Dans l'industrie réfractaire, les termes "alumine calcinée" et "alumine activée" sont des mots à la mode, car ils sont devenus des matières premières synthétiques importantes pour les réfractaires, en particulier dans certains réfractaires monolithiques à haute performance. Cependant, il existe une ambiguïté quant à la distinction entre les deux et quant à savoir si la terminologie est appropriée.
Tout d’abord, il est important de clarifier ce qu’est l’alumine calcinée, utilisée dans les matériaux réfractaires. C'est le produit obtenu en calcinant de l'hydroxyde d'aluminium ou de l'alumine industrielle à une certaine température, en le convertissant partiellement ou presque totalement en -Al.2O3. La calcination fait référence au chauffage du matériau à une certaine température pour provoquer une réaction de décomposition, entraînant la perte d'eau de cristallisation ou de composants volatils. D'une manière générale, tout oxyde d'aluminium obtenu en chauffant de l'hydroxyde d'aluminium pour éliminer l'eau de cristallisation, même s'il s'agit d'un état de transition avant le -Al le plus thermodynamiquement stable.2O3, tel que -Al2O3ou θ-Al2O3, est considérée comme de l'alumine calcinée, communément appelée alumine industrielle ou alumine commerciale.
Le terme « alumine activée » a deux significations. L'alumine utilisée dans les applications non-réfractaires, telles que les dessicants, les adsorbants et les catalyseurs, est souvent spécifiquement appelée « alumine activée ». Ce matériau solide poreux et hautement dispersé possède une grande surface spécifique. Sa surface microporeuse possède les propriétés requises pour la catalyse, telles que l'adsorption, l'activité de surface et une excellente stabilité thermique. Par conséquent, il est largement utilisé comme catalyseur et support de catalyseur dans les réactions chimiques. Ce type d'alumine activée est généralement produit à partir de deux types de matières premières : -Al₂O₃, obtenu par chauffage et déshydratation de la gibbsite ou de la byérite. L'autre est la pseudo-boehmite, produite à partir d'aluminates, de sels d'aluminium ou des deux. Bien évidemment, ce type d'alumine activée n'est pas adapté à une utilisation dans les réfractaires. L'alumine activée pour réfractaires doit répondre aux exigences suivantes :
1) être de l'alumine calcinée avec -Al₂O₃ comme phase cristalline primaire ;
2) avoir une taille de cristal primaire jusqu'au niveau submicronique ;
3) posséder une morphologie et une répartition granulométrique propices à un tassement serré.
Ce terme, inventé à l'origine par Almatis, signifie alumine réactive. Ses caractéristiques sont sa capacité à contrôler la distribution granulométrique dans la plage submicronique et sa capacité de frittage améliorée. Son activité est mesurée par sa frittabilité : la poudre d'alumine ultrafine est pressée en pastilles et frittée à une température spécifiée, telle que 1 540 degrés, pendant un certain temps. Plus la densité apparente du corps fritté d'alumine résultant se rapproche de la densité théorique de -Al₂O₃, plus son activité est élevée. Au Japon, l'alumine activée est simplement appelée « alumine facile à fritter ». L'alumine dite -activée est simplement un type spécifique d'alumine calcinée qui contient des cristaux plus petits que les matières premières disponibles dans le commerce, ce qui facilite le frittage.
Évidemment, plus la taille des cristaux primaires de l'alumine calcinée utilisée dans les matériaux réfractaires est petite, plus sa surface spécifique est élevée et plus son activité de frittage est élevée. Après un broyage minutieux pour briser les agglomérats, le diamètre médian peut être utilisé pour caractériser la taille des cristaux primaires. Par exemple, le diamètre médian (D50) des alumines activées CT3000SG, RG4000 et CL370 d'Almatis est généralement de 0,5 μm, 0,6 μm et 2,5 μm, respectivement. En revanche, la valeur D50 typique de l’alumine calcinée conventionnelle est souvent supérieure à 3 µm.
Le terme « activité » est un terme relatif. Actuellement, il n'existe pas de limite supérieure universellement acceptée pour la taille des particules qualifiées d'« actives », et la plupart des évaluations sont basées sur des critères qualitatifs ou semi-quantitatifs. La frittabilité dépend de plusieurs facteurs, notamment la surface spécifique, le diamètre médian, la forme des particules et la distribution granulométrique, et ne doit pas être jugée uniquement en fonction de la taille des particules. Lorsqu'elle parle des micropoudres -Al₂O₃, l'industrie semble habituée à interpréter l'alumine calcinée comme inactive, ce qui implique qu'elle est calcinée à des températures plus élevées et que ses cristaux sont de plus grande taille. Cependant, utiliser le terme collectif « alumine calcinée » pour désigner une partie spécifique de l'alumine, tout en se référant à une autre partie comme « alumine activée », n'est ni rigoureux ni scientifique. Des paramètres techniques doivent être utilisés pour caractériser l’activité et d’autres propriétés des micropoudres d’alumine.
