新闻动态

氧化铝有多种不同的类型，通例的氧化铝与其余金属氧化物一样，自身的硬度大，熔点高，机械强度好，且耐腐化抗氧化。片状氧化铝还因其奇特的片状结构跟晶体外形，从而具备了微米粉体跟纳米资料的双重特点。它属于α-Al2O3，存在明显的鳞状结构特点跟较大的径厚比。

目前，片状氧化铝晶粒的径向标准个别为5-50 μm，厚度个别在100-500 nm之间，晶型发育良好的微粒还表示出规矩的六角形貌。

示例：片状氧化铝的微观形貌

　　一、片状氧化铝的性质与利用

1、磨料抛光液

对资料加工行业来说，无论是资料的抛光，还是电子产品的精巧打磨，都离不开磨料。

氧化铝又称为刚玉，摩氏硬度9，存在很大的硬度，十分适合当研磨资料。而片状氧化铝通例的纳米氧化铝，其平坦润滑的片形名义对被磨对象(如半导体硅晶片，智能手机外壳等等)来说不易划伤，产品的及格品率可因此进步10％至15％。所以，片状氧化铝已经成为了高精巧微电子行业，宝石加产业跟金属陶瓷行业的新宠。

图1：片状氧化铝可用于手机金属外壳抛光

2、珠光颜料

目前利用多的珠光颜料常用天然云母薄片造出。但天然云母薄片常含有有色杂质离子，分别较为艰苦，且其过厚的边沿会使珠光颜料易产生散射景象，对其视觉后果造成不良的影响。

人工合成的片状氧化铝陶瓷体，存在天然云母无奈获得的设计自由度跟物理化学机能。在合成进程中，可能消除或把持杂质的引入，同时使产品存在狭小的粒度跟厚度散布，大的径厚比，多少乎完全无色跟润滑平坦的名义，而且这种氧化铝在水中存在良好的疏散性。因此，它是珠光颜料幻想的底材。

图

　　2: 片状氧化铝用于作为珠光颜料的基材

以片状氧化铝为基体，在其名义包覆一层或多层高折射率的金属氧化物(如二氧化钛、氧化铁等)，就可能制备出机能优良的珠光颜料。这种珠光颜料岂但可能施展出云母钛珠光颜料的优点，还可能弥补其不足，充分体现珠光颜料的各种机能。而且，与云母钛珠光颜料比较，它用较少的着色量就可达到雷同的后果。

3、 化妆品

片状氧化铝存在较小的粒度跟厚度散布以及较大的径厚比，它的化学机能牢固，多少乎无色而且名义润滑平坦，在水中存在良好的疏散性，为重要的是，这种粉体无毒无味，因此也被普遍利用于化妆品范畴。

片状氧化铝作为一种可能改进化妆品导热性的增加剂，不仅可能使化妆品显现出较高的光泽度跟晶莹的色彩闭会，而且贴服在皮肤名义有着很好的舒服度。它有着优胜的铺展性跟粘附机能，可能有效的避免油脂分泌或皮肤出汗造成的粉妆脱落。

图3 ：减少因气象热脱妆困扰

4、功能涂膜

机能优胜的片状氧化铝无团聚景象，且存在良好的附着力，易于与其余功能微粉相结合，制备成出各种前景诱人的新型功能涂膜。比方用于隐形飞机的功能涂膜可能接收电波以避免被雷达搜查到；

此外，氧化铝涂膜还有阻隔紫外线，进行光催化等功能，因此在太阳能电板上也有着不错的利用前景。

图4 ：片状氧化铝用于太阳能电板

5、无机填充剂

作为填充剂是片状氧化铝早的利用之一，它被胜利地用作聚合物的填料，以加强其热导率。

氧化铝的热导率比有机聚合物高很多，在聚合物中增加一定量的片状氧化铝，就可能形成氧化铝网络。该网络可能把大局部热量传出，因此用这种聚合物一陶瓷复合资料制备的电子元件的寿命可能大大进步，片状氧化铝的直径越大，所形成网络的节点越少，导热后果就越好。

图5：片状氧化铝用于聚合物填料，进步电子元件散热才干

6、用作增韧剂

将片状氧化铝作为第二相增韧剂加入到陶瓷中，可能起到增加裂纹偏转跟桥联作用，对进步陶瓷的断裂韧性有明显的后果。采取引入片状氧化铝晶种的方法，在热压烧结的前提下可制备出断裂强度为600MPa，断裂韧性为7.9MPa·m1/2的存在异向成长晶粒的Al203陶瓷。

图6：片状氧化铝用于结构陶瓷增韧

除了在氧化铝陶瓷中引入片状晶，在其余陶瓷的制备中加入片状氧化铝也能很好地进步资料的机能。比方在X-sialon中加入28vol％的片状氧化铝后，韧性可能从1.77 MPa·m1/2增加到4.16 MPa·m1/2，并且弹性模量也随着片晶的增加而增加；在Ti02中加入30vol％的片状氧化铝后，断裂韧性从2.4 MPa·m1/2增加到3.3 MPa·m1/2，断裂强度也从215MPa增加到265MPa。

　　二、片状氧化铝的制备工艺

片状氧化铝的制备可能通过很多方法，重要有熔盐法、水热(醇热)法、涂膜法、机械法以及液相间接制备法等。

1、熔盐法

将所需组分的反应物与2种盐依照一定比例混淆，而后在高于盐的熔点的温度下进行煅烧，因为氧化物从新排布并敏捷扩散到液态盐中进行反应而生成产物，冷却后经去离子水荡涤除去其中的盐分得到污浊产物的一种粉体合成方法。

