Qu’est-ce que l’oxyde d’aluminium ?
L’oxyde d’aluminium est comme son nom l’indique, un oxyde d’aluminium.
En minéralogie industrielle, il est connu sous le nom d'”alumine”. L’alumine comprend la γ-alumine et l’α-alumine, la plus stable, ainsi que plusieurs autres types d’alumine intermédiaires.
Le corindon (bauxite) est un minerai naturel d’oxyde d’aluminium. La bauxite contient de grandes quantités d’oxyde d’aluminium sous forme d’hydrates. Industriellement, l’alumine et l’aluminium sont principalement produits à partir de la bauxite.
Utilisations de l’oxyde d’aluminium
L’oxyde d’aluminium possède d’excellentes propriétés physiques et chimiques et est utilisé dans un grand nombre de domaines en tant que matériau céramique à base d’oxyde. Il se caractérise par un point de fusion élevé et une excellente résistance à la chaleur.
Il peut donc être utilisé dans une large gamme de matériaux réfractaires, notamment les briques et les agrégats. Il est très résistant à la corrosion et chimiquement stable. Il peut donc être utilisé pour la porcelaine résistante aux produits chimiques et les matériaux de tuyauterie pour les liquides corrosifs.
D’autres caractéristiques incluent une résistance mécanique élevée, la précision et la résistance à l’abrasion. Il est ainsi largement utilisé dans les composants d’équipements de précision où la résistance et la précision sont requises. De plus, il présente une excellente biocompatibilité. Il se révèle donc utile comme matériau pour les articulations artificielles et les implants dans le domaine médical.
Propriétés de l’oxyde d’aluminium
L’oxyde d’aluminium a un point de fusion de 2 072°C et un point d’ébullition de 2 977°C. Il s’agit d’une poudre blanche insoluble dans l’eau, l’éther diéthylique et l’éthanol. Il est également insoluble dans les acides ainsi que les alcalis et est chimiquement stable.
La forte liaison de l’aluminium avec l’oxygène dans l’oxyde d’aluminium rend difficile la séparation des éléments d’aluminium individuels. Toutefois, le procédé Hall-Héroult a été mis en pratique pour fondre l’aluminium par électrolyse.
Structure de l’oxyde d’aluminium
L’oxyde d’aluminium est un oxyde amphotère d’aluminium dont la formule chimique est Al2O3. Sa masse molaire est de 101,96 g/mol et sa densité de 3,95-4,1 g/cm3.
L’oxyde d’aluminium pur est appelé α-alumine, tandis que celui qui contient une petite quantité d’eau est appelé γ-alumine. La formule chimique de la γ-alumine est Al2O3∙nH2O (0<n<0,6). γ- est déshydratée en α-alumine par une chaleur intense.
L’α-alumine a une structure cristalline triangulaire, tandis que la γ-alumine en possède une cristalline cubique. La γ-alumine a une surface spécifique élevée et est utile comme catalyseur. La formule chimique de la β-alumine est Na2O-11Al2O3.
Autres informations sur l’oxyde d’aluminium
1. La production d’oxyde d’aluminium (III)
L’oxyde d’aluminium (III) existe à l’état naturel sous forme de saphir, de rubis ainsi que de corindon. Le saphir et le rubis sont des variantes du corindon.
Ils se colorent lorsqu’ils sont contaminés par de petites quantités d’ions métalliques et sont très prisés comme pierres précieuses. Les rubis ont une couleur rouge foncé due à la contamination par le chrome. Le saphir est un corindon dont la couleur n’est pas rouge en raison de la présence de traces de titane et de fer. 2.
2. La synthèse de l’oxyde d’aluminium (III)
L’oxyde d’aluminium (III) est obtenu par décomposition thermique directe de sels tels que le sulfate d’aluminium à 1200-1300°C.
La réaction des vapeurs de chlorure d’aluminium avec l’oxygène ou la vapeur d’eau à des températures supérieures à 1 000 °C permet également d’obtenir de l’alumine sous forme de poudre.
3. Les caractéristiques de l’oxyde d’aluminium (II) et (I)
Outre l’oxyde d’aluminium (III) (Al2O3), il existe également l’oxyde d’aluminium (II) et l’oxyde d’aluminium (I). La formule chimique du premier (II) est AlO, tandis que celle du second (I) est représentée par Al2O.
L’oxyde d’aluminium (II) a été détecté lors de l’explosion d’une grenade traitée à l’aluminium dans la haute atmosphère. On le trouve également dans les spectres d’absorption des étoiles.
L’oxyde d’aluminium (I) peut être produit en chauffant du silicium métallique et de l’oxyde d’aluminium (III) à 1 800 °C dans le vide. La plage de température dans laquelle il peut exister de manière stable se situe entre 1 050 °C et 1 600 °C. Il est donc généralement présent sous forme de gaz.