中國粉體網訊 2024年9月27日，由中國粉體網主辦的“2024全國高純氧化鋁粉體制備技術及應用交流大會”在江蘇揚州綠地鉑驪酒店成功召開。會議期間，我們邀請到眾多專家學者做客“對話”欄目，圍繞高純氧化鋁材料及技術應用的現狀和未來進行了訪談交流。本期，我們邀請到的是廣州匯富研究院有限公司研究院副院長段先健博士。
中國粉體網：段博士，請您介紹一下廣州匯富研究院有限公司。
段博士：中國粉體網的朋友們，大家好。非常榮幸接受中國粉體網的采訪。我來自于廣州匯富研究院有限公司，總公司是湖北匯富納米材料股份有限公司。我們主要是從事氣相法納米粉體材料的研發、生產、銷售和技術服務，同時我們也是國家級專精特新小巨人重點企業，產品主要是用在例如鋰電池、膠粘劑等新能源領域，還有就是一些功能性的新型材料等領域。我們廣州研究院主要是負責新產品的開發，湖北總公司主要負責產業化生產及應用研究。
中國粉體網：段博士，何為氣相氧化鋁？特點是什么？其主要應用在哪些領域？
段博士：剛才介紹到我們主要是生產氣相法納米粉體材料的，那么，為什么說的氣相法納米粉體材料？主要是因為它的生產工藝與常規的生產工藝是不一樣的。此類材料主要是原材料是氣化進去的，然后再通過與氫氣、氧氣混合，混合氣體在高溫燃燒下水解而得到的一種粉體材料。所以，它的制造工藝有別于其他像水熱法或者其他傳統的溶膠凝膠法、機械研磨等方法，這種用氣相法工藝生產出來的材料，我們就稱為氣相法納米粉體材料。
因為這種材料是高溫燃燒水解出來的，所以首先它的顆粒很細，粒徑在7~40納米左右；然后它的比表面積很大，例如氣相二氧化硅，它的比表面積可以做到400m2/g以上；另外，它的結構性很強，氣相法生產出來的產品結構與常規方法不一樣，它是一種鏈狀的，三維網絡的結構，產品比較蓬松、很輕；其次，它的振實密度很小，像氣相二氧化硅，氣相氧化鋁的話，其振實密度大概在30~60g/dm3。這就是氣相法工藝生產出來的產品特點。
在應用方面，例如氣相二氧化硅最主要的應用是在硅膠里面作為補強的填料，在一些膠黏劑、涂料、油墨等應用中作為補強的功能材料。另外，它有很好的增稠觸變性能，作為觸變劑；它自身的流動性很好，所以它也可以作為一些粉末個抗結塊劑、流動助劑等。像氣相二氧化硅，它還可以作為食品、醫藥、化妝品里面的助劑；氣相法氧化鋁主要是在粉末涂料領域和新能源材料中應用，例如鋰電池的正極材料改性、鋰電池的隔膜改性等應用中都會應用到。然后就是氣相法氧化鈦，它為改進鋰電池正極電解材料的性能起到了關鍵作用；還可以作為高分子材料的耐熱助劑，像硅橡膠，氣相法二氧化鈦可以提高我們材料的耐熱等級。最后就是在一些光催化以及化妝品領域里面都有應用。
中國粉體網：段博士，生產氣相氧化鋁的工藝有哪些？技術難點是什么？
段博士：氣相法工藝生產納米粉體材料，它們的基本工藝都是一樣的。首先第一步，原材料需要氣化，然后和氫氣、氧氣進行混合；第二步是反應，反應是在火焰下進行燃燒反應；第三步收集反應后生成的粉體，先把顆粒聚集起來，再進行收集。在整個反應中，它還有副產物，還有氣體，但我們最終需要是粉體材料，所以還需要有一個工藝就是要氣固分離，要把氣體跟固體分離出來。還有一個比較關鍵的環節，就是脫酸。因為我們生產采用的原材料大部分都是它的氯化物，例如四氯化硅、四氯化鈦，或者氯化鋁。在生產過程中它們的副產物會有氯化氫，即鹽酸，這種酸性物質在材料中會對我們的應用有所影響。所以，我們需要一個脫酸的工藝，把吸附在粉體表面的氯化氫脫除。當然，在這個環節過程中，有的時候還需要進行表面改性，增加它的一些功能，它的最主要的工藝就是這些。
對于制備難點，因為它是一個連續化的生產過程，我們在生產產品時最重要的是保證它的品質，而整個生產過程是連續化生產的，所以要保證在整個反應過程中的穩定性很重要。保證其流速、溫度，還有原料的配比，每個環節要保持穩定，才能保證我們的產品粒徑的均勻性，比表面積的均勻性，還有微觀結構的穩定性；還有就是聚集環節，我們需要聚集體的尺寸保持均勻且穩定，最后到脫酸環節，我們需要有效地將酸性物質排出去。所以這是一個系統工程，最重要的是保證其穩定性，這是其中一個難點之一。
另外一個難點就是，這個工藝對設備的材質要求非常高。因為制備過程中需要高溫燃燒，這個過程中溫度可高達1000℃以上，在此高溫下很多材質是受不了的。同時，上面也講到，它的生產過程中會釋放出氯化氫等酸性物質，這就要求整個設備需要耐高溫且耐酸腐蝕，特別是在鋰電池材料領域，在生產過程中對金屬雜質的含量要求要非常低，如果設備材質不好的話，它很容易帶入一些金屬雜質進去，對最終產品質量產生影響。
中國粉體網：目前，我國氣相氧化鋁的發展水平如何？
段博士：目前國內的話，氣相氧化鋁最早是我們在生產。現在據我的了解國內是有兩家企業生產，可以見得國內生產氣相氧化鋁的企業是非常少的。即使是在國外，也就像贏創、卡博特等幾家企業在生產。
中國粉體網：那么，目前公司在氣相氧化鋁的研發、生產及客戶開發方面進展如何？
段博士：我們在產品的研發和市場開發這塊是一直走在前面的，公司主導了我們《氣相法二氧化硅》、《納米氧化鋁》和《納米二氧化鈦》國家標準的修訂，也主導制定了多項國際標準，產品也實現多元化和功能化。氣相法氧化鋁主要應用領域就是兩大塊，最大的應用領域就是粉末涂料，另一個是鋰電池材料。在粉末涂料應用領域，我們跟國內大部分的頭部企業都有合作，都有在應用我們的產品來替代進口產品使用。在鋰電池材料領域，在正極材料應用中，我們國內的頭部企業基本都會使用我們的產品；在鋰電池隔膜材料應用中，目前還在開展測試中，還沒有大規模的使用，但是我們和國內的一些頭部企業都開展了相應的合作，都在評估我們的產品。另外，我們的產品也有出口，例如氣相氧化鋁、氣相氧化鈦、氣相氧化硅等產品都實現出口了。
中國粉體網：好的，感謝段博士接受我們的采訪，謝謝！
（中國粉體網編輯整理/空青）
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