آلومینا به شکلهای کریستالی متعددی وجود دارد که رایجترین و مهمترین آنها -Al2O3 و -Al2O3 هستند. علاوه بر این، بیش از ده حالت گذار، از جمله , δ, θ, η و κ وجود دارد. این اشکال مختلف به دلیل ساختار کریستالی متفاوت، پایداری حرارتی و خواص سطحی در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
-Al2O3 (آلومینای آلفا) - پایدارترین شکل کریستالی
ساختار: شش ضلعی بسته-(HCP)، یون های اکسیژن چیده شده در الگوی ABAB…، Al³+ که 2/3 از فاصله های هشت وجهی را اشغال می کند، انرژی شبکه بالا، و ساختار بسیار مرتب.
خواص: نقطه ذوب تا 2050 درجه، سختی Mohs 9، بی اثری شیمیایی قوی، نامحلول در آب، اسیدها یا مواد قلیایی، مقاوم در برابر خوردگی، و عایق الکتریکی خوب.
کاربردها: معمولاً به عنوان کوراندوم شناخته می شود که در ساخت مواد نسوز، ساینده ها، سنگ های قیمتی مصنوعی (یاقوت/ یاقوت کبود)، زیرلایه های سرامیکی و اجزای ساختاری{0}در دمای بالا استفاده می شود.
-Al2O3 (آلومینای گاما) - فاز انتقالی بسیار فعال
ساختار: بسته مکعبی- (CCP)، شبیه به اسپینل، با یونهای آلومینیومی که در حفرههای چهار وجهی و هشتوجهی توزیع شدهاند و دارای نقصها و منافذ سطحی متعددی هستند.
خواص: سطح ویژه بزرگ (200-600 متر مربع / گرم)، سطح متخلخل، به شدت اسیدی، محلول در اسیدها و بازهای قوی، به -Al2O3 بالای 1200 درجه تبدیل میشود.
کاربردها: همچنین به عنوان "آلومینای فعال" شناخته می شود، که به طور گسترده به عنوان پشتیبانی کاتالیزور، جاذب، خشک کننده و مواد تصفیه اگزوز خودرو استفاده می شود.
-Al2O3 (بتا آلومینا) - فاز ویژه با رسانایی یونی
ساختار: Al2O3 خالص نیست، بلکه در واقع یک آلومینات حاوی فلزات قلیایی (مانند Na+)، دارای ساختار لایهای است که به یونها اجازه میدهد بین لایهها مهاجرت کنند.
خواص: دارای رسانایی کاتیون هایی مانند Na+، چگالی کم و پایداری حرارتی ضعیف است.
کاربردها: به عنوان یک الکترولیت جامد در باتریهای سدیم-گوگرد و یک ماده رسانای یونی با دمای بالا-استفاده میشود.
سایر اشکال کریستال انتقالی (δ، θ، η، κ، و غیره)
ویژگیهای مشترک: همه در فرآیندهای انتقال فاز با دمای بالا{0}}واسطه هستند، با ساختارهای بین و، که با افزایش دما به تدریج به سمت فاز تبدیل میشوند.
خصوصیات:
θ-Al2O3: سیستم کریستالی مونوکلینیک، سطح ویژه متوسط، اغلب به عنوان پشتیبانی کاتالیست-در دمای بالا استفاده میشود.
δ-Al2O3: ساختار مکعبی مرکزی-، پایداری حرارتی خوب، در پوششهای مقاوم در برابر سایش استفاده میشود.
κ-Al2O3: سیستم کریستالی شش ضلعی، به دست آمده از کلسینه کردن گیبسایت در 800-1150 درجه، که به عنوان چسب در مواد نسوز استفاده می شود. ρ-Al2O3: تقریباً آمورف با کریستالینیتی ضعیف، به طور گسترده در ریخته گری های نسوز متالورژی استفاده می شود.
