂O₃) và oxide silíc (SiO₂). Nó được làm tinh khiết nhờ công nghệ Bayer: Al₂O₃ + 3 H₂O + 2 NaOH –(nhiệt)–> 2NaAl(OH)₄. Oxide sắt (III) Fe₂O₃ không hòa tan trong dung dịch kiềm. Oxide silíc SiO₂ bị hòa tan thành silicat Si(OH)₆⁻⁶. Trong quá trình lọc, Fe₂O₃ bị loại bỏ. Bổ sung thêm acid thì hiđroxide nhôm (Al(OH)₃) kết tủa. Silicat vẫn còn trong dung dịch. Sau đó, Al(OH)₃ –(nhiệt)–> Al₂O₃ + 3 H₂O. Al₂O₃ ở đây là alumina.

Hóa chất Vũ Hoàng có bán nhôm oxit dùng cho ngành ceramic chất lượng với giá tốt. Để liên hệ mua hàng, hãy gọi số hotline 0945609898 để được giá tốt