中國粉體網(wǎng)訊  氧化鋁具備高強(qiáng)度、高硬度、抗磨損、耐高溫、高電阻率等優(yōu)異性能，是一種用途極為廣泛的陶瓷材料。

對氧化鋁陶瓷而言，高品質(zhì)氧化鋁粉體是高性能陶瓷材料的前提保障，如果氧化鋁粉體的品質(zhì)不好，則可能是受很多因素導(dǎo)致，例如：前驅(qū)體的粒度、前驅(qū)體的雜質(zhì)含量、燒結(jié)溫度、添加劑的種類等等。

氧化鋁粉體，圖源：宣城晶瑞

前驅(qū)體的顆粒度對氧化鋁粉體的影響

有研究表明前驅(qū)體氫氧化鋁的顆粒度對高溫?zé)�結(jié)氧化鋁的微觀形貌有著較大影響。其中，當(dāng)前驅(qū)體的D50>30μm時(shí)，燒結(jié)后可形成團(tuán)聚的蠕蟲狀α-Al₂O₃顆粒；前驅(qū)體的D50<10μm時(shí)，燒結(jié)后可形成近球形且分散性良好的α-Al₂O₃顆粒，其顆粒度為0.5μm左右。另有研究表明α-Al₂O₃的相變轉(zhuǎn)化率，隨前驅(qū)體顆粒度的減小而增大；且隨著前驅(qū)體顆粒度的減小，燒結(jié)后氧化鋁的分散性趨于良好，從而氧化鋁粉體具有了較好的流動(dòng)性。 

雜質(zhì)對氧化鋁粉體的影響

拜耳法生產(chǎn)的氫氧化鋁粉體中的主要雜質(zhì)包括Na₂O、SiO₂、CaO、Fe₂O₃、MgO等，其中Na₂O含量相對最高，為0.25 wt%左右。Na₂O是堿法制備氧化鋁粉體中殘存于氫氧化鋁顆粒中的雜質(zhì)，其存在不僅對氧化鋁產(chǎn)品的純度有影響，且大大降低了產(chǎn)品中α-氧化鋁的結(jié)晶度，是工業(yè)化生產(chǎn)氧化鋁中除雜的主要目標(biāo)產(chǎn)物。 

有研究指出在氧化鋁的煅燒過程中，Al₂O₃可與Na₂O反應(yīng)形成化合物高鋁酸鈉(Na₂O·11Al₂O₃)，高鋁酸鈉的存在不僅降低了氧化鋁產(chǎn)品的性能，且對過渡相氧化鋁的物相轉(zhuǎn)變有著較大的影響。另有研究指出在氧化鋁的煅燒過程中，當(dāng)溫度大于1400 ℃時(shí)，氧化鋁與氧化鈉反應(yīng)生成的化合物導(dǎo)致氧化鋁晶粒粗化，從而降低了氧化鋁的比表面積與晶體結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。 

溫度對氧化鋁粉體的影響

燒結(jié)過程中的燒結(jié)溫度不僅對氧化鋁晶體的物相有重要影響，對氧化鋁粉體的各項(xiàng)性能均有著重要的影響。在氧化鋁燒結(jié)的過程中，其比表面積逐漸增加，在400 ℃左右時(shí)達(dá)到最大值。在這一過程中，氫氧化鋁可脫去羥基水生成γ-Al₂O₃，其晶體結(jié)構(gòu)也更為致密，而由于晶體脫水劇烈導(dǎo)致結(jié)晶集合體破裂，使得晶體內(nèi)部存在著大量缺陷，強(qiáng)度降低。隨著溫度的升高，α-Al₂O₃開始形成且含量不斷增加，晶體結(jié)構(gòu)逐漸趨于完善，強(qiáng)度提高；當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1200 ℃時(shí)，氧化鋁比表面積降到最低。而氧化鋁的密度隨著溫度的升高逐漸增大，在1200 ℃時(shí)，密度也達(dá)到最高。 

添加劑對氧化鋁粉體的影響

在氧化鋁粉體制備過程中，加入一定量的添加劑是控制粉體粒度、調(diào)控顆粒形貌以及反應(yīng)動(dòng)力最有效的方法。添加劑的種類繁多，其中最常見的是晶種添加劑以及礦化劑。在成核過程中新物相的生成較為困難，而當(dāng)加入一定量的晶種時(shí)，晶種的存在為晶核的生成提供引導(dǎo)作用，也可大大促進(jìn)晶核的生長，從而加快了晶體間的轉(zhuǎn)變。晶種的存在可對粉體的粒徑以及微觀形貌產(chǎn)生作用。礦化劑的存在不僅能夠促進(jìn)氧化鋁物相的轉(zhuǎn)變，且對氧化鋁顆粒的微觀形貌有著調(diào)控作用。

除以上外，氧化鋁粉體的團(tuán)聚對其使用性能也有極大的影響。如軟團(tuán)聚和硬團(tuán)聚，一次團(tuán)聚和二次團(tuán)聚等。團(tuán)聚的顆粒逐漸增大，影響粉體的粒度和形貌。

參考來源：

[1]申亞強(qiáng).高品質(zhì)氧化鋁粉體的相變及形貌調(diào)控研究

[2]荀冬雪.氧化鋁粉體的粒度及形貌調(diào)控

[3]中國粉體網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)/山川）

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