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A alumina apresenta fases cristalinas diferentes, que são variantes estruturais, chamadas de aluminas de transição. Dependendo do método de preparação, os óxidos e hidróxidos de alumínio podem formar desde partículas discretas (com tamanhos na escala nanométrica até micrométrica) até redes “poliméricas” tridimensionais (CHAIM,1992).

As estruturas cristalinas das aluminas de transição são definidas, em primeiro lugar, pelo tipo de empacotamento compacto dos ânions oxigênio, que pode ser cúbico de face centrada (CFC) ou hexagonal compacto (HC).

O seguinte texto, que explica as características das aluminas de transição, constitui um resumo da revisão a respeito do tema “aluminas de transição“ apresentado no trabalho de VIEIRA COELHO (2008).

As aluminas gama () e eta () são descritas na literatura como apresentando uma estrutura similar à do espinélio, porém defeituosa. A estrutura ideal de um espinélio AB2O4 é representada por um arranjo CFC de ânions

oxigênio, no qual os cátions A ocupam algumas das posições tetraédricas disponíveis (8 em 64), e os cátions B ocupam algumas das posições octaédricas disponíveis (16 de 32). O modelo estrutural mais aceito para as aluminas gama e eta é relacionado ao modelo cúbico do espinélio ideal (parâmetros de rede

a=b=c; ângulos da célula unitária ===90o), porém apresentando alguma distorção tetragonal (sistema tetragonal: a=bc; ===90o_{). Os ânions oxigênio} (32 por cela unitária) estão situados aproximadamente num arranjo CFC compacto, que não é perfeito devido à presença de uma certa quantidade de hidroxilas; SOLED (1983) postula mesmo que a presença de hidroxilas é importante para a estabilidade da estrutura dessas aluminas, sendo que o seu número seria igual aos das lacunas catiônicas. Os cátions de alumínio (21⅓ para respeitar a estequiometria Al2O3) estão distribuídos em posições octaédricas e

tetraédricas.

É citado também no referido trabalho que na alumina- e também na alumina- o reticulado dos cátions alumínio ocupando posições octaédricas e

tetraédricas apresenta lacunas: essas lacunas de alumínio estariam distribuídas de forma aleatória somente em posições tetraédricas, e dessa forma o arranjo dos cátions alumínio seria desordenado em relação ao mesmo arranjo em um espinélio ideal. A diferença entre as aluminas gama e eta seria a de que o arranjo de ânions oxigênio na alumina-, segundo determinado por difração eletrônica de área selecionada (DEAS) por LIPPENS e DE BOER (1964), é mais ordenado do que o mesmo arranjo na alumina-.

Ainda no texto de VIEIRA COELHO (2008), é citado que uma das estruturas da alumina- mencionadas na literatura é relacionada com a estrutura da alumina- (a de cela unitária tetragonal); a sua ordem a longa distância é maior, de modo que a cela unitária pode ser descrita como sendo um bloco triplo de espinélio, no qual as lacunas catiônicas estariam ordenadas . (LIPPENS, 1961; LIPPENS e DE BOER, 1964; WEFERS e MISRA, 1987). Essa estrutura é observada quando a alumina-é originada a partir da transformação térmica de alumina-, originada por sua vez de transformação térmica de boemita ou de pseudoboemita.

A alumina- apresenta a simetria monoclínica (abc; ==90o_{; 90}o)_,

sendo um isomorfo estrutural do -Ga2O3. Sua estrutura pode ser considerada

como sendo intermediária entre aquela de empacotamento compacto CFC das aluminas de transição da sua série e a estrutura da alumina-, que apresenta simetria hexagonal (WEFERS; MISRA, 1987); os cátions de alumínio são igualmente distribuídos entre posições octaédricas e tetraédricas (LEVIN; BRANDON, 1998). Ainda segundo esses autores, existem três outras aluminas de transição, monoclínicas como a alumina-, que são as aluminas ’’,  e ’; a alumina- foi observada em Al2O3 depositada por plasma e em alumínio metálico

oxidado termicamente; a alumina-’ foi observada em filmes de Al2O3 obtidos por

deposição anódica recozidos e a alumina ’’ foi identificada também em filmes depositados por plasma. Baseados nesses resultados, todas essas quatro fases monoclínicas (, , ’ e ’’) foram assumidas como sendo originarias da alumina- , por meio do aumento da ordenação das posições dos Al3+_{. uma vez que a}

estrutura dos ânions oxigênio é praticamente a mesma tanto na alumina-, quanto nessas outras quatro aluminas LEVIN e BRANDON (1998) .

Segundo BRINDLEY e CHOE (1961), a estrutura da alumina- χ (χ), a primeira das três estruturas de aluminas de transição baseadas no empacotamento HC dos ânions oxigênio, é considerada como possuindo camadas, com um arranjo de ânions oxigênio herdado do arranjo de hidroxilas da gibsita. Os cátions Al3+ _{ocupam somente sítios octaédricos entre as camadas de}

oxigênio, e o empilhamento das camadas ao longo do eixo cristalográfico c é bastante desordenado.

Segundo OKUMIYA et al. (1971), a estrutura da alumina- é descrita em termos de um arranjo hexagonal compacto de ânions oxigênio (herdado da tohdita), no qual os cátions Al3+ _{estão dispostos de forma aleatória tanto em}

posições octaédricas, quanto em posições tetraédricas. LEVIN e BRANDON (1998) menionam que a estrutura da alumina-κ, que tem considerável importância quando se trata da tecnologia de deposição de filmes de alumina a partir de fase vapor (CVD – “Chemical Vapor Deposition”), foi considerada por muitos anos como sendo hexagonal tal como descrito por BRINDLEY e CHOE (1961) E OKUMIYA et al., (1971). No entanto, é apontado também nesse trabalho que Liu e Skogsmo (1991) mostraram que na verdade a simetria da estrutura dessa fase é ortorrômbica; a simetria pseudo-hexagonal dessa fase resulta da coexistência de três variantes ortorrômbicas relacionadas através de maclas (“twins”),

rotacionadas de 120o _{umas em relação às outras.}

A revisão feita por VIEIRA COELHO (2008) aponta que uma alumina de transição com estrutura bastante desordenada também pode ser obtida através do aquecimento muito rápido de hidróxidos de alumínio também conhecido como “flash calcination” (aquecimento em leito fluidizado, em temperaturas maiores que 800o_{C) ou então através do aquecimento sob vácuo de gibsita na faixa de 300}o_C-

450o_{C: este material é denominado por WEFERS e MISRA (1987) de alumina-,}