Al2O3의 특성, 응용 및 소결방법

소개

알루미나(Al2O3)는 분자량이 101.96이고, 비중이 3.965이며, 용융점이 2072oC인 백색의 분말이다. 금속산화물 중에서도 탁월한 물리 화학적 성질을 갖는 종합적인 밸런스가 갖추어진 소재로 알려져 있고, 철강, 유리 등의 고온공업용 내마모 자기, 전자공학용 각종 자기 원료로서 최근에 사용범위가 넓어지고 있다.

목차

Al2O3 Report

특성(성질)
1. 알루미나란?
2. 알루미나 원료 광물의 특성
(1) 강옥(Corundum, a-)
(2) 보크사이트(Bauxite)
(3) 다이아스포어(Diaspore)
3. 알루미나 원료
4. 알루미나의 물성

용도(응용)

알루미나 원료


대표적인 소결방법(고상소결/액상소결)

본문내용

여러 가지 형태를 가진 것이 알려져 있는데, 수산화알루미늄을 300℃ 이하로 가열하면 생기는 α-산화알루미늄은 순수하고 가장 안정된 형태이다. 이밖에 알칼리를 약간 함유하는 β-산화알루미늄수화물을 탈수하여 생기는 결정성이 나쁜 -산화알루미늄이 있으며, 또 δ, ζ, η, θ, κ, x, ρ, 등도 알려져 있다. 알루미나 가운데 가장 안정한 변태인 a-Al2O3는 코런덤(Corundum)구조라고도 불리는 M2O3형(M:metal) 산화물의 대표적인 구조 중의 하나이며, O원자는 육방최밀충진형(Hexagonal Close-packed Structure)으로 ABAB형으로 배열하고 단위격자 에는 각 층에 3개씩 6층에 포함되어 있다. Al원자는 O원자 층간의 6배위 간극(octahedral interstitial0 중 2/3를 규칙적으로 채우고 있다. 즉 Al원자의 주의에는 6개의 O원자가 배위(配位, coordination)하고, O원자의 주위에는 4개의 Al원자가 배위하고 있는 6:4 M2O3형 배위이다.
알루미나는 높은 내열성과 내화학성, 내식성, 고강도 등에 기인하여 내마모재, 스파크 플러그, 절연애자, 연마재, 내화물, 세라믹 타일, 유리, 절삭공구, 생체재료, 촉매담체, 필터, 열교환기 부품, 내화물, 수지의 필러(resin filler), 섬유 등 광범위하게 사용되고 있다.




제조방법
(1) 베이어(Bayer)법
베이어법은 1888 년 오스트리아의 K. J. Bayer에 의해 개발된 공정으로 실제적으로 거의
모든 상업용 알루미나 분말의 생산은 베이어법을 이용하고 있다. 그 공정은 Fig. 1 에서
보여주는데, 자세히 살펴보면, 보오크사이트(bauxite)를 가열 가압 상태에서 고농도의
가성소오다(NaOH)용액에 녹여 소듐알루미네이트(NaAlO2)를 만들고, 방치 및 여과
공정을 거쳐서 용해되지 않은 불순물을 제거한 후, 깁사이트 (gibbsite)를 종자(seed)로
첨가하여, 온도에 따른 용해도 차이를 이용하여 소듐알루미네이트를 가수분해 함으로써
수산화알루미늄(Al(OH)3)으로 석출시킨 후 이를 하소(calcination)하여 알루미나를
제조하는 방법이다. 하소공정의 반응식은 아래와 같고 1100 -1200oC 에서 이루어 진다.
이 방법은 고농도의 가성소다 용액에서 이루어지기 때문에 제조된 알루미나는 항상
상당량의 나트륨(sodium)을 불순물로서 포함하고 있다. 따라서 베이어법으로 고순도
알루미나를 제조하기 위해서는 메이어 공정 중

참고자료

· 1. http://display.sch.ac.kr/permit/board_files/data_board_3/files/data_board_3_file_41.pdf
· 2. 고상소결, Administrator
· 4. Corundum 구조, http://images.google.co.kr/
· http://images.google.co.kr/imglanding?q=corundum%20%EA%B5%AC%EC%A1%B0&imgurl=http://super.gsnu.ac.kr/lecture/inorganic/corundum-1.gif&imgrefurl=http://super.gsnu.ac.kr/lecture/inorganic/corundum.html&usg=__uEPkHoyp7w-TF_g1-AoCazDqiCM=&h=1500&w=600&sz=23&h
· 4. http://blog.naver.com/ohsoochang/130016650147
· 5. 유니온
· 6. al2o3_mit자료-ohsoochang
· 7. w3.kunsan.ac.kr, 3.Al2O3.doc