氧化鋁

氧化鋁（Aluminium oxide）是白色固體，是鋁和氧的化合物，分子式為Al₂O₃。在礦業、製陶業和材料科學上又稱為礬土。常見純度為99.5%和96%。

氧化鋁
識別
CAS號	1344-28-1  Y
PubChem	9989226
ChemSpider	8164808
SMILES	[Al+3].[Al+3].[O-2].[O-2].[O-2]
InChI	1/2Al.3O/q2*+3;3*-2
InChIKey	PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYAC
RTECS	BD120000
性質
化學式	Al2O3
摩爾質量	101.96 g·mol⁻¹
外觀	白色固體
密度	3.97 g/cm3
熔點	2054 °C
沸點	2980 °C [1]
溶解性（水）	難溶
結構
晶體結構	三方
配位幾何	八面體
熱力學
ΔfHm⦵298K	−1675.7 kJ mol−1
S⦵298K	50.92 J mol−1 K−1
危險性
閃點	不可燃
相關物質
其他陰離子	硫化鋁 硒化鋁 碲化鋁
其他陽離子	氧化硼 氧化鎵 氧化銦 氧化鉈
相關化學品	一氧化二鋁
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

1961年，通用電氣（GE）生產出了「Lucalox」，一種用於鈉燈中的透明礬土。

特性

1. 氧化鋁是一種白色固體，在礦業、製陶業和材料科學上又被稱為礬土。
2. 氧化鋁在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽，是一種屬於陶瓷原料之一，在氧化物中鋁與氧有強力的鍵結，使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度，其化學穩定性高且對大部份酸性、鹼性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性。
3. 氧化鋁有許多同質異晶體，目前已知的有10多種，主要有3種晶型，即α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃。其中結構不同性質也不同，在1300℃以上的高溫時幾乎完全轉化為α-Al₂O₃。
4. 自然界中的剛玉是α形屬於六方最密堆積，熔點、硬度高，不溶於酸鹼耐腐蝕，絕緣性好。

製備

在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量最高。工業上，鐵鋁氧石經由拜耳法純化為氧化鋁：

1. 加熱用氫氧化鈉溶解礦石。氧化鐵不溶，二氧化硅溶解為硅酸根（Si(OH)₆²⁻），氧化鋁溶解為鋁酸根（${\displaystyle {\ce {Al(OH)4^{-}}}}$）。

${\displaystyle {\rm {Al_{2}O_{3}+3H_{2}O+2NaOH\longrightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]}}}$

1. 過濾，加酸處理，氫氧化鋁沉澱出來，再過濾。
2. 強熱氫氧化鋁，可得無定形之白色氧化鋁粉末。

${\displaystyle {\rm {2Al(OH)_{3}\longrightarrow Al_{2}O_{3}+3H_{2}O}}}$

再由霍爾-埃羅法轉變為鋁金屬。

用途

1. 紅寶石、藍寶石的主成份皆為氧化鋁，因為其他雜質而呈現不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色，藍寶石則含有氧化鐵及二氧化鈦而呈藍色。
2. 氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純淨的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應，生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露於空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質都能通過一種稱為陽極處理（陽極防腐）的處理過程得到加強。
3. 鋁為電和熱的良導體，而氧化鋁則是電與熱的絕緣體。氧化鋁的晶體形態剛玉因為硬度高，適合用作研磨材料及切割工具
4. 氧化鋁的晶體也可作為磊晶用的基材。
5. 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。
6. 2004年8月，在美國3M公司任職的科學家開發出以鋁及稀土元素化合成的合金製造出稱為transparent alumina的強化玻璃。
7. 可以用於高速鐵路列車的緊急剎車裝置（向路軌噴灑氧化鋁粉末以增加鐵軌摩擦力）
8. 多孔高表面積比的氧化鋁稱為活性氧化鋁，常用作催化劑、吸附劑、脫水劑和催化劑載體。典型的用途是作為克勞斯化學反應的催化劑。
9. 耐火磚的主要成分

參考資料

1. Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet (A28440). [2008-03-06]. （原始內容存檔於2011-08-21）.

外部連結

• PhysicsWeb article on Transparent alumina （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 氧化鋁字典-Guidechem.com （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• 白色氧化鋁 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）