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1、片狀氧化鋁粉體簡介
片狀氧化鋁粉體是近年來出現(xiàn)的一種性能優(yōu)良的功能微粉材料，屬于α-Al2O3，具有明顯的鱗狀結(jié)構(gòu)特征和較大的徑厚比。目前，片狀氧化鋁晶粒的徑向尺度一般為5～50μm，厚度一般在100～500 nm之間，晶型發(fā)育良好的微粒還表現(xiàn)出規(guī)則的六角形貌。
片狀氧化鋁 圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
通過人工方法合成的片狀氧化鋁微粉的徑厚比例可調(diào)，并且具有純度高，表面平整光滑，在水中分散性良好的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)級的片狀氧化鋁粉體的粒徑大小可以達(dá)到微米尺寸，厚度更是達(dá)到了納米級或接近納米尺度。這不僅使它具有顯著的光線反射能力和屏蔽效應(yīng)，還使其體現(xiàn)出了良好的表面活性和優(yōu)越的附著力，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于涂料、化妝品、拋光粉、汽車面漆、增韌陶瓷等領(lǐng)域。同時(shí)，由于其價(jià)格是冶金級氧化鋁的數(shù)十倍，片狀氧化鋁制備工藝具有巨大的研究意義。
2、片狀氧化鋁粉體的制備方法
（1）水熱（醇熱）法
水熱結(jié)晶是片狀氧化鋁早期的常用制備方法。Yasuo等將氧化鋁用球磨機(jī)研磨成亞微級顆粒（粒徑≤1μm），并將其在堿液中進(jìn)行水熱結(jié)晶，制備出厚度小于0.1μm的氧化鋁片晶。
盡管用水熱法制備出來的片狀氧化鋁粉體純度高，分散性好且具有較薄的平板狀結(jié)構(gòu)和均勻優(yōu)良的晶體形貌，但是水熱合成不僅周期長，而且在反應(yīng)過程需要高溫高壓的反應(yīng)釜，對設(shè)備有較強(qiáng)依賴，且晶體的相變溫度較高（＞400℃）。
（2）熔鹽法
熔鹽法的基本原理是將反應(yīng)物在一定的溫度下溶于一種或多種低熔點(diǎn)的鹽中，在較低的溫度下合成出目標(biāo)產(chǎn)物。熔鹽法制備粉體主要分為兩個(gè)過程：晶粒形成和晶粒生長的過程。
Nitaa等最先將熔鹽法用于片狀氧化鋁的制備，他們以硫酸鹽為熔鹽，以少量的二氧化鈦和磷酸鹽為添加劑誘導(dǎo)可溶性鋁鹽結(jié)晶，用反應(yīng)制得的膠體在1200℃條件下煅燒5h，得到粒度大小3～22μm，厚度在0.2～0.5微米之間的片狀六角形狀粉體。
該法相對于常規(guī)固相法而言，具有工藝簡單、合成溫度低、保溫時(shí)間短、合成的粉體化學(xué)成分均勻、晶體形貌好、物相純度高等優(yōu)點(diǎn)，但熔鹽法制備過程中，常會(huì)分解出有毒有害氣體，對煅燒設(shè)備有很大損害。煅燒后，熔鹽、粉體和坩堝形成復(fù)雜固體混合物，后續(xù)處理較為困難。
（3）溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是以可溶性鹽為鋁源(硫酸鋁或者氫氧化鋁)，在液相體系中水解縮合并結(jié)晶，經(jīng)過干燥處理后可以制得前驅(qū)體γ-Al2O3，再經(jīng)高溫環(huán)境中燒結(jié)固化完成由γ相向α相轉(zhuǎn)變的過程。該法可以克服水熱工藝中需要高溫高壓的反應(yīng)釜的缺點(diǎn)，因此對設(shè)備的要求較低，應(yīng)用的也較為廣泛。其缺點(diǎn)是粉體粒徑分布較大，制備的原料價(jià)格不菲，有些還對環(huán)境有害。
（4）溶膠-涂膜法
溶膠-涂膜法制備片狀氧化鋁和溶膠-凝膠法制備高純超細(xì)的氧化鋁類似，該法首先將氧化物的前驅(qū)體制備成溶膠，然后將溶膠涂膜在光滑的基片上，將涂膜置于烘干機(jī)里烘干后即可得到氧化物或者氫氧化物的薄片，進(jìn)一步煅燒后即可得到所需的片狀氧化鋁粉體。
此法制備的產(chǎn)品易于控制各種工藝參數(shù)，例如粒度、厚度、化學(xué)組成等，此外所需的設(shè)備也比較簡單，操作較為容易，但是所得產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度不高、粒度分布不均勻，要得到所需粒度范圍的產(chǎn)品還需要進(jìn)一步篩選。
（5）機(jī)械法
