Pó de Alumina: Onde, Como e Por que é Usado

Pó de alumina Crédito da foto: Teerã Times

O pó de alumina, também conhecido como óxido de alumínio (Al2O3), é uma substância branca e cristalina feita de refino de minério de bauxita. É o principal componente na fabricação de cerâmicas de alumina para diversas aplicações industriais devido às suas propriedades inatas, como resistência ao desgaste.

Aplicações industriais do pó de alumina

Cerâmica de alumina

O pó de alumina é uma substância versátil com diversas aplicações industriais. A cerâmica de alumina produzida a partir dele apresentará qualidades de alto desempenho (mais sobre isso na seção posterior deste artigo).

Abaixo estão listadas algumas das aplicações do pó de alumina:

Abrasivos – O pó de alumina, especialmente os de alta pureza, pode resistir à abrasão, o que o torna perfeito para produtos abrasivos, como meios de moagem e lixas.
Material Biomédico – As cerâmicas feitas de pó de alumina apresentam grande biocompatibilidade, o que permite seu uso na fabricação de articulações e ossos artificiais, coroas dentárias e outros implantes médicos.
Placas Cerâmicas – Geralmente feitas de pó de alumina 99,0%. Essas chapas têm capacidade para altas temperaturas, o que permite seu uso em ambientes com alta umidade.
Eletrônicos – O pó de alumina possui boas propriedades de isolamento térmico e elétrico. Pode ser usado para fabricar isoladores de alta tensão, invólucros e substratos elétricos.
Cerâmicas de Engenharia – São utilizados em aplicações mais técnicas ou avançadas, como fabricação de semicondutores, processamento CVD e fotolitografia. Para sua fabricação, é necessário pó de alumina de alta pureza para resistir ao desgaste, às reações químicas e às mudanças térmicas.
Material de enchimento – O pó de alumina pode atuar como material de enchimento. Ele ajuda a garantir que produtos como borrachas e plásticos resistam a mudanças de temperatura e tensões.
Vidro - Como o pó de alumina é duro e resistente à pressão, ele torna o vidro à prova de balas e de estilhaços.
Material de laboratório – O pó de alumina tem alto ponto de fusão e é quimicamente inerte. Portanto, é mais adequado para materiais de laboratório normalmente usados para moer e aquecer compostos químicos.
Uso Militar – O pó de alumina é usado na fabricação armadura corporal e coletes à prova de balas porque suas propriedades inatas permitem que sejam absorventes de choque.
Refratários – Materiais refratários precisam ter resistência ao choque térmico e alto ponto de fusão, o que o pó de alumina possui.

Como o pó de alumina é usado

Na fabricação cerâmica de aluminaO pó de alumina que você usará depende de dois fatores: tipo e nível de pureza. É melhor escolher aqueles que são mais benéficos para o seu produto. Por exemplo, se você deseja que o produto seja extremamente duro, um pó de alumina calcinado é uma escolha plausível.

Você pode consultar as tabelas abaixo para saber mais sobre cada tipo e nível de pureza do pó de alumina.

Tipos de pó de alumina

Recomenda-se trabalhar apenas com o tipo de pó de alumina que atenda às especificações da sua aplicação. Felizmente, existem apenas 3 tipos principais disponíveis, que variam de acordo com o seguinte:

Seu teor de ferro (Fe2O3), sílica (SiO2) e soda (Na2O)
O nível de pureza do pó de alumina e as propriedades específicas utilizadas na sua produção

Tipos	Descrição
Alumina calcinada	Uma alumina de alta pureza, com 99,9%. Resultou do aquecimento do pó de alumina a 1050 °C para remover a água e as impurezas presentes.
Alumina tabular	Alumina calcinada sinterizada conhecida por sua resistência ao calor, resistência e densidade.
Alumina hidratada	Alumina conhecida por seu alto ponto de fusão. É popularmente usada em esmaltes porque pode realçar a cor e as qualidades adesivas.

Nível de pureza do pó de alumina

Estrutura química do pó de alumina (Al2O3) Crédito da foto: PubChem

Os níveis variam de acordo com a pureza do pó de alumina na composição do material cerâmico de alumina. Cada um tem seu uso específico.

Mas é claro que não podemos negar que quanto maior o nível de pureza usado em seu produto, melhor será sua qualidade.

