산화 알루미늄

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1. 개요
2. 역사
3. 성질
- 3.1. 결정 구조
4. 생성 및 생산
5. 응용
6. 기타 산화물
참조

1. 개요

산화 알루미늄(Al₂O₃)은 고대부터 사용된 물질로, 절연체이면서 높은 열전도율을 가진 세라믹 재료이다. 코런덤으로 알려진 결정 형태는 경도가 높아 연마재 및 절삭 공구로 사용되며, 양쪽성 물질로 산과 염기에 모두 반응한다. 산화 알루미늄은 자연에서 강옥 형태로 산출되며, 루비와 사파이어는 불순물에 의해 색을 띠는 강옥의 변종이다. 베이어 공정, 소결 공정, 홀-에루 공정을 통해 생산되며, 알루미늄 생산, 내화물, 세라믹, 연마재, 촉매 담체, 전자 재료, 생체 재료 등 다양한 분야에 응용된다.

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산화 알루미늄 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
커런덤 3D 모델
다른 이름	다이알루미늄 삼산화물
IUPAC 이름	산화 알루미늄
계통 이름	산화 알루미늄(III)
식별 정보
UNII	LMI26O6933
EC 번호	215-691-6
ChEMBL	3707210
DTXSID	DTXSID1052791
DrugBank	DB11342
InChI	1/2Al.3O/q2+3;3-2
SMILES	[Al+3].[Al+3].[O-2].[O-2].[O-2]
PubChem CID	9989226
CAS 등록번호	1344-28-1
ChemSpider ID	8164808
RTECS 번호	BD120000
ATC 코드	D10AX04
물리화학적 성질
화학식	Al₂O₃
몰 질량	101.961276g mol^-1
외관	흰색 고체
냄새	무취
밀도	3.987 g/cm³
용해도	불용성
다른 용매에 대한 용해도	모든 용매에 불용성
녹는점	2072 °C
끓는점	2977 °C
열 전도율	30 W·m⁻¹·K⁻¹
굴절률	n_ω = 1.768–1.772 n_ε = 1.760–1.763 복굴절 0.008
자기 감수율	−37.0×10⁻⁶ cm³/mol
LogP	0.31860
결정 구조
결정계	삼방정계, hR30
공간군	Rc (No. 167)
배위수	팔면체
격자 상수 a	478.5 pm
격자 상수 c	1299.1 pm
열화학
표준 생성 엔탈피	−1675.7 kJ/mol
엔트로피	50.92 J·mol⁻¹·K⁻¹
위험성
OSHA PEL	15 mg/m³ (총 분진) 5 mg/m³ (호흡성 분진)
ACGIH/TLV	10 mg/m³
인화점	불연성
NFPA 704	NFPA-H: 0 NFPA-F: 0 NFPA-R: 0
NIOSH REL	없음
IDLH	N.D.
관련 화합물
다른 음이온	수산화 알루미늄 황화 알루미늄 셀렌화 알루미늄
다른 양이온	삼산화 붕소 산화 갈륨 산화 인듐 산화 탈륨

2. 역사

고대와 중세 연금술에서 알루미늄염이 널리 사용되었다.^[10]^[11] Andrew Ruys가 2019년에 저술한 교과서에는 고대부터 21세기까지 알루미나의 역사에 대한 자세한 연표가 포함되어 있다.^[12]

3. 성질

산화 알루미늄(Al₂O₃)은 절연체이지만 세라믹 재료로서는 비교적 높은 열전도율(30 Wm^-1K^-1)을 가진다.^[13] 물에 녹지 않는다. 가장 일반적으로 발견되는 결정형인 코런덤 또는 α-산화알루미늄은 경도가 높아 연마제 및 절삭 공구의 구성 요소로 사용하기에 적합하다.^[1]

산화 알루미늄은 양쪽성 물질이며, 산과 염기 모두와 반응할 수 있다. 예를 들어, 불화수소산과 수산화나트륨과 같은 물질과 반응하여 염기를 산으로, 산을 염기로 작용하여 서로를 중화시키고 염을 생성한다.

