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高纯氧化铝(AI₂0₃)外观为白色粉末，其松装密度为0.3~0.6g/cm³，熔点是2054℃，沸点是 2980℃，是两性氧化物，不溶于水和有机酸，能够溶于无机酸和碱性溶液中。其同素异形体有五种：无定AI₂0₃，α-AI₂0₃，β-AI₂0₃ ，δ-AI₂0₃，γ-AI₂0₃。，主要有α-AI₂0₃和γ-AI₂0₃。其中，α-AI₂0₃ 是最硬最致密的结构，最适合在一些功能陶瓷和透明陶瓷上应用。

随着温度的不断升高，氧化铝的所有晶型最终都能转化成α-AI₂0_3 ；在 α-AI₂0₃ 的晶格中，其中氧离子是六方紧密堆积状态，而铝离子是对称的分布在氧离子周围形成八面体配位中心状态，点阵能很大，所以它的沸点和熔点都很高。因为α-AI₂0₃不溶于水和有机酸，所以在工业上是制金属铝的基本原料；也用于各种耐火耐高温材料，也应用在磨料，阻燃材料当中。其中高纯α-AI₂0₃也是蓝宝石和陶瓷基板的重要原材料。