價格飆漲的氧化鋁按其性質主要分為這四類

氧化鋁（Al2O3）在自然界中儲量豐富。天然的結晶Al2O3被稱為剛玉（Comiduin），如紅寶石、藍寶石即為含Cr2O3或TiO2雜質的剛玉。大部分Al2O3是以氫氧化物的形式存在於鋁礬土（Bauxite）與紅土（Laterite）中。鋁礬土可用於製造磨料、水泥、化學品、金屬和耐火材料等，鋁礬土開採量的大約85%被用於轉化為金屬鋁，10%用於生產各種形式的氧化鋁。

Al2O3的基本性質

Al2O3摩爾分子量101。94，比重3。44。0。Al2O3有多種晶體結構，據報道己有α、β、γ、δ、ε、ζ、θ、η、κ、χ及ρ等十幾種，最常見的有α、β、γ、三 種晶型。近幾年，由於ρ-Al2O3在常溫下的覆水性使其作為不定形耐火材料的高效結合劑而受到人們的重視。

1、α-Al2O3

由於它與天然氧化鋁礦物——剛玉相似，習慣上也把它稱為剛玉。它是Al2O3所有變體中密度最大和最穩定的。α-Al2O3屬三方晶系，折射率1。768，熔點2053℃，燒結時分散的α-Al2O3晶體可以相互反應而形成大尺寸的晶體。α-Al2O3

不溶於

水，僅緩慢地溶於鹼和強的礦物酸中，但可以被氫氟酸和硫酸氫鉀腐蝕。

鋁與氧的離子半徑比為0。43，此數值接近於氧配位數為6 （八面體）的下限值。α-Al2O3的晶體結構是與α-Fe2O3和Cr2O3同類型的菱面晶格，其結構為鋁離子有規則地填充在氧離子密排六方配位數為6的2/3空隙中。因而，一個氧離子周圍配位4個鋁離子，而一個鋁離子則配位6個氧離子。

在α-Al2O3的晶體結構中，氧離子作六方最緊密排列，質點間距小，結構牢固，不易被破壞：α-Al2O3中陰、陽離子的鍵型是由離子鍵向共價鍵過波，因而常呈現完好的晶型如桶狀、短柱狀，少數呈板狀或雙錐面上有較粗的條紋。集合體呈緻密粒狀、塊狀。

α-Al2O3具有共價鍵的特性，故有較高的硬度。剛玉硬度為9，僅次於金剛石：熔融α-Al2O3也常用作磨料α-Al2O3及其單晶的物理性質列於表1中。α-Al2O3在所有溫度下都是穩定的，其它變體當溫度達到10001600℃時都不可逆地轉變為α-Al2O3。

2.β-Al2O3

β-Al2O3長期以來作為Al2O3的一種變體，但嚴格來說它不是Al2O3的獨立變體。它通常是由Na+、K+、Rb+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等鹼金屬、鹼土金屬以及稀土金屬（Ln）氧化物的存在而生成。β-Al3O3的構成式為：R2O：Al2O3=1：6及Ln2O3：Al2O3=1： 101：12。當氧化鋁熔體中Na2O含量為5%， K2O含量為7%左右時，Al2O3可全部變為β-Al2O3。

在β-Al2O3中，最有實用價值的是含Na的β-Al2O3，它的化學組成式為Na2O·11Al2O3如是一個非化學計算的化合物，它包含了比理想的化學式多至29%的Na2O。—般來說Na2O與Al2O3之比可以在1：9與1：11之間變化。

β-Al2O3的比重為3。31，較α-Al2O3小，且它隨Na2O、K2O含量而有變化，含Na2O 4。76%時為3。249；含KaO 6。96%時為3。370，硬度5。56。其物理性質如表2， β-Al2O3具有較高的鈉離子導電率，是很好的固體電解質，用它製成膜可作為鈉硫電池的導鈉離子材料。

β-Al2O3是白色電熔剛玉和鋁鉻磚的主要組成之一，也是陶瓷的主要組成。電熔β-Al2O3磚用於玻璃窯爐襯，抗鹼侵蝕能力極強。黏土質耐火磚受鹼金屬氧化物侵蝕後也常能見到β-Al2O3。

表2 β-Al2O3的物理性質

3、γ-Al2O3

它是Al2O3的低溫形態，等軸晶系，具有面心立方晶格，屬於有缺陷型尖晶石結構。 γ-Al2O3晶體尺寸很少，約零點幾微米，以致在顯微鏡下都無法觀察清楚，它通常有許多（約106個）粒子聚集在一起，形成多孔的球形聚集體，大小為407Oμm，最大的甚至超過100μm。這種團聚體內部含有25%30%的氣孔，活性很高，在吸附、催化等方面應用廣 泛，γ-Al2O3結構疏鬆，密度3。453。66g/cm3，易於吸水，且能被酸鹼溶解，效能不穩定，不適於直接用來生產氧化鋁陶瓷。新增適當的新增劑，對γ-Al2O3進行高溫煅燒可轉化為α-Al2O3。

γ-Al2O3具有重要的實際意義我國所稱的工業氧化鋁中通常含40%76%的γ-Al2O3和60%24%的α-Al2O3，有時還含有由一水軟鋁石（勃姆石）向γ-Al2O3轉化和由一水硬鋁石向α-Al2O3轉化的中間化合物由於γ-Al2O3易於生成多孔團聚體，故工業氧化鋁難於燒結。

區分γ-Al2O3和α-Al2O3的方法除利用X射線衍射分析、測定真比重外，也可將粉料浸入茜素或洋紅、或甲基蘭等染料溶液中，γ-Al2O3顆粒能吸收染料而著色，而α-Al2O3保持為白色。根據染色程度可以確定轉變為α-Al2O3的程度。

4.ρ-Al2O3

一般認為ρ-Al2O3是一種結晶最差的Al2O3變體，是Al2O3備晶態中唯一能在常溫下自發水化的形態（未能觀察到其它Al2O3-晶態在常溫下的自發水化是因為動力學條件不充分）。但是，由X射線分析卻很難表明它是晶態，它僅在0。14nm處有一平緩的衍射峰，所以也有人稱它為基本無定形態。也有學者研究認為ρ-Al2O3並非Al2O3的一個晶態，而僅是快速分解形成的初生態Al2O3或Al2O3得雛晶；同時由ρ-Al2O3得DTA曲線在794℃的放射峰斷定，ρ-Al2O3是η-Al2O3得雛晶，當繼續加熱時，它在794℃時晶格完善成η-Al2O3。

ρ-Al2O3是由三水鋁石（Al2O3·3H2O）在減壓條件下低溫脫水（如400Pa以下，600℃加熱）製成，也可由工業上拜爾法制得的氫氧化鋁Al（OH）3在110秒間透過800900℃的熱氣流而獲得。由工業勃姆石（實際上是Al（OH）3和A100H的混合物）在迴轉窯上快速分解也可製得具有自發水化效能的ρ-Al2O3， ρ-Al2O3是高純不定形耐火材料理想的結合劑。

幾種Al2O3變體的物理性質比較如表3所列。

表3氧化鋁變體性質比較