:Al₂O₃ + 6 HF → 2 AlF₃ + 3 H₂O

:Al₂O₃ + 2 NaOH + 3 H₂O → 2 NaAl(OH)₄ (알루민산나트륨)

thumb

절연체이자 높은 열전도율(30 Wm⁻¹K⁻¹)^[56]을 가진 세라믹 재료이다. 일반적으로 결정 상태로 산출되며, 코런덤 또는 α-산화알루미늄이라고 불리며, 연마재나 절삭공구 부품으로 사용된다.^[58]

유전손실탄젠트가 다른 소재에 비해 매우 낮기 때문에 고주파 응용 분야가 있다.

3. 1. 결정 구조

결정질 산화알루미늄의 가장 일반적인 형태는 열역학적으로 안정된 형태인 코런덤으로 알려져 있다.^[16] 산소 이온은 알루미늄 이온이 팔면체 틈새의 3분의 2를 채우는 거의 육방 밀집 구조를 형성한다. 각 Al³⁺ 중심은 팔면체이다. 결정학적 측면에서 코런덤은 삼방정계 브라베 격자를 채택하며, 공간군은 Rc(국제 표에 따른 번호 167)이다. 단위세포에는 산화알루미늄의 화학식 단위가 두 개 포함되어 있다.

산화알루미늄은 또한 입방체 γ상과 η상, 단사정계 θ상, 육방정계 χ상, 사방정계 κ상, 사방정계 또는 사방정계일 수 있는 δ상을 포함한 다른 준안정 상으로도 존재한다.^[16]^[17] 각 상은 고유한 결정 구조와 특성을 가지고 있다. 입방체 γ-Al₂O₃는 중요한 기술적 응용 분야를 가지고 있다. 과거 조성이 Al₂O₃라고 생각되었던 베타알루미나(Na₂O·11Al₂O₃)는 나트륨-황 전지의 전해질로 사용된다.^[18]

녹는점 부근의 용융 산화알루미늄은 대략 3분의 2가 사면체(즉, Al의 3분의 2가 4개의 산소 이웃에 둘러싸여 있음)이고, 3분의 1이 5배위이며, 매우 적은(<5%) 팔면체 Al-O가 존재한다.^[19] 산소 원자의 약 80%는 3개 이상의 Al-O 다면체 사이에 공유되며, 다면체 간 연결의 대부분은 모서리 공유이며, 나머지 10~20%는 꼭짓점 공유이다.^[1] 용융 시 팔면체의 분해는 상대적으로 큰 부피 증가(~33%)를 수반하며, 녹는점 근처의 액체 밀도는 2.93 g/cm³이다.^[20] 용융 알루미나의 구조는 온도에 따라 달라지며, 5배위 및 6배위 알루미늄의 비율은 냉각(및 과냉각) 중에 사면체 AlO₄ 단위를 소모하여 증가하며, 비정질 알루미나에서 발견되는 국부적 구조 배열에 가까워진다.^[21]

4. 생성 및 생산

강옥은 가장 흔하게 자연적으로 산출되는 산화 알루미늄의 결정질 형태이다.^[7] 루비와 사파이어는 보석 품질의 강옥으로, 특징적인 색깔은 미량의 불순물 때문이다. 루비는 미량의 크롬 때문에 특징적인 짙은 빨간색과 레이저 특성을 갖는다. 사파이어는 철과 티타늄과 같은 다양한 불순물에 의해 여러 가지 색깔을 띤다. 매우 드문 δ 형태는 광물 델탈루마이트로 산출된다.^[8]^[9]

자연에서는 결정이 강옥(삼방정계)로 산출될 뿐만 아니라, 수화물이 보크사이트의 주성분으로 존재한다. 루비와 사파이어는 강옥의 변종으로, 미량의 금속 이온이 혼입됨으로써 색을 띠고 보석으로 귀하게 여겨진다. 루비는 크롬이 혼입됨으로써 진한 적색을 띠며, 루비 레이저 등의 용도가 있다. 사파이어는 철이나 티타늄 등이 미량 혼입되어 적색 이외의 색을 띠는 강옥이다.

