中國粉體網訊 α-氧化鋁是氧化鋁各種變體中最穩(wěn)定的晶型，具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優(yōu)良特性，廣泛應用于航空、冶金、機械、電子、化工等領域。α-Al2O3、Al(oH)3、碳酸鋁銨等前驅體在高溫下燒結，經過多次相變而得到的。
礦化劑的作用
不論是振動磨、球磨還是氣流磨制取α-氧化鋁微粉只能打散這些聚合體，很難破壞其原晶結構，所以原晶大小制約了α-氧化鋁微粉加工的細度，要制取粒度要求很嚴的高附加值α-氧化鋁，焙燒過程中控制原晶大小是一個關鍵工藝。而摻加礦化劑是控制α-Al2O3顯微結構的有效方法，可以說礦化劑在α-Al2O3煅燒過程中起到了畫龍點“晶”的作用。
不同領域對α-Al2O3顯微結構的要求也不同。比如，晶粒細小的粉體表面能大，活性高，適合在低溫下制備高致密的燒結體。晶粒粗大的粉體，表面能小，活性低，適用于制備低燒收縮率陶瓷制品。
礦化劑的選擇原則
（1）能夠讓前驅體的化學鍵斷裂性能受溫度變化的顯著影響；
（2）能促進前驅體離子成核；
（3）具有一定的分散性，粘度。
常用的幾類礦化劑
煅燒α-Al2O3的礦化劑主要包括硼系、氯系、氟系等礦化劑。礦化劑在煅燒α-Al2O3過程中的作用主要表現在降低煅燒溫度、促進α-Al2O3晶型轉化和降低α-Al2O3中氧化鈉含量。但具體來講，不同礦化劑對原晶粒度的影響不同，有的明顯促進原晶粒度的長大，有的具有良好的抑制晶粒長大的作用，而且，礦化劑對α-Al2O3晶粒的形貌產生一定的影響。
氟化物
以AlF3為例，將氫氧化鋁與AlF3混合、高溫煅燒制備α-Al2O3。高溫煅燒過程中加入AlF3后，氧化鋁相變溫度從1300℃降低至1150℃。
高溫下，AlF3可與氧化鋁反應生成AlOF，而AlOF又可分解成Al2O3和AlF3，從而形成循環(huán)，增加了氧化鋁的蒸氣壓，使得α-Al2O3的形成由固相傳質轉變成以氣相傳質為主，適合回轉窯等封閉循環(huán)的煅燒體系。
可以看出，未添加礦化劑所得α-A2O3是類似于蠕蟲狀，添加AlF3作為礦化劑可得片狀α-A2O3，且晶粒較大。
硼系
以硼酸為例，1200~1300℃下添加硼酸為礦化劑煅燒所得α-Al2O3，保持了三水鋁石假晶，其收縮率小、真比重大。硼酸與鈉離子反應生成易揮發(fā)的硼酸鈉，有助于降低氧化鋁中的堿含量，適合隧道窯等敞開的煅燒體系。
同時，添加硼酸為礦化劑，經1300℃煅燒可顯著提高粉體中Al2O3的含量，降低粉體中Na2O的含量和灼燒失量。
氯化物
加入少量的氯化鎂，在焙燒過程中可以更好地除去Na2O，這是α-Al2O3中的鈉被鹽基置換出來，在1413℃時NaCl蒸發(fā)的結果。加入MgCl2煅燒過的氧化鋁，雖然有部分氧化鎂同時進入剛玉晶格中，經顯微鏡觀察確定，呈極細的等軸晶狀的鎂鋁尖晶石，聚集在氧化鋁顆粒之間的接觸處。由于氧化鎂在氧化鋁中是以結合狀態(tài)存在，所以不會妨礙煅燒α-Al2O3的使用性能和產品特性。用氧化鎂純化工業(yè)氧化鋁，除降低Na2O含量外，還可作為氧化鋁燒成制品調節(jié)結晶結構，抑制晶粒長大所需要的形態(tài)轉化加入物。
中國粉體網將在鄭州舉辦“2021第四屆新型陶瓷技術與產業(yè)高峰論壇”。屆時，來自中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院的車洪生高工帶來題為《氧化鋁焙燒與水熱過程礦化劑作用機理與選擇》的報告。在報告中，車洪生高工將對礦化劑的作用機理以及礦化劑的選擇等進行詳細的介紹。（鑒于當前防控需要，原定于2021年8月13-14日在鄭州喆鵬酒店舉辦的“第四屆新型陶瓷技術與產業(yè)高峰論壇”將延期舉辦，計劃參會的單位可以聯系會務組，具體舉辦日期主辦方確定后將第一時間通知您�。�
專家介紹：
車洪生：1976年出生，中共黨員，高級工程師，中南大學應用化學專業(yè)，目前就職于中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院。中鋁集團“十三五”、“十四五”精細氧化鋁產業(yè)發(fā)展規(guī)劃與審核專家之一，中國連續(xù)化水熱法生產勃姆石首創(chuàng)者，鋰電隔膜涂敷用納米氧化鋁與勃姆石的先行者，MTCG技術的發(fā)明者。
先后承擔或參與國家科技攻關項目三項，國家科技支持項目一項，河南省科技攻關項目一項。獲得省部級科技一等獎一項，二等獎四項，授權發(fā)明專利8項，核心期刊論文十余篇。
參考資料：
[1]劉偉.礦化劑對α-氧化鋁原晶形貌的影響及在新產品開發(fā)中的應用
[2]趙紅軍.礦化劑及煅燒溫度對高溫氧化鋁性能的影響
[3]孫海濱等.不同礦化劑對α-Al2O3顯微結構的影響
[4]肖漢寧.氧化鋁粉體制備技術及其在先進陶瓷領域的應用
（中國粉體網編輯整理/山川）
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