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氧化鋁的結構及性質(zhì)
α-AL2O3為三方晶系,又被稱作剛玉,其AL2O3晶體中02-作密排六方緊密堆積,而較小的質(zhì)點間距,使其晶體牢固,性質(zhì)穩(wěn)定。α-AL2O3是所有氧化鋁中密度最大,晶相最穩(wěn)定的,其密度與雜質(zhì)有關,保持在3.99g/cmg左右。α-AL2O3主要存在紅寶石,藍寶石以及天然剛玉中。α-AL2O3的活性雖較低,但具有高硬度、高強度、耐磨損、耐化學腐蝕以及良好介電性等優(yōu)異性能,在耐火材料和陶瓷等領域應用廣泛。
β-AL2O3作為一種含堿鋁酸鹽,其密度約為3.30g/cm3。β-AL2O3穩(wěn)定性較差,加熱后會有α-AL2O3和Na20從其中分解出來。Na-β-AL2O3晶體內(nèi)部為層狀結構。Na+可以在層間自由移動和離子交換,使其在層間發(fā)生松弛極化及具有離子導電性,而Na+不能在與C軸平行方向進行擴散,使其在平行C軸方向無導電性。利用這一性質(zhì),β-AL2O3可以作隔膜材料應用在鈉硫電池中,并廣泛用于電子、醫(yī)學、機械等方面。
γ-AL2O3作為一種過渡相AL2O3 ,其密度約為3.42g/cm3 , γ-AL2O3晶體結構中的02-分布于立方晶格頂點處, 作立方緊密堆積,AL3+分布在02-的堆積空隙中。γ-AL2O3結構疏松吸附性強,易吸水,能被酸堿溶解,其較大的比表面積使其表面能高、活性高。同時γ-AL2O3隨溫度升高將轉變?yōu)榉€(wěn)定的α-AL2O3 ,轉化后其體積密度增大,同時有體積收縮,約14.3% ,其轉化速度和轉化完全程度取決于氧化鋁的純度,制備條件及顆粒大小。
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