4. 1. 베이어 공정

보크사이트에서 산화 알루미늄을 분리하는 데에는 베이어 처리(Bayer process)가 이용된다.^[22] 보크사이트는 산화 알루미늄(Al₂O₃)과 산화철(Ⅲ)(Fe₂O₃), 실리카(silica)(SiO₂)와 그 외 금속염 불순물이 섞여있는 혼합물이다.^[22] 양쪽성의 산화 알루미늄이 강염기에 용해되는 반면, 산화철(Ⅲ) 및 다른 불순물은 용해되지 않는 원리가 이용된다.^[22]

보크사이트를 강염기인 수산화 나트륨(NaOH)에 녹이면, 다음과 같은 반응이 일어난다.

: Al₂O₃ + H₂O + NaOH → NaAl(OH)₄

: Al(OH)₃ + NaOH → NaAl(OH)₄

SiO₂를 제외한 보크사이트의 다른 성분들은 염기에 녹지 않는다. 염기성 혼합물을 여과하면 Fe₂O₃가 제거된다.^[1] 베이어 용액을 냉각시키면 Al(OH)₃가 침전되고 규산염은 용액에 남는다.

: NaAl(OH)₄ → NaOH + Al(OH)₃

고체 Al(OH)₃ 깁사이트는 그 다음 소성(1100°C 이상으로 가열)되어 산화알루미늄을 생성한다.^[1]

: 2 Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3 H₂O

생성된 산화알루미늄은 다상, 즉 순수한 강옥이 아닌 여러 상의 산화알루미늄으로 구성되는 경향이 있다.^[17] 따라서 생산 공정을 최적화하여 맞춤형 제품을 생산할 수 있다. 존재하는 상의 종류는 예를 들어 산화알루미늄 제품의 용해도와 기공 구조에 영향을 미치며, 이는 다시 알루미늄 생산 비용과 오염 방지에 영향을 미친다.^[17]

4. 2. 홀-에루 공정

베이어 처리에 의해서 정제된 산화 알루미늄은 홀-에루 공정에 의해서 전기 분해되어 순수한 알루미늄(Al)으로 정제된다. 미국의 찰스 홀과 프랑스의 폴 에루(Paul Hḗroult)가 21세의 나이 때 각각 독립적으로 개발한 공법이다. 이 공법은 빙정석(Na₃AlF₆)과 산화 알루미늄을 함께 녹여 전기 분해하는 원리를 갖는다. 빙정석은 산화 알루미늄에 대하여 매우 효과적인 용매인데, 순수한 빙정석의 경우 녹는점이 약 1000 °C인 것에 비해, 산화 알루미늄을 포함한 빙정석의 녹는점은 약 950 °C이다. 이 온도는 산화 알루미늄을 전기 분해하기 위해 액체로 녹여야 하는 온도인 2050 °C에 비해 매우 낮은 온도로써, 공업적으로 비교적 저렴한 비용으로 순수한 알루미늄을 정제해낼 수 있는 이점을 가졌다. 전기 분해가 일어나는 전기 분해 용기는 산화 반응이 일어나는 양극(산화극: anode)인 탄소봉과, 환원 반응이 일어나는 음극(환원극: cathode)인 탄소 코팅 철로 구성되어 있다. 이러한 용기를 이용하는 전기 분해의 전체 화학 반응식은 다음과 같다.

::2Al₂O₃ + 3C → 4Al + 3CO₂

그러므로 산화극의 탄소봉은 반응이 진행됨에 따라 소모되므로 지속적인 전기 분해를 위해서는 정기적으로 교체해 주어야 한다.

