Qu’est-ce que l’alumine ?
L’alumine est un oxyde d’aluminium, un oxyde d’aluminium. Sa formule chimique est Al2O3 et c’est un solide blanc avec un point de fusion élevé ; plusieurs structures cristallines existent, notamment l’α-alumine et l’γ-alumine. Il est bien connu pour être l’ingrédient principal du corindon, des rubis et des saphirs.
L’alumine présente une résistance à la chaleur, à l’isolation et aux produits chimiques et est utilisée dans les matériaux réfractaires, les outils de coupe et les abrasifs. L’alumine γ a une grande surface spécifique et est utilisée comme support de catalyseur.
Utilisations de l’alumine
L’alumine peut être produite par la calcination de l’hydroxyde d’aluminium (formule chimique : Al(OH)3). L’alumine est disponible sous plusieurs formes cristallines, la plus stable et la plus polyvalente étant l’α-alumine.
L’alumine a un point de fusion extrêmement élevé et une grande résistance à la chaleur. Elle est également extrêmement dure et possède d’excellentes propriétés d’isolation et de résistance chimique. Ces propriétés lui permettent d’être utilisée dans un large éventail d’utilisations, notamment les matériaux réfractaires, les bougies d’allumage, les substrats pour semi-conducteurs, les outils de meulage et de polissage et les creusets.
Propriétés de l’alumine
L’aluminium est un élément dont le numéro atomique est 13 et son oxyde, l’oxyde d’aluminium (formule chimique : Al2O3), est appelé alumine. L’aluminium est abondant dans la croûte terrestre et est le troisième élément le plus abondant après l’oxygène et le silicium.
Il existe à l’état naturel sous forme de corindon. Lorsqu’il est mélangé à de petites quantités de fer, de chrome et de titane, il devient rubis et saphir. L’aluminium est également présent en abondance dans un minerai brun rougeâtre appelé bauxite. La bauxite est dissoute dans de la soude caustique pour donner de l’aluminate de sodium, qui est ensuite hydrolysé pour produire de l’hydroxyde d’aluminium. L’alumine peut alors être obtenue par frittage de l’hydroxyde d’aluminium.
L’alumine possède plusieurs structures cristallines, dont l’α-alumine et l’γ-alumine. L’γ-alumine est considérée comme particulièrement stable. L’γ-alumine, lorsqu’elle est chauffée à haute température, subit diverses phases intermédiaires et se transforme finalement en α-alumine. L’α-alumine a un point de fusion de plus de 2000 °C et est résistante à la chaleur et d’une grande dureté.
Toxicité de l’alumine
L’alumine en elle-même n’est pas toxique et est fondamentalement sans danger. En revanche, lorsqu’elle est manipulée sous forme de poussière, l’alumine doit être manipulée à l’aide d’équipements de protection tels que des lunettes de sécurité et des masques anti-poussière, car elle peut avoir des effets néfastes sur les yeux, la peau et le système respiratoire. Selon la fiche de données de sécurité des produits à base d’alumine, il a été rapporté que lorsque l’alumine était inhalée par des rats, elle était retenue dans les poumons et provoquait des irritations.
L’alumine a une dureté de Mohs très élevée (9) et présente une excellente résistance à l’usure et une grande durabilité. C’est pourquoi elle est utilisée comme céramique biomédicale. Les articulations et les os artificiels en sont des exemples. Dans ces utilisations, il est très important qu’il n’y ait aucun dommage, même après une implantation à long terme dans le corps humain. Des études antérieures ont fait état de résultats négatifs dans des tests de sécurité biologique tels que des tests de toxicité aiguë et des tests hémolytiques. Il a également été rapporté que l’alumine elle-même n’est pas cancérigène.
Différences entre les céramiques et l’alumine
L’alumine est un matériau inorganique qui fait partie des céramiques.
À l’origine, les céramiques désignaient les produits céramiques tels que la poterie, le verre et le ciment, mais ces dernières années, ce terme a fini par désigner tous les produits fabriqués en chauffant des matériaux inorganiques à haute température et en les cuisant. Les matériaux inorganiques utilisés comprennent l’alumine, la zircone, le nitrure de silicium et le carbure de silicium. Il existe également des classifications détaillées au sein des céramiques, telles que les céramiques anciennes et les céramiques fines, basées sur les matériaux utilisés et les méthodes de fabrication. Les produits fabriqués à partir de matériaux naturels tels que l’argile et la pierre de silice sont appelés “céramiques anciennes”. La céramique en est un exemple typique.
En revanche, les produits fabriqués à partir de matériaux obtenus à partir de sources naturelles qui ont été modifiés pour augmenter leur pureté ou de matériaux dont la composition, la taille des particules ou d’autres propriétés ont été préparées artificiellement sont appelés céramiques fines. Par rapport aux produits céramiques conventionnels, les céramiques fines ont une fonctionnalité et une valeur ajoutée élevées. C’est pourquoi les céramiques fines sont devenues un métal précieux indispensable dans divers domaines tels que les matériaux électroniques et les biomatériaux. L’alumine elle-même est un matériau céramique, mais l’alumine hautement purifiée appartient à cette catégorie de céramiques fines.