氧化铝

氧化铝（Aluminium oxide）是白色固体，是铝和氧的化合物，分子式为Al₂O₃。在矿业、制陶业和材料科学上又称为矾土。常见纯度为99.5%和96%。

氧化铝
识别
CAS号	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
性质
化学式	Al2O3
摩尔质量	101.96 g·mol⁻¹
外观	白色固体
密度	3.97 g/cm3
熔点	2054 °C
沸点	2980 °C [1]
溶解性（水）	难溶
结构
晶体结构	三方
配位几何	八面体
热力学
ΔfHm⦵298K	−1675.7 kJ mol−1
S⦵298K	50.92 J mol−1 K−1
危险性
闪点	不可燃
相关物质
其他阴离子	硫化铝 硒化铝 碲化铝
其他阳离子	氧化硼 氧化镓 氧化铟 氧化铊
相关化学品	一氧化二铝
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

1961年，通用电气（GE）生产出了“Lucalox”，一种用于钠灯中的透明矾土。

特性

1. 氧化铝是一种白色固体，在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。
2. 氧化铝在地球上的蕴藏量只仅次于氧化硅，是一种属于陶瓷原料之一，在氧化物中铝与氧有强力的键结，使得氧化铝在氧化物当中有最高硬度，其化学稳定性高且对大部分酸性、碱性、盐类及熔融溶液有优秀的耐腐蚀性。
3. 氧化铝有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al₂O₃。
4. 自然界中的刚玉是α形属于六方最密堆积，熔点、硬度高，不溶于酸碱耐腐蚀，绝缘性好。

制备

在铝矿的主成分铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁铝氧石经由拜耳法纯化为氧化铝：

1. 加热用氢氧化钠溶解矿石。氧化铁不溶，二氧化硅溶解为硅酸根（Si(OH)₆²⁻），氧化铝溶解为铝酸根（${\displaystyle {\ce {Al(OH)4^{-}}}}$）。

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

1. 过滤，加酸处理，氢氧化铝沉淀出来，再过滤。
2. 强热氢氧化铝，可得无定形之白色氧化铝粉末。

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

再由霍尔-埃罗法转变为铝金属。

用途

1. 红宝石、蓝宝石的主成分皆为氧化铝，因为其他杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色，蓝宝石则含有氧化铁及二氧化钛而呈蓝色。
2. 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。
3. 铝为电和热的良导体，而氧化铝则是电与热的绝缘体。氧化铝的晶体形态刚玉因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具
4. 氧化铝的晶体也可作为磊晶用的基材。
5. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
6. 2004年8月，在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。
7. 可以用于高速铁路列车的紧急刹车装置（向路轨喷洒氧化铝粉末以增加铁轨摩擦力）
8. 多孔高表面积比的氧化铝称为活性氧化铝，常用作催化剂、吸附剂、脱水剂和催化剂载体。典型的用途是作为克劳斯化学反应的催化剂。
9. 耐火砖的主要成分

参考资料

1. Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet (A28440). [2008-03-06]. （原始内容存档于2011-08-21）.

外部链接

• PhysicsWeb article on Transparent alumina （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 氧化铝字典-Guidechem.com （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 白色氧化铝 （页面存档备份，存于互联网档案馆）