4. 3. 소결 공정

소결 공정은 주로 베이어 공정이 적합하지 않은 경우, 특히 실리카 함량이 높은 광석이나 더욱 제어된 제품 형태가 필요할 때 사용되는 고온 공정이다.^[23] 먼저, 보크사이트를 석회석과 탄산나트륨과 같은 첨가제와 혼합한 후, 고온(1200 °C ~ 1500 °C)에서 가열하여 알루민산나트륨과 규산칼슘을 형성한다.^[24] 소결 후, 물로 침출하여 알루민산나트륨을 용해시키고 불순물을 제거한다. 그런 다음 용액에서 알루민산나트륨을 침전시키고 약 1000 °C에서 풀가마(calcination) 처리하여 알루미나를 생산한다.^[25] 이 방법은 복잡한 형태의 제품 생산에 유용하며, 다공성 또는 고밀도 재료를 생성하는 데 사용할 수 있다.^[26]

5. 응용

재료 과학에서는 α-알루미나로, 용융된 형태에서는 아룬덤(alundum^영어) 또는 알록사이트(aloxite^영어)^[27]로 광업 및 세라믹 분야에서 알려진 산화알루미늄은 광범위하게 사용된다. 2015년 전 세계 산화알루미늄 생산량은 약 1억 1,500만 톤이었으며, 그 중 90% 이상이 알루미늄 금속 제조에 사용되었다.^[6] 특수 산화알루미늄의 주요 용도는 내화물, 세라믹, 연마 및 연삭재이다. 알루미나의 원료인 수산화알루미늄은 대량으로 제올라이트 제조, 이산화티탄 안료 코팅 및 난연제/발연 억제제로 사용된다.

산화알루미늄의 90% 이상은 제련 등급 알루미나(SGA)로 불리며, 일반적으로 홀-에루 전기분해법을 통해 알루미늄 생산에 사용된다. 나머지는 특수 알루미나로 불리며, 불활성, 내열성 및 내전성을 이용한 다양한 용도로 사용된다.^[28]

융해염 전해법으로 알루미늄의 원료로 사용될 뿐만 아니라, 도예 등의 세라믹스 재료로도 첨가된다. 또한, 연삭재나 사상장치 등 고강도, 고인성, 내열 충격성이 요구되는 분야나, 자동차 배기가스 정화 촉매 등의 촉매의 담체, 치과 치료(인레이, 크라운 등의 수복물·보철물) 등에 널리 이용된다. 또한, 공업용 샌드블라스트의 연마제로 이용되며, 의료 용도로도 사용되어 WHO의 ATC 분류에서는 좌창(여드름)의 흉터를 제거하는 치료에 사용된다.

마이크론 단위로 구형으로 가공한 알루미나는, 고무나 합성수지에 첨가함으로써 방열 재료용 고열전도 필러, 반도체 봉지재용 필러로 사용된다.^[61]

고순도 결정 광석은 보석으로 귀하게 여겨진다(사파이어, 루비).

고순도 알루미나는 사파이어를 사용한 LED의 기판, 리튬이온전지 부재, 반도체 제조 장치의 세라믹스제 부재 등에, 저소다 알루미나는 액정 디스플레이용 유리나 IC 패키지, 자동차 플러그 등에 사용된다.^[62] 또한, 유전 정접이 다른 재료와 비교하여 매우 낮기 때문에 일부 고주파 측정기나 밀리미터파 레이더 등의 기판에 사용된다. 그러나, 회로 패턴의 형성 방법 등이 FR-4 등의 일반적인 것과 다르기 때문에, 제작소가 다른 경우가 많다.

5. 1. 연마재

산화 알루미늄은 높은 경도와 강도를 가지며, 천연 상태의 강옥(corundum)은 모스 경도계(Mohs scale of mineral hardness)에서 9에 해당한다. 이는 산업용 다이아몬드(industrial diamond)보다 저렴한 대체재로, 많은 종류의 사포(sandpaper)에 사용된다. 낮은 열 보유율과 비열(specific heat) 덕분에 연삭 작업과 절단(cutoff) 공구에도 널리 사용된다.

분말 연마제 광물인 알록사이트(aloxite)는 큐팁(cue tip) "초크(chalk)"의 주요 구성 요소이며, 빌리아드에서 사용된다. 산화 알루미늄 분말은 일부 CD/디브이디(DVD) 광택(polishing) 및 흠집 수리 키트, 치약에도 사용된다. 미세 박피술(microdermabrasion)에도 사용된다.

