片狀氧化鋁性能優良,具有特殊的二維片狀結構,其表面活性適中、附著力良好、屏蔽效應顯著,因而得到大量研發,廣泛應用于填充劑、增韌劑、耐火材料和珠光顏料等。
片狀氧化鋁的制備方法一般可歸結為固相合成法、液相合成法以及氣相合成法三種。
機械法
機械法是采用球磨、振動磨、攪拌磨、膠體磨和超微氣流粉碎等方法,利用機械力將按一定配比與研磨介質混合的粉體長時間反復沖撞,使粉體收到沖擊、剪切、摩擦和壓縮等機械力的作用,經過反復擠壓、冷焊及粉碎過程成為彌散分布的超細粒子。
水熱法
水熱法是在密封的壓力容器中以水為溶劑,物質在高溫高壓的條件下成核、結晶,生成所需產物。水熱法制備的粉體晶粒發育完整,顆粒之間團聚少,可以得到理想的化學計量組成材料,且無需燒結,可避免出現燒結過程中晶粒異常長大及雜質容易混入等現象。
熔鹽法
熔鹽法是以一種或多種低熔點的水溶性無機鹽為反應介質,與鋁源混合后在高于熔鹽熔點的溫度下完成生長,最后洗去熔鹽即可制得片狀氧化鋁。該法反應時間短、反應溫度低,可通過添加磷、鈦等影響片晶生長過程的添加劑,從而有效控制晶粒的尺寸和形狀,合成具有特定形貌的粉體。
涂膜法
涂膜法是利用前驅體配制成溶膠,將溶膠涂覆到具有光滑表面的基體上然后干燥、剝離所涂的膜,即得片狀粉體材料。其優點在于雜質少,各項技術指標在工藝上易于控制,而且易于從基底上剝落,同時,片狀粉體的表面光滑,可以作為產品直接使用。然而粉體機械強度不高,粒度分布范圍較寬,需要分級處理才能達到使用要求。
高溫燒結法
高溫燒結法是將氧化鋁粉體置于較高溫度下燒結得到片狀氧化鋁的方法。氧化鋁的熔點高達2300℃,可以加入添加劑降低燒結溫度,并對氧化鋁的各向異性生長起到一定的調控作用。
溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是通過水解縮合制得凝膠前驅體,從而合成片狀氧化鋁。溶膠-凝膠反應在溶液中進行,摻雜少量其它物質時也可實現均勻混合,甚至達到分子水平混合。該方法與固相反應相比具有合成溫度較低、組分之間可擴散至納米級別等優點。
片狀氧化鋁填料表面活性較高,易進行表面修飾不易團聚,可以與基體產生較好的界面結合,且在聚合物基體中實現均勻分散。因此,片狀氧化鋁在聚合物復合材料領域具有重要的應用價值。
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