機(jī)械法是將一定配比的粉末在機(jī)械力的作用下進(jìn)行混合，一般采用球磨、攪拌磨、膠體磨、振動(dòng)磨的方法，在長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，粉末在研磨介質(zhì)的反復(fù)沖撞下，經(jīng)過反復(fù)擠壓、冷焊及粉碎，成為彌散分布的超細(xì)離子的方法。
此法操作簡便、成本低，但是制得的粉體純度低，另外，機(jī)械力作用復(fù)雜多變，導(dǎo)致粉體結(jié)構(gòu)不易控制，易產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的破碎片晶，拋光時(shí)可能導(dǎo)致刻痕和表面下的損傷。
希伯特等通過機(jī)械法采用濕磨的方式對原料進(jìn)行研磨，制備出了晶體粒徑為3～20μm的片狀氧化鋁粉體，該法制備出的粉體分散性好，但仍有不少細(xì)碎片晶。濕磨的粉體通過沉降分級可以去除細(xì)小顆粒，得到的粉體可以作為微電子基片的拋光粉。
（6）碳分法
碳分法屬于鋁酸鈉的水解法，通常利用二氧化碳分解鋁酸鈉溶液，再添加適當(dāng)?shù)木涂刂苿�，煅燒使氫氧化鋁分解并發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，并最終得到片狀ɑ-Al2O3。
（7）高溫?zé)Y(jié)法
Kebbede等研究了添加二氧化鈦和復(fù)合摻雜二氧化鈦、二氧化硅制備的氧化鋁的顯微結(jié)構(gòu)。在1450oC燒結(jié)2h的單摻雜二氧化鈦樣品，呈等軸晶狀，而雙摻雜的樣品，得到了片晶，但晶體粒徑分布不均勻，徑厚比也僅僅只有3.4。
3、片狀氧化鋁粉體的應(yīng)用
（1）磨料拋光液
與常規(guī)的納米氧化鋁相比，平整光滑的片形表面對于被磨對象（如半導(dǎo)體硅晶片，智能手機(jī)外殼等等）來說不易劃傷，產(chǎn)品的合格品率可因此提高10%至15%。所以，片狀氧化鋁已經(jīng)成為了高精密微電子行業(yè)，寶石加工業(yè)和金屬陶瓷行業(yè)的新寵。
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（2）珠光顏料
片狀氧化鋁化學(xué)性能穩(wěn)定，覆蓋面積廣，折射率高，并且其特有的光學(xué)性能使顏料能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈的珠光效應(yīng)，因此以片狀氧化鋁作為珠光顏料的基片材料，已經(jīng)成為開發(fā)性能優(yōu)越的珠光顏料的新熱點(diǎn)和行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
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（3）無機(jī)填充劑
片狀氧化鋁在工業(yè)生產(chǎn)中是一種不可缺少的填充劑，應(yīng)用在功能陶瓷，塑料和橡膠制品中，可以增加硬度和剛度，并且能夠調(diào)節(jié)收縮性和熱膨脹系數(shù)。
（4）化妝品
片狀氧化鋁粒度分布窄，徑厚比大，化學(xué)性能穩(wěn)定，表面光滑平整，在水中可以很好地分散開，最為重要的是，這種粉體無毒無味，因此也被廣泛應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域。片狀氧化鋁作為一種可以改良化妝品導(dǎo)熱性的添加劑，能夠優(yōu)化化妝品的光澤度和色彩，而且由于它的粘附性較好，貼附在皮膚表面有著很好的舒適度。它有著優(yōu)越的鋪展性和粘附性能，能夠有效的防止油脂分泌或皮膚出汗造成的粉妝脫落。
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（5）功能涂膜
性能優(yōu)越的片狀氧化鋁無團(tuán)聚現(xiàn)象，且具有良好的附著力，易于與其他功能微粉相結(jié)合，制備成出各種前景誘人的新型功能涂膜。用于毛細(xì)管的氧化鋁涂層可以顯著提高其逆轉(zhuǎn)電滲流性能和目標(biāo)分析的選擇性及穩(wěn)定性能；用于隱形飛機(jī)的功能涂膜可以吸收電波以防止被雷達(dá)搜尋到；此外，氧化鋁涂膜還有阻隔紫外線，進(jìn)行光催化等功能，因此在太陽能電板上也有著不錯(cuò)的應(yīng)用前景。
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參考文獻(xiàn)：
王玲等.片狀氧化鋁的發(fā)展歷程與應(yīng)用前景
孫敬會(huì).碳分法制備超細(xì)片狀氧化鋁粉體
王玲.片狀氧化鋁的制備及形成機(jī)理研究
王迎.改良拜耳法制備不同形貌氧化鋁
