Alumina (Tonerde, Al₂O₃) ist einer der wichtigsten oxidkeramischen Werkstoffe und dient zugleich als Schlüsselkomponente zahlreicher Verbund- und Funktionsmaterialien. In der Werkstofftechnik werden überwiegend die polykristallinen, dicht gesinterten Keramiken sowie nanoporöse Schichten betrachtet.

Al₂O₃ existiert in mehreren Modifikationen; technisch dominiert die thermodynamisch stabile α‑Phase. Sie zeichnet sich durch hohe Härte, hohe Druckfestigkeit, gute Temperaturbeständigkeit (einschließlich Kriechbeständigkeit) und chemische Inertheit gegenüber vielen Schlacken und Schmelzen aus. Die Wärmeleitfähigkeit ist moderat, die elektrische Leitfähigkeit bei Raumtemperatur sehr gering, sodass Alumina häufig als elektrischer Isolator eingesetzt wird (Substrate, Hochspannungsisolatoren).

Die Verarbeitung erfolgt typischerweise über Pulvertechnologie mit anschließender Sinterung. Die resultierenden Eigenschaften werden stark durch Reinheit, Korngröße, Porosität und Dotierungen bestimmt. Hochreine, feinkörnige Qualitäten werden in Schneidkeramiken, Lagerwerkstoffen und biokeramischen Implantaten verwendet; geringere Qualitäten dienen als Feuerfestwerkstoffe.

Nanoporöse Alumina, meist elektrochemisch durch Anodisation von Aluminium erzeugt, bildet selbstorganisierte Porenstrukturen im Nanometerbereich. Diese werden als Template für Nanodrähte, als Filtrations- und Membranwerkstoffe sowie als funktionalisierbare Oberflächen in Sensorik und Katalyse genutzt. Hier stehen Porenordnung, Porendurchmesser, Schichtdicke und mechanische Integrität im Vordergrund.

Insgesamt bildet Alumina aufgrund der Kombination aus mechanischer Leistungsfähigkeit, thermischer Stabilität und elektrischer Isolation eine Referenzklasse unter den technischen Keramiken.