球形氧化鋁又稱砂狀氧化鋁，α氧化鋁。在α型氧化鋁的晶格中，氧離子為六方緊密堆積，AI³⁺對(duì)稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心，晶格能很大，故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高。具有耐腐蝕、抗磨損、耐高溫、高強(qiáng)度、絕緣性好、表面積大、高硬度、抗氧化等特點(diǎn)。

球形氧化鋁制備工藝

• 球磨法(高能球磨)

球磨法是最常見的制備超細(xì)氧化鋁粉體的方法。球磨機(jī)本身是一個(gè)臥式的筒體,內(nèi)置鋼球研磨介質(zhì)，使物料在進(jìn)入筒體內(nèi)之后，通過(guò)與鋼球碰撞，產(chǎn)生的沖擊力達(dá)到破碎的效果。球磨過(guò)程中加入助磨劑，能改善粉末粒徑的均勻性。

影響高能球磨法制備超細(xì)氧化鋁粉體的因素有球磨時(shí)間、球磨轉(zhuǎn)速。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、成本低廉、產(chǎn)量高。缺點(diǎn)是產(chǎn)物粒度分布不均勻、最小粒徑受機(jī)械限制、很難獲得球形顆粒。

• 高分子網(wǎng)絡(luò)溶膠凝膠法

優(yōu)點(diǎn)是制的氧化鋁粉體粒度小。缺點(diǎn)是球形度很差。

• 醇鹽水解法

優(yōu)點(diǎn)是制備粉體粒度小。缺點(diǎn)是成本過(guò)高、球形度差。

• 模板法

模板法是以球形原料作為過(guò)程中控制形態(tài)的試劑，產(chǎn)物通常空心，或者是核殼結(jié)構(gòu)。

主要工藝過(guò)程是以聚苯乙烯微球?yàn)槟０鍎锰妓峁δ芑难趸X納米粒子包覆，再通過(guò)甲苯洗滌，制備了空心氧化鋁球體。

優(yōu)點(diǎn)是制備空心球體的好辦法。缺點(diǎn)是對(duì)模板劑要求較高、制備過(guò)程步驟多、不易操作。

• 氣溶膠分解法

氣溶膠分解通常是以鋁醇鹽為原料，利用鋁醇鹽易水解和高溫?zé)峤獾男再|(zhì)，并采用相變的物理手段，將鋁醇鹽氣化，然后與水蒸汽接觸水解霧化，再經(jīng)高溫干燥或直接高溫?zé)峤猓瑥亩鴮?shí)現(xiàn)氣-液-固或氣-固相的轉(zhuǎn)變，最終形成球形氧化鋁粉體。

優(yōu)點(diǎn)是不需要添加堿就能進(jìn)行加水分解、反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是成本高。

• 滴球法

滴球法是將氧化鋁溶膠滴入到油層(通常使用石蠟，礦物油等)中，靠表面張力的作用形成球形的溶膠顆粒，隨后溶膠顆粒在氨水溶液中凝膠化，最后將凝膠顆粒干燥、殷燒形成球形氧化鋁的方法。

優(yōu)點(diǎn)是將乳液技術(shù)應(yīng)用于溶膠的老化階段，并且保持油相不動(dòng)，省去了粉體與油性試劑的分離處理。缺點(diǎn)是通常用來(lái)制備粒徑較大的球形氧化鋁，主要用于吸附劑或催化劑載體。

• 射頻感應(yīng)等離子體法

形狀不規(guī)則的氧化鋁顆粒由攜帶氣體通過(guò)加料槍噴入等離子體炬中，被迅速加熱而熔化，熔融的顆粒在表面張力的作用下形成球形度很高的液滴,并在極短的時(shí)間內(nèi)迅速凝固，從而形成球形的顆粒。

• 火焰熔融法

火焰熔融法是直接將形貌不規(guī)則的氧化鋁粉噴入火焰中，使氧化鋁粉在火焰中熔化而成球。

優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、成本控制上比使用等離子火焰噴射法更具優(yōu)勢(shì)、球化出的產(chǎn)品導(dǎo)熱率高、球形度好、粒度可控。

