Alúmina: Propiedades, características y usos
En este artículo conocerás las propiedades y características más importantes sobre la alúmina, uno delos materiales cerámicos más importantes de la industria, además, se describe las aplicaciones más importantes que tiene.
¿Qué es la alúmina?
La alúmina, es un material cerámico que se caracteriza por ser blanco, amorfo, inerte e inodoro. Tiene amplias aplicaciones industriales y en la sociedad, de hecho, es el material cerámico de óxido más utilizado. Químicamente se considera como un óxido de aluminio (Al2O3) y se extrae principalmente del procesamiento químico-industrial de la bauxita.
Propiedades y características de la alúmina
La utilidad de la alúmina se deriva de una variedad de sus propiedades físicas y químicas. En general tiene una temperatura de fusión alta de 2.054 ° C, y es químicamente muy estable y poco reactivo, lo que lleva a aplicaciones como componentes de alta temperatura, sustratos de catalizador e implantes biomédicos.
La dureza, fuerza y resistencia a la abrasión de la alúmina se encuentran entre las más altas para los óxidos, lo que la hace útil para materiales abrasivos, cojinetes y herramientas de corte.
La resistencia eléctrica de la alúmina es alta, por lo que se utiliza pura y como componente en aislantes y componentes eléctricos.
La alúmina tiene una excelente transparencia óptica y, junto con aditivos como el cromo y el titanio, es importante como piedra preciosa (zafiros y rubíes) y como anfitrión láser (rubí).
Debido a su alta temperatura de fusión, inercia química y transparencia óptica, es muy útil para contener arcos en farolas.
En resumen:
- Es duro, resistente al desgaste
- Tiene excelentes propiedades dieléctricas
- Es resiste el ataque de ácidos y álcalis fuertes a temperaturas elevadas
- Tiene buena conductividad térmica
- Tiene alta resistencia y rigidez
- Disponible en rangos de pureza desde el 94%, una composición fácilmente metalizable, hasta el 99,8% para las aplicaciones de alta temperatura más exigentes.
- Buena resistencia a la corrosión
- Buena estabilidad térmica
| Propiedad | Valor |
| Punto de fusión | 2.072 ° C (3.762 ° F; 2.345 K) |
| Punto de ebullición | 2,977 ° C (5,391 ° F; 3,250 K) |
| Dureza | 15-19 GPa (9 en la escala de Mohs) |
| Resistividad eléctrica | 10 12 – 10 13 Ωm |
| Fuerza mecánica | 300 – 630 MPa |
| Fuerza compresiva | 2.000 – 4.000 MPa |
| Conductividad térmica | 20 – 30 W / mK |
| Masa molecular | 101,96 g / mol |
| Densidad | 3,95 g / cm3 |
| Apariencia | Sólido |
¿Cómo se extrae?
La alúmina se deriva y se extrae principalmente del mineral bauxita mediante un proceso industrial que se conoce como proceso de Bayer. Lo que se hace es disolver los minerales que tienen aluminio en un recipiente con soda caustica a una temperatura superior a los 350°C.
A continuación, el residuo de la bauxita se separa del aluminato de sodio, logrando que la alúmina cristalice de la solución restante. Finalmente, la alúmina cristalizada se calienta para eliminar la humedad, dejando un producto puro.
Depósitos
En la actualidad la alúmina se extrae al 100% de la bauxita, sin embargo, nuevos estudios están intentando extraer este material desde arcillas, cenizas volantes y las impurezas del carbón. Los mayores productores son China, Australia, Estados Unidos, Brasil.
Usos de la alúmina
En la industria médica y odontología
Gracias a sus propiedades químicas y su bioinertividad, la alúmina se puede usar en medicina para fabricar prótesis, reemplazos de cadera, implantes, sustitutos de prótesis oculares, coronas dentales, refuerzos de tejidos e implantes dentales en general.
También el material cerámico a base de alúmina es usado para fabricar en equipos y herramientas de laboratorio como crisoles, hornos y otros materiales de laboratorio.
Abrasivos
Uno de los usos principales de la alúmina es la fabricación de materiales abrasivos industriales, gracias a que es un material duro y resistente. Así mismo se usa para fabricar materiales resistentes a la abrasión.
En la fabricación de vidrio
La alúmina se considera un aditivo interesante en la fabricación del vidrio, ya que le brinda resistencia a este material, de hecho, nuevos estudios se están haciendo para crear un vidrio casi irrompible con la aplicación de las alúminas.
Equipo militar y de protección
Naturalmente el óxido de aluminio es un material ligero y resistente, por lo tanto, se usa para fabricar armaduras caporales de protección para policías y militares, por ejemplo, chalecos antibalas, petos y escudos. Además, se pueda usar para crear protectores de vehículos y aviones, de hecho la protección de tanques y autos blindados es a base de alúmina. Igualmente se utiliza para fabricar ventanas antibalas de zafiro sintético.
En la industria eléctrica y electrónica
Los materiales cerámicos a base de alúmina tienen altos puntos de fusión y alta resistencia térmica y por lo tanto son deseables como componentes en aislantes térmicos, en microchips, bujías y disipadores térmicos aislantes.
Aplicaciones industriales
La alúmina es un material cerámico es químicamente inerte y esto hace que pueda usarse como aditivo para plásticos, ladrillos y otros productos de arcilla. Dado que es resistente y duro es común usarlo como lija o abrasivo.
En la industria de gemas
Cabe mencionar que el óxido de aluminio cristalizado forma parte de uno de los grupos de gemas más valiosas del mundo, por ejemplo, la piedra rubí y la piedra zafiro, ambas piedras preciosas se componen de (Al2O3). La piedra rubí es de color rosa debido a impurezas de cromo, mientras que la piedra zafiro es azul debido a trazas de hierro-titanio.
Los óxidos de aluminio se utilizan también para la producción de componentes de tuberías como codos, tuberías rectas, hidrociclones, reductores, boquillas y válvulas.
Usos generales y actuales
En cuanto a los usos generales de la alúmina son como componentes de hornos, herramientas de corte, cojinetes y piedras preciosas. Las aplicaciones más recientes incluyen sustratos de catalizador, tubos para lámparas de arco y hosts de láser.
Usos futuros
Los posibles nuevos usos de la alúmina se encuentran en circuitos electrónicos, componentes ópticos y biomateriales. Las fibras de alúmina para compuestos y ópticas deben ser puras, libres de defectos y baratas.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
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