酸化アルミニウム（Al2O3）

概要

酸化アルミニウムは、一般にAl2O3と表記され、ときにアルミナとも呼ばれる、アルミニウムと酸素からなる化学物質です。最もよく見られる形態は白色の粉末状固体ですが、透明な結晶質のコランダムとしても存在します。硬さ、化学的安定性、高温への耐性を兼ね備えるため、酸化アルミニウムは産業と研究において最も広く使用される無機材料の一つです。その化学組成は化合物という用語で表されます。

物理的・化学的性質。塊状では脆い耐火性固体であり、通常は水に溶けません。しかし、酸性・アルカリ性の双方の環境で反応することがあり、両性の性質を示します（酸および塩基に溶解する）。結晶形であるコランダムは非常に硬く、多くの研磨用途や宝石用途の基礎となっています。コランダムに含まれる微量不純物により、ルビーやサファイアが生じます。

鉱物学と形態。酸化アルミニウムには複数の多形と粒径があります。最も安定した結晶形はコランダムであり、触媒作用やセラミックスに用いられる遷移アルミナには、より秩序性の低い形態や多孔質の形態があります。天然では、水和酸化アルミニウムおよび水酸化物を主成分とする堆積性鉱石のボーキサイトから、宝石品質のコランダム結晶まで、さまざまな形で産出します（ボーキサイト、コランダム）。

製造と加工。工業的には、アルミナは精製工程によってボーキサイトから抽出され、その後、電解還元により金属アルミニウムへ転換されます。一般的なホール・エルー法では、精製した酸化アルミニウムを溶融氷晶石に溶かし、電気分解してアルミニウム金属を得ます。粉末および焼結体の酸化アルミニウムは、技術用途ごとに特定の粒径と純度で製造されます。