도예 등의 세라믹스 재료, 연삭재나 사상장치, 자동차 배기가스 정화 촉매의 담체, 치과 치료 (인레이, 크라운 등의 수복물·보철물)등에 사용된다. 공업용 샌드블라스트의 연마제로 이용되며, 의료 용도로도 사용된다. WHO의 ATC 분류에서는 좌창(여드름)의 흉터를 제거하는 치료에 사용된다.

마이크론 단위로 구형으로 가공한 알루미나는, 고무나 합성수지에 첨가하여 방열 재료용 고열전도 필러, 반도체 봉지재용 필러로 사용된다.^[61]

고순도 결정 광석은 보석으로 귀하게 여겨진다(사파이어, 루비). 고순도 알루미나는 사파이어를 사용한 LED의 기판, 리튬이온전지 부재, 반도체 제조 장치의 세라믹스제 부재 등에, 저소다 알루미나는 액정 디스플레이용 유리나 IC 패키지, 자동차 플러그 등에 사용된다.^[62] 유전 정접이 다른 재료와 비교하여 매우 낮기 때문에 일부 고주파 측정기나 밀리미터파 레이더 등의 기판에 사용된다.

갈색 용융 알루미나는 알룬덤 (alundum)이라고 불린다.

5. 2. 내화물 및 세라믹

높은 내열성으로 인해 산화 알루미늄은 고온로의 단열재로 자주 사용되며, 다양한 비율의 실리카를 포함하기도 한다. 단열재는 담요, 보드, 벽돌, 느슨한 섬유 등 다양한 형태로 제조되어 여러 분야에 응용된다.^[62] 또한 스파크 플러그 절연체 제조에도 사용된다.^[50]

플라즈마 분무 공정을 통해 티타니아와 혼합하여 일부 자전거 림의 제동 표면에 코팅하여 마모 및 내마모성을 제공하기도 한다. 대부분의 낚싯대에 사용되는 세라믹 가이드는 산화 알루미늄으로 만들어진 원형 링이다.

가장 고운 분말(흰색) 형태인 다이아민틴(Diamantine)으로 불리는 산화알루미늄은 시계 제작에서 우수한 연마제로 사용된다.^[51] 산화 알루미늄은 모토크로스 및 산악 자전거 산업에서 스탠션 코팅에도 사용되며, 이황화 몰리브덴과 결합하여 표면의 장기간 윤활을 제공한다.^[52]

융해염 전해법으로 알루미늄의 원료로 사용될 뿐만 아니라, 도예 등의 세라믹스 재료로도 첨가된다.^[62] 또한, 연삭재나 사상장치 등 고강도, 고인성, 내열 충격성이 요구되는 분야나, 자동차 배기가스 정화 촉매 등의 촉매의 담체, 치과 치료(인레이, 크라운 등의 수복물·보철물) 등에 널리 이용된다. 공업용 샌드블라스트의 연마제로 이용되며, WHO의 ATC 분류에서는 좌창(여드름)의 흉터를 제거하는 치료에 사용된다.

마이크론 단위로 구형으로 가공한 알루미나는, 고무나 합성수지에 첨가하여 방열 재료용 고열전도 필러, 반도체 봉지재용 필러로 사용된다.^[61]

고순도 알루미나는 사파이어를 사용한 LED의 기판, 리튬이온전지 부재, 반도체 제조 장치의 세라믹스제 부재 등에 사용되며, 저소다 알루미나는 액정 디스플레이용 유리나 IC 패키지, 자동차 플러그 등에 사용된다.^[62] 유전 정접이 다른 재료와 비교하여 매우 낮기 때문에 일부 고주파 측정기나 밀리미터파 레이더 등의 기판에 사용된다.

5. 3. 촉매 및 촉매 담체

산화 알루미늄은 산업적으로 유용한 다양한 반응을 촉매한다. 가장 대규모로 응용되는 예로, 정유소에서 황화수소 폐가스를 원소 황으로 전환하는 클라우스 공정의 촉매로 사용된다. 또한 알코올을 알켄으로 탈수 반응시키는 데에도 유용하다.