Nível de Pureza	Uso	Exemplos de aplicações
Alumina 99,9%	Usado somente em aplicações altamente críticas onde uma ou uma combinação das seguintes propriedades é essencial: Mecânico Elétrica Térmico Resistente à corrosão	Isoladores de grau nuclear Componentes de gravação de plasma
Alumina 99,8%	Usado em aplicações que exigem resistência química e de plasma de primeira linha e altas propriedades dielétricas	Semicondutores
Alumina 99,7%	Usado em aplicações que exigem o seguinte: Refletância 98% a 1064 nanômetros Refletância 96% de 500–2000 nanômetros	Refletores de laser
Alumina 99,5%	Usado em aplicações que exigem uma combinação de resistência elétrica e química	Semicondutores, incluindo acessórios e câmaras
Alumina 99,0%	Utilizado em aplicações que exigem dureza e resistência	Componentes rotativos Bombas alternativas para produtos químicos
Alumina 98,6%	Usado em aplicações que exigem materiais leves	Blindagens em veículos militares
Alumina 97,6%	Utilizado em aplicações que exigem estabilidade dimensional e elétrica em temperaturas variáveis	Componentes do laser raios X Dispositivos eletro-ópticos
Alumina 97,5%	Usado em aplicações que exigem revestimentos metálicos espessos e resistência à abrasão e a produtos químicos	Redes de resistores Camadas dielétricas Condutores
Alumina 97.0%	Usado em aplicações que requerem isolamento elétrico	Tubos de raios X Isolamento para dispositivos médicos Microscópios eletrônicos
Alumina 96.0%	Usado em aplicações que exigem uma combinação das seguintes propriedades: Elétrica Químico Térmico Mecânico	Dispositivos médicos, como bicos, invólucros de conectores elétricos e válvulas sanguíneas
Alumina 95.0%	Utilizado em aplicações que exigem maior resistência à compressão e à flexão, bem como hermeticidade de primeira qualidade	Passagens de cerâmica para metal Implantes médicos armadura corporal militar
Alumina 94.0%	Utilizado em aplicações que exigem a adição de revestimento metálico de manganês e as seguintes propriedades: : Baixa expansão térmica Constante dielétrica Resistividade de alto volume Resistente a produtos químicos Resistente à abrasão	Revestimentos de rolamentos Sensor de pressão Tubo de elétrons
Alumina 92.0%	Utilizado em aplicações que exigem que seja denso e não poroso	Embalagens elétricas Mídia de moagem

Alumina temperada com zircônia

A alumina temperada com zircônia (ZTA) é um tipo especial que combina pó de alumina com zircônia 10%–20% (óxido de zircônio, ZrO2).

Com zircônia embutida no compósito de matriz de alumina, o material resultante terá maior resistência, tenacidade e resistência ao desgaste. É muito melhor do que se fosse feito de pó de alumina de alta pureza.

Características que tornaram o pó de alumina um material viável

Cozimento de cerâmica Crédito da foto: Viviane Okubo sobre Desaparecer

Até aqui, mencionamos a qualidade da cerâmica de alumina. Então, o que há no pó de alumina que torna essa cerâmica resistente ao desgaste, à corrosão, a altas temperaturas e a produtos químicos?

Densidade – O pó de alumina é moído em nanômetros para garantir que seu tamanho de grão fique entre 3 e 5 mícrons após a queima. Isso garante menos vazios na cerâmica de alumina, resultando em maior densidade, o que, por sua vez, leva a uma superfície de desgaste ideal.
Resistência a altas temperaturas – Ao contrário do metal, o pó de alumina mantém suas propriedades em altas temperaturas. Pode suportar até 1.650 °C em ambientes oxidantes e redutores e até 2.000 °C em ambientes de vácuo.
Resistência à abrasão – O pó de alumina é, por natureza, duro, apresentando dureza hra80-90 na escala de dureza Rockwell. Portanto, possui alta resistência à abrasão, garantindo que a cerâmica de alumina não se desgaste facilmente.
Resistência química – O pó de alumina é quimicamente inerte, então substâncias como solventes não terão muito efeito na cerâmica de alumina.
Mecânico – O pó de alumina suporta tensões e deformações devido à sua dureza inerente. Além disso, quanto maior a pureza do pó de alumina na cerâmica de alumina, maiores são suas características mecânicas.
Dielétrico – O pó de alumina ajuda a cerâmica de alumina a suportar tensões eletromagnéticas sem perdas dielétricas. Essa característica a torna ideal para a produção de materiais isolantes.
Térmico – Como o pó de alumina pode se adaptar a altas temperaturas, ele tem alta resistência a condutividade térmica. O efeito do choque térmico na cerâmica de alumina será minimizado.

Perguntas frequentes

O pó de alumina é seguro para uso?

Sim. O pó de alumina não é imediatamente perigoso para a sua saúde ou vida. No entanto, você deve tomar cuidado para não inalá-lo ou entrar em contato com os olhos ou a pele. Caso contrário, causará problemas respiratórios e irritações nos olhos e na pele, respectivamente.Você pode ler mais sobre isso no PubChem.)

Portanto, para garantir sua segurança, é melhor seguir as diretrizes de segurança e usar equipamentos de proteção individual adequados.

Pó de alumina é o mesmo que cerâmica de alumina?

Não. O pó de alumina (óxido de alumínio, Al2O3) é a substância da qual as cerâmicas de alumina são feitas.

Pó de alumina é o mesmo que pó de alumínio?

Não. Um fator que os distingue é a capacidade de reagir a produtos químicos. O pó de alumina possui alta inércia química, o que o torna estável e resistente à corrosão.

Pó de alumínio, por outro lado, é composto de alumínio metálico (Al), que oxida quando exposto ao ar. A camada oxidada formará uma película de óxido que aumentará sua resistência à corrosão.

Conclusão

O pó de alumina é uma substância flexível utilizada em diferentes aplicações industriais. Cada aplicação é feita com um tipo e pureza específicos, o que garante que a cerâmica de alumina funcione corretamente.

Por exemplo, se você estiver fabricando materiais de laboratório, usará um nível de pureza de 99,0% ou superior para obter propriedades térmicas e químicas ideais.