Ossido di alluminio
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| Ossido di alluminio | |
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| Nome IUPAC | |
| triossido di dialluminio | |
| Nomi alternativi | |
| allumina | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | Al2O3 |
| Massa molecolare (u) | 101,94 g/mol |
| Aspetto | solido bianco |
| Numero CAS | |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/cm3, in c.s.) | 3,94 (20 °C) |
| Solubilità in acqua | ~ 0,001 g/l (20 °C) |
| Temperatura di fusione (K) | 2.323 (2.050 °C) |
| Temperatura di ebollizione (K) | 3.253 (2.980 °C) |
| Indicazioni di sicurezza | |
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L' ossido di alluminio (o allumína) è l'ossido ceramico dell'alluminio caratterizzato da formula chimica Al2O3. Questo materiale, all'apparenza molto fragile e poco utilizzabile, nasconde proprietà interessanti in campo industriale, quali la resistenza agli acidi e la conducibilità termica, è anche catalizzatore d' interesse industriale. Viene utilizzata in moltissimi campi, quali l'elettronica e la meccanica, oltre ad essere usata nella biomedica come materiale di innesto. È la base di alcuni minerali come rubino e zaffiro, che si differenziano a seconda delle impurezze metalliche presenti nel reticolo cristallino.
A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco inodore.
Dal punto di vista elettrico è un isolante. Viene utilizzato nella crescita epitassiale di dispositivi elettronici come substrato, considerando il buon matching reticolare che consente con alcuni dei semiconduttori più utilizzati.
La forma stabile di Al2O3, α-allumína, è un materiale durissimo e refrattario. Nella forma minerale è nota come corindone e, fra le pietre preziose, come zaffiro. La colorazione azzurra di quest'ultimo si deve ad una transizione di trasferimento di carica dall'impurezza Fe2+ a quella Ti4+.
Il rubino è allumína α nella quale una minuscola percentuale di Al3+ è sostituita da Cr3+. Il Cr(III) assume una colorazione rossa, dovuta alle transizioni elettroniche degli elettroni presenti negli orbitali d-d dello ione cromo.
L'allumína viene comunemente ricavata industrialmente tramite il processo Bayer a partire dal minerale bauxite. In questo modo è possibile ottenere alluminio riducendo l'allumína con coke in un altoforno.[senza fonte]
[modifica] Proprietà chimico-fisiche
I campi di utilizzo dell'allumína sono molteplici, grazie ad una serie di proprietà chimico-fisiche che rendono tale materiale adatto per svariate applicazioni. Le caratteristiche principali dell'allumína sono:
- buona stabilità termica;
- buona resistenza alla corrosione sia in ambienti acidi che in ambienti alcalini;
- materiale non soggetto al fenomeno di ossidazione;
- ottime proprietà dielettriche (può essere utilizzato come isolante elettrico);
- ottimo grado di durezza: tale materiale è prossimo al diamante, l'allumina ha una durezza di Vickers di 18000 MPa, mentre un acciaio rapido è di soli 9000 MPa;
- ottima resistenza all'usura: la durata di un componente costituito da questo materiale ceramico è superiore di circa 10-13 volte (nelle stesse condizioni di impiego) rispetto ad uno stesso componente realizzato in acciaio;
- elevata area superficiale interna: nelle forme micro e nanoporose tale materiale raggiunge valori di aree superficiali di 300 m2/g;
- eccellente biocompatibilità: l'allumína viene impiegata per applicazioni biomedicali in quanto, oltre alle proprietà sopraccitate, tale ceramica non presenta il fenomeno del rigetto quando è a contatto con i tessuti viventi.
Tra le caratteristiche negative sono una non elevata resistenza meccanica ed una bassa resistenza agli shock termici.