산화 알루미늄은 수소화탈황 및 일부 지글러-나타 촉매 중합 반응에 사용되는 촉매 등 많은 산업용 촉매의 촉매 담체 역할을 한다. 자동차 배기가스 정화 촉매 등의 촉매의 담체로도 사용된다.

5. 4. 전자 재료

산화 알루미늄은 전기 절연체로서 집적회로에 사용될 뿐만 아니라, 단전자 트랜지스터, 초전도 양자 간섭 소자(SQUID), 초전도 큐비트와 같은 초전도 소자 제작을 위한 터널 장벽으로도 사용된다.^[40]^[41]^[42]

집적 회로에서 전기 절연체로 사용되는 경우, 얇은 박막의 등각 성장이 전제 조건이며, 바람직한 성장 방식은 원자층 증착이다. Al₂O₃ 박막은 트리메틸알루미늄(Al(CH₃)₃)과 H₂O 사이의 화학적 교환 반응을 통해 제조할 수 있다.^[43]

:2 Al(CH₃)₃ + 3 H₂O → Al₂O₃ + 6 CH₄

위 반응에서 H₂O는 오존(O₃)으로 대체하여 활성 산화제로 사용할 수 있으며, 다음과 같은 반응이 일어난다.^[44]^[45]

:2 Al(CH₃)₃ + O₃ → Al₂O₃ + 3 C₂H₆

O₃를 사용하여 제조된 Al₂O₃ 박막은 H₂O를 사용하여 제조된 박막에 비해 누설 전류 밀도가 10~100배 낮다.

비교적 큰 밴드갭을 가진 유전체인 산화알루미늄은 축전기의 절연막으로 사용된다.^[46]

고순도 알루미나는 사파이어를 사용한 LED의 기판, 리튬이온전지 부재, 반도체 제조 장치의 세라믹스제 부재 등에, 저소다 알루미나는 액정 디스플레이용 유리나 IC 패키지, 자동차 플러그 등에 사용된다.^[62] 또한, 유전 정접이 다른 재료와 비교하여 매우 낮기 때문에 일부 고주파 측정기나 밀리미터파 레이더 등의 기판에 사용된다. 그러나, 회로 패턴의 형성 방법 등이 FR-4 등의 일반적인 것과 다르기 때문에, 제작소가 다른 경우가 많다.

5. 5. 생체 재료

산화 알루미늄은 생체 불활성 세라믹의 대표적인 예이다.^[33] 우수한 생체 적합성, 높은 강도, 내마모성 때문에 알루미나 세라믹은 인공 뼈와 관절 제작을 위한 의료 분야에 사용된다.^[34] 산화 알루미늄은 생체 적합성과 내식성을 부여하기 위해 의료용 임플란트 표면 코팅에 사용된다.^[35] 또한 치과 임플란트, 관절 교체술 및 기타 의료 기기 제조에도 사용된다.^[36] WHO의 ATC 분류에서는 좌창(여드름)의 흉터를 제거하는 치료에 사용된다.

5. 6. 기타

화학적으로 매우 안정적이며 흰색을 띠는 산화 알루미늄은 플라스틱 충전제로 널리 사용된다.^[29] 자외선 차단제의 일반적인 성분이며,^[29] 블러셔, 립스틱, 매니큐어와 같은 화장품에도 자주 포함되어 있다.^[30] 많은 유리 조성에 산화 알루미늄이 성분으로 포함되어 있으며,^[31] 알루미노실리케이트 유리는 5~10%의 알루미나를 함유하고 있다. 산화 알루미늄은 기체 흐름에서 수분을 제거하는 데 사용된다.^[32] 자동차 또는 화장품 산업과 같이 반사적인 장식 효과를 내는 페인트에도 사용된다.

