Welche Verunreinigungen müssen zur Herstellung von hochreinem Aluminiumoxid entfernt werden?
Juli 30, 2024
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- Hohe Härte: Hochreines Aluminiumoxid hat eine hohe Härte, die Oxidschichten, Rost und andere Verunreinigungen effektiv von der Oberfläche des Werkstücks entfernen kann, ohne leicht zu brechen, wodurch die Lebensdauer des Mediums verlängert wird.
- Hohe Abriebfestigkeit: Aufgrund seiner ausgezeichneten Verschleißfestigkeit kann hochreines Aluminiumoxid bei Sandstrahl- und Kugelstrahlverfahren eine stabile Leistung beibehalten, was den Verschleiß und die Häufigkeit des Austauschs reduziert und damit die Kosten senkt.
- Chemische Beständigkeit: Hochreines Aluminiumoxid ist chemisch stabil und reagiert nicht leicht mit dem zu bearbeitenden Werkstück, wodurch die Qualität und Konsistenz der Werkstückoberfläche gewährleistet wird.
- Leistung bei hohen Temperaturen: Hochreines Aluminiumoxid kann hohen Temperaturen standhalten und eignet sich daher für Sandstrahl- und Kugelstrahlarbeiten in Hochtemperaturumgebungen, wobei eine Zersetzung oder Verschlechterung des Mediums bei hohen Temperaturen vermieden wird.
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Geringere Härte und Verschleißfestigkeit: Aluminiumoxid mit unzureichendem Reinheitsgrad weist eine geringere Härte und Verschleißfestigkeit auf, so dass es während des Gebrauchs leichter bricht oder sich abnutzt, was die Lebensdauer des Mediums verkürzt und die Häufigkeit und die Kosten des Austauschs erhöht.
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Auswirkungen auf den Behandlungseffekt: Aluminiumoxid mit niedrigem Reinheitsgrad kann Verunreinigungen enthalten, die die Werkstückoberfläche während des Sandstrahlens oder Kugelstrahlens verunreinigen und den Behandlungseffekt beeinträchtigen können. Dies kann zu ungleichmäßigen Behandlungsspuren oder Rückständen auf der Werkstückoberfläche führen und die Qualität und das Aussehen des Endprodukts beeinträchtigen.
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Chemische Reaktionen: Niedrigreines Aluminiumoxid kann aktive chemische Substanzen enthalten, die während des Sandstrahlens oder Kugelstrahlens mit dem Werkstück reagieren und Korrosion oder eine Verschlechterung der Oberfläche des Werkstücks verursachen können, was dessen Leistung und Lebensdauer beeinträchtigt.
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Schlechte thermische Stabilität: Aluminiumoxid mit niedrigem Reinheitsgrad ist bei hohen Temperaturen weniger stabil, was zu einer Zersetzung oder Verschlechterung führen kann, was die Stabilität und Wirksamkeit des Sandstrahl- und Kugelstrahlverfahrens beeinträchtigt. Bei Hochtemperaturanwendungen kann dies zu einem schnellen Versagen des Mediums führen.
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Erhöhte Staubbelastung und Verschmutzung: Bei Aluminiumoxid mit niedrigem Reinheitsgrad ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass sich während des Betriebs Staub und Ablagerungen bilden, was die Reinigung und Wartung erschwert und zu Gesundheitsrisiken für die Bediener und zu Umweltverschmutzung führen kann.
Daher ist die Verwendung hochreiner Aluminiumoxid-Medien von entscheidender Bedeutung für die Wirksamkeit des Sandstrahl- und Kugelstrahlverfahrens und die Qualität des Werkstücks.
Zu den wichtigsten Verfahren zur Herstellung von hochreinem Aluminiumoxid gehören die Hydrolyse von Aluminiumalkoxid, die thermische Zersetzung von Ammoniumaluminiumsulfat und die thermische Zersetzung von Ammoniumaluminiumcarbonat. Derzeit konzentriert sich die Forschung zur Entfernung von Verunreinigungen für hochreines Aluminiumoxid in erster Linie auf die Reinigung der bei diesen Verfahren verwendeten Rohstoffe.
Eisenverunreinigungen
Bei der Herstellung von hochreinem Aluminiumoxid aus Ammoniumaluminiumsulfat sind die üblichen Methoden zur Fe-Entfernung die Fällung, die Extraktion mit organischen primären Aminen und die Umkristallisierung. Die Ausfällung kann durch Zugabe von MnO₂, KMnO₄, K₃[Fe(CN)₆] oder K₄Fe(CN)₆-3H₂O erfolgen. Zu den Vorteilen dieser Methode gehören die niedrigen Kosten und die einfache Handhabung, obwohl sie zu einem erheblichen Verlust an Aluminiumionen führen und durch die verwendeten Zusatzstoffe neue Verunreinigungen einbringen kann.
Silizium-Verunreinigungen
Siliziumverunreinigungen sind relativ inert und schwer zu entfernen. Bei der Aluminiumalkoxid-Hydrolyse ist Silizium eine der vielen Verunreinigungen in Isopropylalkohol-Aluminium und kann mit einem Verfahren entfernt werden, bei dem während der Vakuumdestillation ein Lanthanoxid-Zusatz zugegeben wird. Bei diesem Verfahren reagiert Lanthanoxid mit Silizium zu einer hochsiedenden Substanz, die nach der Destillation des Isopropylalkohol-Aluminiums im Reaktionsgefäß verbleibt und so das Isopropylalkohol-Aluminium reinigt. Diese Methode ist energieeffizient, einfach zu bedienen und hat eine kurze Reaktionszeit im Vergleich zu allgemeinen Extraktions- und Kristallisationsmethoden.
Einige Methoden können Verunreinigungen wie Na und Ca einbringen, während andere für die Entfernung von Spuren von Si geeignet sind, aber nicht für die Tiefenentfernung von Spuren von Si. Daher ist die Suche nach einer wirksamen Methode zur Entfernung von Spuren von Si von entscheidender Bedeutung.
Calcium Verunreinigungen
Natrium Verunreinigungen
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