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        解析:球形VS片狀α-Al2O3性質(zhì)及應(yīng)用


        來源:中國粉體網(wǎng)   青黎

        [導(dǎo)讀]  通過控制不同的煅燒溫度、加入不同種類的添加劑、選擇不同的研磨方式等,可以生產(chǎn)出不同形貌的α-Al2O3。

        中國粉體網(wǎng)訊  氧化鋁有許多同質(zhì)異晶體,常見的晶型有α、γ、χ、θ、η、β等,其中α晶型氧化鋁(α-Al2O3)是最為穩(wěn)定的,屬于氧化鋁工業(yè)的產(chǎn)品之一。工業(yè)上通常采用不同的煅燒方式將亞穩(wěn)定相態(tài)γ-Al2O3向α穩(wěn)定相態(tài)轉(zhuǎn)化,制備出不同形貌的α-Al2O3。通過控制不同的煅燒溫度、加入不同種類的添加劑、選擇不同的研磨方式等,可以生產(chǎn)出不同形貌的α-Al2O3。通常包括蠕蟲狀、片狀、柱狀、類球狀、球狀、纖維等多種形態(tài)的α-Al2O3晶體。


        球形α-Al2O3性質(zhì)及應(yīng)用


        球狀α-Al2O3制備相對較難,主要在于制備球形的α-Al2O3時不僅需促進其在三維空間上的生長,還要抑制其在二維片狀方向上的生長。球狀A(yù)l2O3粉體的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、吸附能力強、硬度高,加上球形結(jié)構(gòu)使其具備更好的流動性,散熱功能優(yōu)異。


        粒徑分布窄且分散性好的α-Al2O3粉體一直是人們研究的熱點之一,目前,球形α-Al2O3粉體的制備方法主要包括均相沉淀法、水熱法、滴球法、模板法、噴射法、等離子體電解等。


        在新能源汽車電池中,純度99.96%以上,粒度D50=0.6~1μm,D90≤2.0μm,比表面積小于5m2/g;表面pH值7~9的球形超細α-Al2O3因其具有抗腐蝕性高,熱穩(wěn)定高,流動性好等性能被廣泛用于鋰電隔膜添加劑。球形α-Al2O3應(yīng)用還包括熱界面材料、導(dǎo)熱工程塑料、導(dǎo)熱鋁基覆銅板、導(dǎo)熱塑封料等。其中,熱界面材料與導(dǎo)熱工程塑料是球形氧化鋁最主要的應(yīng)用。


        片狀α-Al2O3性質(zhì)及應(yīng)用


        片狀α-Al2O3為六角形,并具有較小的厚度與較大的徑厚比,每個顆粒的徑厚比至少為10∶1,它的結(jié)構(gòu)是二維平面。其形成機理為:片狀α-Al2O3是晶體在空間上呈二維平面的排列,片狀α-Al2O3的結(jié)晶單元在{0001}晶面上的沉積速率遠小于其它晶面,從而形成以{0001}為主要顯露晶面的晶體。在高溫的熔鹽環(huán)境中,一方面由于粉體在熔鹽中的遷移速率高于一般的固相反應(yīng),能縮短合成α-Al2O3的反應(yīng)溫度和時間;另一方面由于熔鹽對每個晶面潤濕程度不同,各個晶面的表面能有差異,晶面生長速率不同,最終形成片狀的粉體。


        制備片狀α-Al2O3顆粒的方法主要有三種,即濕化學(xué)、固態(tài)反應(yīng)和熔鹽法。與傳統(tǒng)的固態(tài)反應(yīng)相比,熔鹽中的成分具有高擴散率,顯著降低了熔鹽法的制備溫度和時間。與濕化學(xué)法相比,熔鹽法可以簡單地獲得結(jié)晶良好的片狀α-Al2O3。


        片狀α-Al2O3具有良好的附著能力,較大的厚徑比和較小的厚度,而且不易團聚,粉體無色近乎透明,而且表面光滑等諸多良好性質(zhì)被用于珠光顏料、化妝品、填充劑、功能涂料、耐火材料、陶瓷增韌、研磨拋光等領(lǐng)域。


        小結(jié):


        α-AlO是所有氧化鋁形態(tài)中最穩(wěn)定的,其分子間內(nèi)聚力大、致密、結(jié)晶完善,能承受各種化學(xué)變化。不同的生產(chǎn)方式制備出不同的形貌α-Al2O3,通過了解和掌握球形和片狀α-AlO性質(zhì)和應(yīng)用,有利于研究其他新型功能材料對α-AlO不同形貌顯微結(jié)構(gòu)的需求。


        參考來源:

        1、胡博強,侯煥煥等.氧化鋁晶型變化

        2、曹志強,陳昱錕等.α-氧化鋁的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用前景

        3、張心新.明膠凝膠模板法制備片狀納米.α-Al2O3粉體及機理研究

        4、王迎.改良拜耳法制備不同形貌氧化鋁


        (中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎)


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        作者:青黎

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