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Al2O3晶型的转变

Al2O3是制作高铝砖、刚玉砖及一些耐火浇注料重要原材料之一。其晶型有:α、β、γ、η、δ、σ、x等。外界条件改变时,晶型会发生转变。在Al2O3这些变体中,只有α- Al2O3 (刚玉)是稳定的,其他晶型都是不稳定的,加热时都将转变成α- Al2O3。α- Al2O3晶体结构中,氧离子作六方最紧密排列,铝离子规则地填充在氧离子空隙中,质点间距小,结构牢固,不易被破坏。α- Al2O3密度为399 g,cm3

除刚玉外,常见的Al2O3晶型为γ- Al2O3。γ- Al2O3具面心立方晶格,属于有缺陷的尖晶石结构,即在某些四面体的空隙没有被充填,因而γ- Al2O3的密度较刚玉小。γ- Al2O3的密度为365 gcrn3。各种Al(OH)3加热脱水时,约在450形成γ- Al2O3。γ- Al2O3加热到较高温转变为刚玉。但这种转变要在1000以上温度时,转化速度才比较大。

氧化铝的其他一些不稳定晶型也都是Al(OH)3加热脱水时,在不同条件下形成的。

σ- Al2O3Al2O3变体中结晶最差的,应为无定形态,但也有人认为它是介于无定形与晶态之间的过渡态。σ- Al2O3Al2O3各种形态中唯一在常温下能自发水化的形态;比表面积大,表面能高,活性大,与水发生反应。

β- Al2O3 (密度为331 gcrn3)不是纯Al2O3,不属于Al2O3一元系,其化学式为R2O·Al2O3R2代表K+Na+等离子。由于β- Al2O3开始发现时忽视了Na2OK2O等的存在,而被误认为是Al2O3的一种变体,采用了β- Al2O3这一名称,并沿用至今。当刚玉处于高温、碱金属氧化物条件下,刚玉即可转变成β- Al2O3。β- Al2O3在高温下也会逸出碱金属氧化物而转化为刚玉。





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