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Alumina

Alumina in der Porzellanherstellung

 

 

 

 

Eigentlich ist es nicht ganz richtig, Alumina - neben Feldspat, Kaolin und Quarz - bei der Porzellanherstellung als eigenen Rohstoff zu bezeichnen und an dieser Stelle einzuordnen! In der techischen Keramik jedoch nimmt das Alumina - korrekter als Aluminiumoxid bezeichnet - bei den häufig eingesetzten keramischen Hochleitungswerkstoffen den 1. Rang ein. Wir erwähnen dieses Mineraloxid hier in der Hauptgruppe der Rohstoffe unseres Porzellans, da es für die Geschirre

 

 

aus dem Hause Holst Porzellan eine ganz besondere Rolle spielt.

 

 

Das Mineral "Alumina" mit der chemischen Formal "Al2o3" kommt - je nach Ausführung und Güte - bereits in den Grundstoffen des Porzellans, Kaolin und Feldspat, vor. Es kann jedoch in einer reinkonzentrierten (aufgearbeiteten) Form als zusätzliches Mineral (Aluminumoxid) sowohl in der Masse als auch in der Glasur die Eigenschaften des Porzellans erheblich verändern. Aluminiumoxid besitzt folgende Eigenschaften:

 

 

  • Hohe elektrische Isolation
  • Hohe mechanische Festigkeit 
  • Extrem hohe Druckfestigkeit
  • Hohe Härte
  • Hohe Temperatur-Widerstandsfähigkeit

 

 

 

Alumina (Aluminiumoxid) ist eine Mineralform und zählt zur Familie der Korunde (engl. Corundum). 

Alumina ist bitte nicht zu verwechseln mit Aluminium, das ein chemisches Element (Metall) der Großgruppe Bauxide ist. 

 

 

Kriterium

Alumina

Aluminium

Bezeichnung

Oxid

Oberbegriff

Symbol

Al2O3

Al

Ordnungszahl

n.V

13

Kategorie

Mineral

Metall

Härte (Mohs)

9

2,75

Schmelzpunkt ca.

1.800 - 2072 ° C

660 ° C

 

 

Aluminiumoxid ist die Sauerstoffverbindung des Elements Aluminium. Ausgangsbasis dieses Stoffes ist das Aluminiumerz Bauxit. Natronlauge spaltet dieses Erz in Aluminiumhydroxid auf. Durch Kalzinieren und aufwendige Mahlprozesse entsteht hochwertiges, hochreines AI2O3. 

 

 

Alumina hat eigene Vorkommen und ist - je nach Land und Herkunft - in kleinen Mengen auch in einigen Kaolinarten enthalten. Laut Dr. Khalil M. Ibrahim (Department of Earth and Environmental Sciences, Hashemite University, Jordanien) lässt sich Aluminiumoxyd auch aus minderwertigem Kaolin extrahieren, wie es in seinem Land reichhaltig vorkommt. Ergebnisse dazu liegen uns leider nicht vor.

 

Im Gegensatz zu Dolomit oder Magnesium kann es nicht als Ersatzstoff für Kaolin oder Feldspat verwendet werden, sondern dient ausschließlich als Additiv zur Steigerung der Härte. Mit einer Härte von 9 Mohs rangiert dieses Korund direkt hinter dem Diamanten und erklärt damit selbstredend, warum es die Härte von Geschirr und Porzellan so extrem steigern kann. 

 

Mit der Formel AD85 kennt die Sparte des technischen Porzellans eine Porzellanmasse, die mit 85% Aluminiumoxid versetzt ist. Die Dichte des Werkstoffs beträgt 3,4 bis 3,45 g/cm3. Dies findet seine Ursache in der Ausbildung einer stabilen Aluminiumoxidphase bei Überschreiten eines Al2O3-Gehaltes von 80%. Die kristallographische Untersuchung lässt die Aluminiumoxidphase in einer glasigen Matrix erkennen. Die signifikanten Eigenschaften von AD 85 sind auf die Stabilität der vorliegenden Aluminiumoxidphase zurückzuführen. 

 

Leider erfordert die Beimischung von Alumina in den meisten Fällen einen höheren Schmelzpunkt (> 1.400 °C), den die meisten Porzellanhersteller aufgrund unterschiedlicher Faktoren nicht erreichen können. Diese sind z.B.

 

  • die Hochbrandöfen sind für diese Leistung nicht ausgelegt
  • herkömmliche Brennhilfen können nicht verwendet werden
  • herkömmliche Porzellanrezepturen verbrennen im Ofen
  • die Glasuren können der Hochbrandtemperatur nicht folgen
  • die Mischverhältnisse sind nicht ergründet
  • es wird nur minderwertiges Alumina verwendet

 

 

 

Kalziniertes Alumina

 

Bei "kalziniertem Alumina", welches u.a. in der Herstellung von keramischen Stoffen eingesetzt wird, handelt es sich um "vorgebranntes" Aluminiumoxid und entspricht dem Korund. Der Begriff „calcinatio“ bezeichnete dabei im weiten Sinne eine Pulverisierung zu einem fertigen, eigenen Rohstoff. Dieses Korund ist im Gegensatz zu allen anderen Zusatzstoffen der keramischen Industrie wohl das "Härteste", was man zur Herstellung von Keramik verwenden kann. In der Textilindustrie wird kalziniertes Aluminiumoxid übrigens verwendet, um besonders leichte und resistente schusssichere Westen herzustellen.  

   


 

 

 

Viele Rohstoffhersteller versuchen daher, die chemische Formel von Alumina zu verändern. Korunde lassen sich inzwischen auch synthetisch herstellen und so justierfähig für verschiedene Verwendungsmöglichkeiten. Einige dieser Rezepturen erlauben niedrigere Brenntemperaturen und haben sich inzwischen auch bei bekannten Porzellanmarken bis zu einem Hochbrand von 1.260 bis maximal 1.280 °C etabliert. Meist führt aber die Verwendung von Alumina auch zu einer Verfärbung der Scherbe, so dass reinweißes Porzellan damit nicht erzielt werden kann. Besonders mit der Bezeichnung "Durable" findet leicht gelb scheinendes Aluminaporzellan aus China vielfach Anwendung. Nach den Gesetzen der Brenntemperatur zählt diese Ware allesamt zur Gruppe der Stoneware Außerdem leiden alle (uns bekannten) Waren dieser Art an der Einbuße ihrer Mohsschen Härte, die am Ende maximal eine 5 ergibt.

 

 

Rohstoff-Alumina

 

Lesen Sie bitte weiter über das "High-Alumina-Porzellan" aus dem Hause Holst Porzellan/Germany.