Co wskazuje zmiana koloru brązowego tlenku glinu?

Kolorbrązowy tlenek glinupo kalcynacji jest powtarzalnym wskaźnikiem jakości zarówno dla konsumentów, jak i producentów. Po kalcynacji w atmosferze utleniającej brązowe cząstki zmieniają kolor na niebieski. Ten niebieski kolor jest spowodowany rozpuszczonym Ti₂O₃.

Ti₂O₃to jedyny tlenek tytanu, który można rozpuścić w -ziarnach tlenku glinu. Ponadto TiO₂jest najbardziej stabilnym termodynamicznie tlenkiem tytanu. Powyżej 1000 stopni tlen dyfunduje do ziaren -tlenku glinu, utleniając Ti₂O₃do bardziej stabilnego TiO₂. Jest on następnie kapsułkowany w ziarnach -tlenku glinu.

TiO₂jądra w dalszym ciągu łączą się i rosną w tempie zależnym od temperatury. Gdy ziarna dwutlenku tytanu osiągną wielkość od 0,01 do 0,1 μm, zaczynają rozpraszać światło podobnie jak zawiesina koloidalna. To selektywne rozpraszanie krótszych fal światła niebieskiego nadaje ziarnom -tlenku glinu ich niebieski kolor. To selektywne rozpraszanie światła przez małe cząstki znane jest jako „efekt Tyndalla”. Jeśli pozwoli się, aby jądra TiO₂ urosły do ​​około 0,1 μm, nie będą już rozpraszać tylko światła niebieskiego, ale wszystkich długości fal, co skutkuje jasnoszarym zabarwieniem-obrobionego cieplnie brązowego tlenku glinu.

Jedynie brązowy tlenek glinu zawierający rozpuszczony tlenek tytanu (Ti₂O₃) ma kalcynowaną niebieską barwę; te o niskiej zawartości Ti₂O₃ nie wykazują niebieskiego zabarwienia. Podobnie jak wiele właściwości materiałów drobnoziarnistych, niebieskie zabarwienie po kalcynacji jest średnim kolorem wszystkich cząstek w próbce. W jednej próbce kalcynowanego brązowego tlenku glinu odsetek niebieskich cząstek mieści się w wysokim i średnim zakresie typowej specyfikacji zawartości dwutlenku tytanu (TiO₂) wynoszącej od 2,4% do 3,0%, podczas gdy udział cząstek innych niż-niebieskich spada poniżej dolnej granicy specyfikacji. Jest możliwe, że brązowy tlenek glinu o składzie chemicznym mieszczącym się w typowym zakresie specyfikacji nie będzie wykazywał niebieskiego zabarwienia po kalcynacji, ponieważ jest to przede wszystkim mieszanina cząstek o niskiej zawartości-TiO₂ i pewnej wysokiej zawartości-TiO₂.