Iltriossido di dialluminio (oallumina[2]) è l'ossido ceramico dell'alluminio caratterizzato daformula chimica Al2O3. Questo materiale, all'apparenza molto fragile e poco utilizzabile, risulta invece fondamentale in campo industriale, per le sue proprietà quali la resistenza agliacidi, l'elevataconducibilità termica, e la scarsaconducibilità elettrica, ed è anche catalizzatore d'interesse industriale.
Viene utilizzato in moltissimi campi, quali l'industria dei laterizi, dei refrattari e delle ceramiche, l'elettronica e lameccanica, oltre a essere usato nella biomedica come materiale di innesto. È la base di alcuniminerali comerubino ezaffiro, che si differenziano a seconda delle impurezze metalliche presenti nelreticolo cristallino. A temperatura ambiente si presenta come un solido bianco inodore. Dal punto di vista elettrico è un isolante. Viene utilizzato nella crescita epitassiale di dispositivi elettronici come substrato, considerando il buonmatching reticolare che consente con alcuni deisemiconduttori più utilizzati.
La forma piùstabile di Al2O3, α-allumina, è unmaterialedurissimo erefrattario. Nella forma minerale è nota comecorindone e, fra le pietre preziose, comezaffiro; la colorazione azzurra di quest'ultimo si deve a una transizione di trasferimento di carica dall'impurezza Fe2+ a quella Ti4+.
Reticolo cristallino dell'α-allumina
Ilrubino è allumina α nella quale una minuscola percentuale di Al3+ è sostituita da Cr3+. Il Cr(III) assume una colorazione rossa, dovuta alle transizioni elettroniche deglielettroni presenti negliorbitali d-d delloionecromo.
La β-allumina è una particolare forma polimorfa dell'allumina che permette il passaggio di ioni all'interno della propria struttura cristallina; grazie a questa sua caratteristica, viene utilizzata comeelettrolita all'interno dicelle elettrolitiche ogalvaniche.
La produzione di alluminio metallico parte dalla produzione di allumina, che viene comunemente ricavata industrialmente tramite ilprocesso Bayer a partire dal mineralebauxite in un processo che coinvolge l'Idrossido di sodio per alzare ilpH della soluzione e sfrutta il comportamento anfotero dell'alluminio.
Produzione casalinga
Sciogliere la pellicola di alluminio inacido cloridrico per ottenerecloruro di alluminio che poi va fatto reagire conbicarbonato di sodio o carbonato di sodio. Successivamente basta filtrare il tutto per ottenere idrossido di alluminio, poi si ottiene l'ossido di alluminio riscaldando l'idrossido a500 °C.
I campi di utilizzo dell'allumina sono molteplici, grazie a una serie di proprietà chimico-fisiche che rendono tale materiale adatto per svariate applicazioni.Le caratteristiche principali dell'allumina sono:
buona stabilità termica: viene largamente utilizzata nella produzione di refrattari (cementi, calcestruzzi e mattoni);
buona resistenza allacorrosione sia in ambienti acidi sia in ambienti alcalini;
ottima resistenza all'usura: la durata di un componente costituito da questo materiale ceramico è superiore di circa 10-13 volte (nelle stesse condizioni di impiego) rispetto a uno stesso componente realizzato in acciaio;
elevata area superficiale interna: nelle forme micro- e nano-porose tale materiale raggiunge valori di aree superficiali di300 m²/g;
eccellentebiocompatibilità: l'allumina viene impiegata per applicazioni biomedicali in quanto, oltre alle proprietà sopra citate, tale ceramica non presenta il fenomeno del rigetto quando è a contatto con i tessuti viventi.
Tra le caratteristiche negative sono una non elevata resistenza meccanica e una bassa resistenza agli shock termici.
Il 4 ottobre2010 alle ore 12:25 il villaggio ungherese diKolontár è stato distrutto da un'inondazione di circa un milione di metri cubi di fanghi color ruggine ad alta concentrazione di allumina. Il cedimento di una vasca di contenimento degli scarti di lavorazione della MAL, una fabbrica di alluminio nel vicino paese diAjka, ha inondato l'intera zona coprendo un'area di40 km² e il bacino del fiumeMarcal, in cui il livello di pH si è alzato fino a 13. Nel fiume sono state versate ingenti quantità di acidi per evitare che il disastro colpisse ilDanubio, di cui il Marcal è un affluente. Nella catastrofe ecologica, la più grande della storia ungherese, hanno perso la vita nove persone[4] e ne sono state ferite un centinaio. Il danno principale è tuttavia quello all'ecosistema: nel suolo sono state riscontrate, assieme all'allumina, che di per sé stessa non è un materiale tossico o particolarmente nocivo, alte concentrazioni di materiali debolmente radioattivi, piombo, cadmio, arsenico, mercurio e nitrati.