• 均相沉淀法

均相沉淀法中的沉淀過(guò)程是晶核形成,然后聚集長(zhǎng)大，最后從溶液中析出的過(guò)程，通常是非平衡態(tài)的，但如果能夠使沉淀劑在均相溶液中的濃度降低，甚至是緩慢的生成，那么就會(huì)均勻的生成大量的微小晶核，最終形成的細(xì)小沉淀顆粒會(huì)均勻的分散在整個(gè)溶液當(dāng)中,而且會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持一種平衡狀態(tài)，這種獲得沉淀的方法稱為均相沉淀法。

優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、成本低、純度高、能大量生產(chǎn)設(shè)備、制造簡(jiǎn)單、工藝流程短。缺點(diǎn)是存在的膠狀物難沉淀、水洗和過(guò)濾，粉體中易混入沉淀劑，沉淀時(shí)粉料成份不易分離，水洗過(guò)程中沉淀物還能再溶解，沉淀劑還會(huì)造成大量的絡(luò)合離子。

• 乳液法

為了得到球形的粉體顆粒，人們利用油相和水相間的界面張力制造微小的球形液滴，使溶膠粒子的形成及凝膠化都被限定在微小的液滴中進(jìn)行，最終獲得球形的沉淀顆粒。

優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是成本過(guò)高，球形度差。

• 溶膠-乳液-溶膠法

Takashi Ogihara等人利用醇鋁水解，經(jīng)過(guò)溶膠凝膠過(guò)程制備球形氧化鋁粉體,整個(gè)水解體系比較復(fù)雜,其中溶解醇鋁的辛醇占50%，乙醇溶劑占40%，分散水的辛醇丁醇分別占9%和1%，并且用經(jīng)丙基纖維素做分散劑，得到了球形度非常好的球形γ-氧化鋁粉體。

優(yōu)點(diǎn)是工藝過(guò)程不引入雜質(zhì)離子。缺點(diǎn)是原料價(jià)格高，所得粉體粒徑較小，分布窄。

• 噴射法

噴射法制備球形氧化鋁的實(shí)質(zhì)是在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相的轉(zhuǎn)變，利用表面張力的作用使產(chǎn)物球形化，根據(jù)相轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)又可以分為噴霧熱解法，噴霧干燥法和噴射熔融法。

優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)成分穩(wěn)定，純度高，性能優(yōu)良，能大量生產(chǎn)。缺點(diǎn)是僅對(duì)可溶性鹽有效，具有一定的局限性。

球形氧化鋁的應(yīng)用

• 陶瓷材料

在相同的工藝條件下，球形氧化鋁微粉具有形狀優(yōu)勢(shì)，可以改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，提高陶瓷強(qiáng)度和致密度，降低燒結(jié)溫度，能顯著提高陶瓷的性能。

• 表面防護(hù)層材料

將超細(xì)氧化鋁粉末噴涂在塑料、漆料、玻璃、合金及金屬材料的表面上，可改善材料的耐磨性、耐腐蝕性、穩(wěn)定性和表面強(qiáng)度。

• 催化劑和催化劑載體

超細(xì)氧化鋁具有較強(qiáng)的吸附特性，其表面活性點(diǎn)多，具備較高的反應(yīng)活性和選擇性，為催化反應(yīng)提供了必要條件。作為催化劑直接使用的球形氧化鋁可以減少磨損，提高催化劑的使用壽命，從而降低生產(chǎn)成本。

• 化學(xué)機(jī)械拋光磨料

化學(xué)機(jī)械拋光已廣泛應(yīng)用于集成電路芯片、微電子機(jī)械系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬盤。作為拋光材料，球形氧化鋁可以避免產(chǎn)生滑痕。球形氧化鋁粉體具有高堆積密度，可以減少發(fā)光體的散射，有效地降低透射光損失，從而能夠提高屏幕亮度。

• 發(fā)光材料

球形氧化鋁粉體具有高堆積密度，可以減少發(fā)光體的散射，有效地降低透射光損失，從而能夠提高屏幕亮度。

• 石油化工行業(yè)

在石油化工行業(yè)中，氧化鋁是應(yīng)用最為廣泛的載體。

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文章來(lái)源：中國(guó)粉體網(wǎng)