Aluminiumoxid

Strukturformel

Allgemeines
Name	Aluminiumoxid
Andere Namen	Korund (Mineral), Tonerde
Summenformel	Al₂O₃
CAS-Nummer	1344-28-1
Kurzbeschreibung	-
Eigenschaften
Molmasse	101,96 g/mol
Aggregatzustand	fest
Dichte	3980 kg/m³
Schmelzpunkt	2046 °C
Siedepunkt	2980 ± 60 °C
Dampfdruck	- Pa (x °C)
Löslichkeit	unlöslich in Wasser, Säuren und Basen
Sicherheitshinweise
Gefahrensymbole

R- und S-Sätze R:
S: MAK - Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Aluminiumoxid (Summenformel Al₂O₃), auch Tonerde genannt, ist eine der Sauerstoffverbindungen des chemischen Elements Aluminium.

Modifikationen

Die wichtigsten Modifikationen des Aluminiumoxides sind:

das kubische γ-Al₂O₃
der rhomboedrische Korund (α-Al₂O₃)

Vorkommen

α-Al₂O₃ kommt als Mineral (Korund) auch in der Natur vor.

Gewinnung und Darstellung

Aus Bauxit wird Aluminiumhydroxid (ATH) durch Aufschließen in Natronlauge gewonnen (Bayer-Verfahren). Durch Entziehen des Wassers, z.B. durch Sintern oder Kalzinieren erhält man Aluminiumoxid. Eine weitere Darstellung von Aluminiumoxid kann durch vorsichtiges Dehydrieren von Hydrargillit oder Böhmit erfolgen.

Aluminium kann auch elektrolytisch oxidiert werden, siehe Eloxieren.

Eigenschaften

Das γ-Al₂O₃ ist ein hygroskopisches, weißes, lockeres Pulver, das nicht in Wasser, dafür in starken Säuren und Basen löslich ist.

Bereits ab 800 °C geht das γ-Al₂O₃ in das in Säuren wie Basen im allgemeinen unlösliche α-Al₂O₃ über.

Mit verschiedenen Metalloxiden bildet Aluminiumoxid Aluminate.

γ-Al₂O₃ ist ein poröses Material, dessen Oberflächenstruktur stark von den Herstellungprozess, beziehungsweise dessen Temperatur, beeinflusst werden kann. In der Chromatographie wird es als Adsorbens verwendet.

Verwendung

Das α-Al₂O₃ hat eine Mohs'sche Härte von 9 bis 9,5 und wird unter anderem zu Lagersteinen von Messinstrumenten und Uhren, sowie zu Schleifmitteln verarbeitet. Basis dafür ist häufig das als Nebenprodukt der Aluminothermie anfallende Alundum.

Kalzinierte Aluminiumoxide werden in der Keramik (z. B. in Zündkerzen, Waschbecken, Hotelgeschirr, Schußsicherer Bekleidung) oder im weitesten Sinn als Poliermittel (z.B. in Glaskeramikreinigern, Autopflegemitteln, Bremsbelägen, Zahnpasten) verwendet. Weiterhin dient gesintertes α-Al₂O₃ (Sinterkorund) als feuerfestes Material in Ofenauskleidungen oder Laborgeräten.

Mit Verunreinigungen durch geringe Mengen an Cr₂O₃ beziehungsweise TiO₂ bildet der Korund die Edelsteine Rubin und Saphir.

Mit Ti₂O₃ dotierte Al₂O₃-Einkristalle bilden das Herzstück des Titan-Saphir-Lasers.

γ-Al₂O₃ dient als Adsorbens und als Katalysatorträger, sowie als Katalysator selbst.

Neueste Sinterverfahren machen es möglich, Aluminiumoxid zur Herstellung extrem fester und bruchsicherer Gläser einzusetzen, z.B. bei Armbanduhrengläsern (Nature, Vol. 430, S. 761, 2004).

Siehe auch