Hidratuoto aliuminio oksido veikimo principas daugiausia susijęs su jo pagrindinėmis funkcijomis kaip pirmtakas, antipirenas, katalizatoriaus atrama ir hidratacijos reakcija apdorojant medžiagų paviršių. Konkretus mechanizmas skiriasi priklausomai nuo programos.
1. Kaip aliuminio oksido pirmtakas: terminis skilimas, kad susidarytų aktyvus aliuminio oksidas. Hidratuotas aliuminio oksidas (pvz., boehmitas ir pseudoboehmitas) kaitinant dehidratuojasi ir virsta įvairių kristalų formų aliuminio oksidu (pvz., -Al₂O3). Šis procesas yra būtinas ruošiant didelio našumo{4}} aliuminio oksido medžiagas.
Reakcijos principas:
2AlOOH → ΔAl₂O₃ + H2O 2AlOOH ΔAl2O₃ + H2O Skirtingi hidratuoti aliuminio oksido pirmtakai gali būti naudojami norint kontroliuoti galutinio aliuminio oksido porų struktūrą, specifinį paviršiaus plotą ir kristalinę formą, reguliuojant deginimo temperatūrą ir procesą. Jis plačiai naudojamas katalizatorių laikikliuose, keramikoje ir ličio baterijų separatoriuje. 2. Kaip antipirenas: dvigubas endoterminio skilimo mechanizmas + fizinis barjeras
Aliuminio hidroksidas (aliuminio trihidratas, Al(OH)₃) yra labiausiai paplitęs neorganinis antipirenas užpildas. Jo veikimo principas yra toks:
Endoterminis aušinimas: suyra 200–250 laipsnių temperatūroje, sugerdamas didelį šilumos kiekį (apie 1967 kJ/kg), taip sumažindamas medžiagos paviršiaus temperatūrą.
2 Al(OH)₃ → Δ Al₂O3 + 3 H₂O↑
2Al(OH)3
Δ Al₂O₃ + 3H₂O↑
Degiųjų dujų skiedimas: Išsiskiriantys vandens garai atskiedžia deguonies ir degiųjų dujų koncentraciją, stabdo degimo plitimą.
Apsauginio sluoksnio formavimas: susidaręs Al2O3 likutis sudaro tankų izoliacinį sluoksnį ant medžiagos paviršiaus, izoliuojantį deguonį nuo sąlyčio su degiosiomis medžiagomis.
Plačiai naudojamas laidams ir kabeliams, plastikams, gumai ir kitoms polimerinėms medžiagoms gaminti, jis pasižymi tokiais pranašumais kaip -be halogenų, mažo- dūmų kiekio ir aplinkai nekenksmingų savybių.
3. Anoduotos plėvelės sandarinimo vaidmuo: hidratacijos plėtimosi mikroporų blokavimas
Apdorojant aliuminio lydinio paviršių, hidratuotas aliuminio oksidas padidina atsparumą korozijai dėl „hidratacijos karščio sandarinimo“:
Reakcijos principas: Anodinio oksido plėvelė (daugiausia sudaryta iš Al2O3) vyksta hidratacijos reakcija verdančiame vandenyje, todėl susidaro boehmitas (AlOOH) arba aliuminio hidroksidas, kurio tūris išsiplečia maždaug 30%, taip užpildydamas ir užsandarindamas oksido plėvelės mikroporas.
Al2O3 + H₂O → 2AlOOH
Al2O3 + H₂O → 2AlOOH
Šis sandarinimas žymiai pagerina plėvelės atsparumą korozijai, atsparumą{0}}užteršimui ir spalvų atsparumą, todėl ji plačiai naudojama architektūriniuose aliuminio profiliuose ir pramoninio aliuminio lydinio komponentuose.
4. Kaip katalizatorius/vaistų nešiklis: didelis specifinis paviršiaus plotas ir paviršiaus aktyvumas. Hidratuotas aliuminio oksidas (ypač boehmitas) turi didelį savitąjį paviršiaus plotą (iki 200–300 m²/g) ir daug paviršiaus hidroksilo grupių (-OH), kurios lengvai adsorbuoja aktyvius komponentus ar vaistų molekules.
Naftos katalizinio krekingo (FCC) metu kaip nešiklis užtikrina dispersiškumą ir terminį stabilumą; farmacijos srityje jis gali adsorbuoti antigenus, kad pasiektų ilgalaikį išsiskyrimą.
5. Naudojimas ličio -jonų akumuliatorių separatoriuose: danga padidina saugumą. Nano-bometas (-AlOOH), kaip ličio-jonų baterijų separatorių dangos medžiaga, atlieka šiuos vaidmenis:
Atsparumas aukštai temperatūrai: pagerina separatoriaus matmenų stabilumą aukštoje temperatūroje, užkertant kelią susitraukimui ir trumpiesiems jungimams.
Antipirenas: kaitinant išskiria vandens garus, užkertant kelią šiluminiam bėgimui.
Mažas kietumas: sumažina elektrodų ir įrangos nusidėvėjimą, sumažina gamybos sąnaudas.
Hidrofobiškumas: padidina akumuliatoriaus stabilumą drėgnoje aplinkoje.
