OSSIDO DI ALLUMINIO
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L' ossido di alluminio (o allumína) č l'ossido ceramico
dell'alluminio caratterizzato da formula chimica Al2O3.
Questo materiale, all'apparenza molto fragile e poco
utilizzabile, nasconde proprietŕ interessanti in campo
industriale, quali la resistenza agli acidi e la
conducibilitŕ termica. Viene utilizzata in moltissimi
campi, quali l'elettronica e la meccanica, oltre ad
essere usata nella biomedica come materiale di innesto.
Č 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 č un isolante. Viene
utilizzato nella crescita epitassiale di dispositivi
elettronici come substrato, considerando il buon
matching reticolare che consente con alcuni dei
semiconduttori piů utilizzati.
La forma stabile di Al2O3, α-allumína, č un materiale
durissimo e refrattario. Nella forma minerale č 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 č allumína α nella quale una minuscola
percentuale di Al3+ č 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 č possibile ottenere alluminio
riducendo l'allumína con coke in un altoforno.
Proprietŕ chimico-fisiche
I campi di utilizzo dell'allumína sono molteplici,
grazie ad una serie di proprietŕ chimico-fisiche che
rendono tale materiale adatto per svariate applicazioni.
Le caratteristiche principali dell'allumína sono:
buona stabilitŕ termica;
buona resistenza alla corrosione sia in ambienti acidi
che in ambienti alcalini;
materiale non soggetto al fenomeno di ossidazione;
ottime proprietŕ dielettriche (puň essere utilizzato
come isolante elettrico);
ottimo grado di durezza: tale materiale č prossimo al
diamante, l'allumina ha una durezza di Vickers di 18000
MPa, mentre un acciaio rapido č di soli 9000 MPa;
ottima resistenza all'usura: la durata di un componente
costituito da questo materiale ceramico č 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 biocompatibilitŕ: l'allumína viene impiegata
per applicazioni biomedicali in quanto, oltre alle
proprietŕ sopraccitate, tale ceramica non presenta il
fenomeno del rigetto quando č a contatto con i tessuti
viventi.
Tra le caratteristiche negative sono una non elevata
resistenza meccanica ed una bassa resistenza agli shock
termici.