산화 알루미늄은 고성능 응용 분야를 위한 섬유 소재에 사용되어 왔으며,^[37] 특히 알루미나 나노섬유는 연구 분야가 되었다. 일부 방탄복은 알루미나 세라믹 플레이트를 사용하며,^[38] 12.7×99mm NATO탄환의 충격에도 견딜 수 있는 방탄 알루미나 유리 생산에도 사용된다. 양극산화 또는 플라즈마 전해 산화를 통해 알루미늄에 코팅으로 성장시킬 수 있다. 플라즈마 전해 산화의 경우, 코팅은 표면 산화물 층에서만 다공성이며, 하부 산화물 층은 표준 직류 양극산화 공정보다 훨씬 더 치밀하고, 결정성이 더 높다.

알루미나는 석탄 화력 발전소의 분쇄 연료 라인과 배가스 배관 내부에 부착되는 타일 제조에 사용된다. 조명 분야에서는 반투명 산화 알루미늄이 일부 나트륨등에 사용되며,^[47] 소형 형광등의 코팅 현탁액 제조에도 사용된다.

화학 실험실에서는 크로마토그래피의 매개체로 사용되며, 끓임쪽으로 사용된다. 건강 및 의료 분야에서는 고관절 인공관절^[6] 및 경구 피임약^[48]의 재료로 사용된다. 산화 알루미늄은 섬광체^[49] 및 선량계로 사용된다.

고온로의 단열재는 종종 산화 알루미늄으로 제조된다. 스파크 플러그 절연체 제조에도 사용되며,^[50] 플라즈마 분무 공정을 사용하고 티타니아와 혼합하여 일부 자전거 림의 제동 표면에 코팅하여 마모 및 내마모성을 제공한다. 대부분의 낚싯대에 사용되는 세라믹 가이드는 산화 알루미늄으로 만들어진 원형 링이다.

가장 고운 분말(흰색) 형태인 다이아민틴(Diamantine)으로 불리는 산화 알루미늄은 시계 제작 및 시계 제작에서 우수한 연마제로 사용된다.^[51] 산화 알루미늄은 모토크로스 및 산악 자전거 산업에서 스탠션 코팅에도 사용된다.^[52]

융해염 전해법으로 알루미늄의 원료로 사용될 뿐만 아니라, 도예 등의 세라믹스 재료로도 첨가된다. 연삭재나 사상장치 등 고강도, 고인성, 내열 충격성이 요구되는 분야나, 자동차 배기가스 정화 촉매 등의 촉매의 담체, 치과 치료(인레이, 크라운 등의 수복물·보철물) 등에 널리 이용된다. 샌드블라스트의 연마제로 이용되며, 의료 용도로도 사용되어 WHO의 ATC 분류에서는 좌창(여드름)의 흉터를 제거하는 치료에 사용된다.

마이크론 단위로 구형으로 가공한 알루미나는, 고무나 합성수지에 첨가함으로써 방열 재료용 고열전도 필러, 반도체 봉지재용 필러로 사용된다.^[61] 고순도 결정 광석은 보석으로 귀하게 여겨진다(사파이어, 루비).

고순도 알루미나는 사파이어를 사용한 LED의 기판, 리튬이온전지 부재, 반도체 제조 장치의 세라믹스제 부재 등에, 저소다 알루미나는 액정 디스플레이용 유리나 IC 패키지, 자동차 플러그 등에 사용된다.^[62] 또한, 유전 정접이 다른 재료와 비교하여 매우 낮기 때문에 일부 고주파 측정기나 밀리미터파 레이더 등의 기판에 사용된다.

6. 기타 산화물

산화 알루미늄에는 Al₂O₃ 외에도, AlO의 화학식으로 표현되는 산화 알루미늄(II) 및 Al₂O의 화학식으로 표현되는 산화 알루미늄(I)이 존재한다. 산화 알루미늄(II)는 고층 대기 중에서 알루미늄 처리된 수류탄이 폭발했을 때 기층에서 검출되었으며^[63]^[64]^[65], 별의 흡수 스펙트럼에서도 발견되었다.^[66] 산화 알루미늄(I)은 산화 알루미늄(III)과 금속 규소를 진공 조건 하 1800℃에서 가열함으로써 얻을 수 있는 물질이며,^[67] 안정적으로 존재할 수 있는 온도 영역이 1050-1600℃이기 때문에 일반적으로 기체 상태로 존재한다.^[68]

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