中國(guó)粉體網(wǎng)訊  氧化鋁（Al₂O₃）作為一種陶瓷材料因其具有某些金屬材料和高分子材料所不具備的優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、密度小和價(jià)格便宜等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)、航空航天、能源等行業(yè)。

然而，氧化鋁熔點(diǎn)高(2035℃)，離子鍵強(qiáng)，從而導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散系數(shù)小，需要較高的燒結(jié)溫度。例如99氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度可高達(dá)近1800℃。如此高的燒結(jié)溫度將促使晶粒長(zhǎng)大，殘余氣孔聚集長(zhǎng)大，導(dǎo)致材料力學(xué)性能降低及材料氣密性差。

如果采用高純納米Al₂O₃粉體為原料則可以有效解決這個(gè)問題：若粒子直徑從10μm減小到10nm，擴(kuò)散速率將增至10⁹~10¹²倍，可以使燒結(jié)溫度降低幾百度，同時(shí)致密度大大提高。

在電子工業(yè)領(lǐng)域，隨著多層布線基片日趨薄型化，并且要求基片具有良好的物理結(jié)構(gòu)，這只有使用納米尺寸、成分均勻、顆粒分散的高純Al₂O₃粉體才能滿足要求。除此之外，高純納米Al₂O₃還可以作為復(fù)合涂層材料，如納米Al₂O₃陶瓷涂層刀具結(jié)合了陶瓷材料和硬質(zhì)合金材料的優(yōu)點(diǎn)，在擁有與硬質(zhì)合金材料相近的強(qiáng)韌性能的同時(shí)，耐磨性大大提高，能達(dá)到未涂層刀具的幾倍到幾十倍，使加工效率顯著提高。

顯而易見，以高純納米氧化鋁為原料制備的陶瓷材料性能較普通氧化鋁陶瓷更為優(yōu)異。因此，高質(zhì)量、性能優(yōu)良和成本低廉的高純納米氧化鋁粉體的制備，一直是國(guó)內(nèi)外研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。按照其在制備的過(guò)程中是否伴隨有化學(xué)反應(yīng)、制備的條件、制備時(shí)的物相，有三種分類方法：第一種，物理法、化學(xué)法以及物理化學(xué)法; 第二種，濕法和干法; 第三種可分為固相法、液相法和氣相法。第三種為最常見分類方法。

固相法，就是把鋁或者鋁鹽進(jìn)行研磨和煅燒，然后經(jīng)固相反應(yīng)后直接得到納米氧化鋁。固相法又可以分為機(jī)械粉碎法、非晶晶化法、硫酸鋁銨熱解法和燃燒法等。固相法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)的產(chǎn)量大，設(shè)備工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn); 這種方法的缺點(diǎn)是粉體的純度和細(xì)度達(dá)不到要求，而且粒度分布不均，容易團(tuán)聚。

液相法是最常用的合成高純納米氧化鋁的方法，主要分為沉淀法，溶膠凝膠法，水熱合成法，微乳液法和電化學(xué)法等。用這種方法合成高純納米氧化鋁有很多優(yōu)點(diǎn)，如設(shè)備簡(jiǎn)單、原料易得、產(chǎn)物純度高、化學(xué)組成可精確控制等。    

氣相法就是直接利用氣體或者經(jīng)激光氣化、電子束加熱、等離子體、電弧加熱等方式將物質(zhì)變成氣體，在物質(zhì)變成氣體的過(guò)程中發(fā)生一系列物理和化學(xué)反應(yīng)，并在冷卻過(guò)程中凝聚長(zhǎng)大生成超細(xì)晶粒；氣相法可以分為激光誘導(dǎo)氣相沉淀法、等離子氣相合成法和化學(xué)氣相沉淀法；氣相反應(yīng)的好處是反應(yīng)條件易控制、產(chǎn)物易精制，只要控制反應(yīng)氣體及氣體的稀薄程度就可以制備出超細(xì)的氧化鋁粉體，解決了納米氧化鋁的團(tuán)聚問題，顆粒的粒徑小、分散性好、分布窄；其缺點(diǎn)是產(chǎn)率較低、對(duì)設(shè)備要求高且粉末的收集較難。

可見，制備方法不同，所得高純納米氧化鋁的性質(zhì)也不盡相同，并最終影響陶瓷材料的使用性能。因此，深入研究高純納米氧化鋁粉體的制備工藝具有重要意義。9月27日，中國(guó)粉體網(wǎng)將在江蘇·揚(yáng)州舉辦2024全國(guó)高純氧化鋁粉體制備技術(shù)及應(yīng)用交流大會(huì)。我們邀請(qǐng)到中鋁山東有限公司研究院宋六九高級(jí)工程師出席本次大會(huì)并作題為《先進(jìn)陶瓷用高純納米氧化鋁研究現(xiàn)狀》的報(bào)告。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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