산화알루미늄

산화 알루미늄, 또는 알루미나(Alumina)는 알루미늄과 산소의 화합물로, 화학식은 Al₂O₃이다. 다양한 결정 형태로 존재하며, 그중 가장 흔한 것은 코런덤(Corundum) 형태이다. 뛰어난 경도와 내마모성을 가지며, 높은 온도에서도 안정적인 특성을 보인다.

특성

• 물리적 특성: 흰색 또는 무색의 고체이며, 녹는점은 약 2072°C, 끓는점은 약 2977°C이다. 물에는 녹지 않지만, 강산이나 강염기에는 녹을 수 있다. 매우 단단하며, 모스 굳기계에서 9에 해당한다.
• 화학적 특성: 화학적으로 매우 안정적이며, 대부분의 산이나 염기와 반응하지 않는다. 높은 온도에서도 산화되지 않으며, 환원시키기 어렵다. 양쪽성 산화물로, 산과 염기 모두와 반응하여 염을 형성할 수 있다.

제조

산화 알루미늄은 주로 바이어 공정(Bayer process)을 통해 보크사이트 광석으로부터 추출된다. 이 공정은 보크사이트를 수산화나트륨 용액으로 처리하여 알루민산나트륨 용액을 얻고, 이를 다시 분해하여 수산화알루미늄 침전물을 얻는다. 이 침전물을 가열하여 탈수시키면 산화 알루미늄이 생성된다.

용도

• 연마재: 높은 경도를 이용하여 연마재, 절삭 공구, 연삭 숫돌 등에 사용된다.
• 내화물: 높은 융점과 화학적 안정성을 이용하여 내화벽돌, 도가니, 고온 단열재 등에 사용된다.
• 촉매 및 촉매 지지체: 표면적이 넓고 다공성이며 화학적으로 안정하여 촉매 또는 촉매 지지체로 사용된다.
• 흡착제: 다공성 구조를 이용하여 가스나 액체를 흡착하는 데 사용된다.
• 전기 절연체: 높은 전기 절연성을 이용하여 전기 부품의 절연체로 사용된다.
• 세라믹: 각종 세라믹 제품의 원료로 사용된다.
• 보석: 코런덤은 루비(붉은색)와 사파이어(파란색)의 주성분으로 보석으로 사용된다.

안전성

산화 알루미늄은 일반적으로 안전한 물질로 간주되지만, 분진 형태로 흡입할 경우 호흡기 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, 산화 알루미늄 분진에 노출되는 환경에서는 적절한 보호 장비를 착용하는 것이 중요하다.