举例：熔盐法是制备片状氧化铝常用的方法。Shinobu等以硫酸铝为初始资料，利用硫酸钠或者硫酸钾为熔盐，在高温下煅烧即可得到片状氧化铝。发明以硫酸铝经900℃煅烧得到的为初始原料能得到粒径为3.7～5μ

　　M、厚度为0．3μm的片状氧化铝单晶颗粒，若以硫酸铝为原料，则得到片状氧化铝的团聚体。

特点：在熔盐法制备片状α-Al2O3时可能通过晶种的加人量、熔盐用量以及煅烧的温度跟时光等参数对粉体的形貌进行把持。该法的毛病是，有些熔盐存在毒性，其挥发物也可能腐化或沾染炉体。另外，如何进步掺杂的均匀性也是熔盐法所面临的问题。

2、水热(醇热)法

水热法是指在密闭的压力环境下，以水作为溶剂，让物质在高温高压的容器(高压釜)中进行成核，成长结晶，以此生成所需产物的一类化学反应。到目前为止，用水热法已制备出了百余种晶体，包含硫化镉，祖母绿，氧化锌，氧化铝等多种用处普遍的高机能资料。

举例：水热结晶是片状氧化铝早期的常用制备方法。Yasuo等将氧化铝用球磨机研磨成亚微级颗粒(粒径≤1.0μ m)，并将其在碱液中进行水热结晶，制备出厚度小于0.1μm的氧化铝片晶。

特点：水热法的优点是粒子纯度高、疏散性好且晶形好。其毛病是：反应周期长，反应进程需在封闭的体系中进行。另外，水热法有高温高压步骤，因此对生产设备的依附性比较强。

3、涂膜法

涂膜法是利用前驱体配制成溶胶，将溶胶涂覆到存在润滑名义的基体资料上，经干燥、剥离，即得片状粉体资料。为了使片状粉体的利用范畴更普遍，还可能进行烧结。

举例：才田健二等利用pH为3～5的氧化铝溶胶，采取提拉法制膜，干燥后将膜剥离，于350℃烧结6h，而后在1000℃烧结2h，得到了粒径30μ

　　M、厚为1.2μm的片状氧化铝陶瓷体。

特点：通过涂膜法得到的粉体若作为产品直接利用，存在一定的优胜性。因为其杂质少，片的名义润滑，片的各种参数(如大小、厚度、化学组成等)在工艺上也易于把持，而且只须要简单的设备跟步骤就可能做出来。但所得的粉体机械强度不高，粒度散布范畴较宽，须要分级处理才干达到利用者的请求。

4、机械法

机械法是利用机械力使按～定比例的粉末机械混淆，在长时光运行进程中，粉末在研磨介质的重复冲撞下，经历重复挤压、冷焊及破碎进程，成为弥散散布的超细粒子的方法。

举例：机械法也可能用来制备片状氧化铝陶瓷体。例如Asher Ne-sin申请的一项中采取研磨工艺，将焙烧氧化铝研磨，所得产物进行水力淘析，除去研磨产生的渺小碎片后，得到的六角形片状氧化铝可能用作抛光粉。

特点：机械法操作简单、本钱低，但制得的粉体纯度低。同时，因为机械力作用导致颗粒结构跟物理化学性质的变更使晶体组织不易把持。

5、液相间接制备法

液相间接制备法是以可溶性铝盐或氢氧化铝为原料，在液相中积淀或结晶、干燥得到氧化铝前驱体，再经高温煅烧实现α相转变的方法。该法可能克服水热法中须要高温高压的毛病。液相间接制备法中重要的是溶胶一凝胶法。

举例：Richard F．Hill等以一水软铝石跟氢氟酸为原料，通过溶胶一凝胶法在1100℃制备出直径大于25μm的片状α-Al2O3周振君等在此基本上，通过把持溶胶的pH值以及凝胶中AlF3的含量，在1100℃下保温180min制得了直径为2μm的板状Al2O3。

特点：跟水热法类似，液相间接法也利用了液相合成出的粉体纯度高，疏散性好的特点。

6、溶胶一凝胶跟熔盐结正当

除以上方法外，一些学者还将其中的两种结合起来，如新田胜久等将溶胶一凝胶法跟熔盐法结合起来从而克服了熔盐法中掺杂均匀性不高的毛病，在制备片状氧化铝方面获得了很好的结果。

举例：他将水溶性铝盐、金属碳酸盐、碱金属硫酸盐、钛盐跟磷酸或磷酸盐制成含水解产物的悬浮体或凝胶，通过蒸发干燥该悬浮体或凝胶。并在900～1400℃下熔盐处理干燥产物得到一种固体，经水洗、过滤跟干燥，制得均匀粒径为5～60μ

　　M、厚度小于1μ

　　M、径厚比大于20的片状氧化铝。

特点：与其它方法制得的片状氧化铝比较，该法制得的粉体六角形貌、均匀，名义润滑，多少乎无色，不孪晶跟团聚景象，轻易在水中疏散，并且轻易被金属氧化物涂敷，可能很好天时用到珠光颜料中。

参考资料

1、片状氧化铝的发展进程与利用前景，湖北产业大学，王玲等著

2、片状氧化铝的制备及利用，上海大学，张倩影等著