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처: LSP Ceramics


알루미늄은 우리 생활에서 흔히 사용되어 익숙하실 텐데요, '알루미나'는 알루미늄에 비해 조금은 생소할 것 같습니다. 생활용품에서 많이 사용하는 알루미늄과 달리, 알루미나는 전자제품이나 자동차 부품 소재 등으로 사용되기 때문이죠. 고순도 알루미나는 최근 첨단전자제품 소재로 사용돼 각광받는 물질로 떠올랐는데요, 과연 알루미나는 어떤 물질인지 알아보도록 하겠습니다.


 

알루미늄 산화물, #알루미나(Al2O3)란?

출처: 위키백과


알루미나는 알루미늄의 산화물로, 실리카와 함께 세라믹스의 주요 재료로 사용됩니다. 알루미늄과 산소의 화합물인 ‘산화알루미늄’이라고 할 수 있는데요. 내열성 및 내약품성, 강도 등이 세라믹스가 필요로 하는 성질을 거의 가지고 있어 많이 이용되는 물질입니다. 주로 광물 상태로 산출되기 때문에 원료로 사용하기 위해서는 고도의 화학적인 정제 기술이 필요합니다.


알루미나는 다이아몬드만큼 경도가 높아 일반 금속재료보다 15~20배 높은 내마모성을 가지고 있으며, 내열성 및 내화학성이 뛰어난 특징을 가지고 있는데요, 이 때문에 스파크 플러그, 절연애자, 연마재, 내화물, 세라믹 타일, 유리, 절삭공구, 섬유 등 광범위하게 사용되고 있습니다.


 

알루미나 #제조방법

출처: Reade Advanced Materials


알루미나 분말 제조방법은 1888년 오스트리아의 바이어(K.J Bayer)가 고안한 바이어 법이 있는데요. 바이어 법은 세계적으로 가장 널리 매장돼 있는 보크사이트(Bauxite)광을 출발물질로 현재까지 가장 많이 사용되는 방법입니다.


* 보크사이트(Bauxite)란?

일반적으로 Al2O3․nH2O라는 화학식을 지닌 광물이라고 하는데요, 알루미늄광과 동의어로 사용됩니다. 프랑스 Les Baux 지방에서 발견돼 보크사이트라 불립니다.


 

알루미나를 추출하는 #가성소다

출처: 한화케미칼


가성소다(NaOH)는 보크사이트를 용해해 알루미나를 추출하는데 사용됩니다. 보크사이트를 가열 가압 상태에서 고농도의 가성소다에 녹여 소듐알루미네이트(NaAlO2)를 만들고, 방치 및 여과 공정을 거쳐서 용해되지 않은 불순물을 제거한 후, 깁사이트(gibbsite)를 종자(seed)로 첨가하여, 온도에 따른 용해도 차이를 이용하여 소듐알루미네이트를 가수분해함으로써 수산화알루미늄(Al(OH)3)으로 석출시킨 후 이를 하소(calcination)하여 알루미나를 제조하는 방법입니다.

출처: 한화케미칼

 

첨단소재로 떠오른, #알루미나

출처: Ortech Ceramics


알루미나 세라믹스는 기능성 알루미나로, 1600도의 고온에서도 안정적인 내열성, 내마모성, 절연성, 유전체, 반도성, 흡착성 등 특성을 가지고 있어 각종 첨단 산업의 전자부품과 회로기판, 반도체 공정용 장비 및 소재, 자동차 엔진, 인체 골격이식용 생체 바이오 소재까지 광범위하게 사용되고 있습니다. 또한 기술발전에 따라 더욱 그 용도가 다양해지고 있어, 향후 첨단산업의 핵심 소재로 떠오르고 있죠. 알루미나, 조금은 익숙해지셨나요?




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Posted by 한화케미칼

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