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        淺談氧化鋁粒度檢測(cè)

        淺談氧化鋁粒度檢測(cè)
        濟(jì)南微納  2016-01-11  |  閱讀:3865

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         一、氧化鋁及其行業(yè)發(fā)展

            氧化鋁(Al2O3),工業(yè)Al2O3是由鋁礬土(Al2O3?3H2O)和硬水鋁石制備的,對(duì)于純度要求高的Al2O3,一般用化學(xué)方法制備。

            Al2O3有許多同質(zhì)異晶體,目前已知的有10多種,主要有3種晶型,即γ-Al2O3、β-Al2O3α-Al2O3。其中結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)也不同,在1300℃以上的高溫時(shí)幾乎完全轉(zhuǎn)化為α-Al2O3。

            數(shù)據(jù)顯示中國(guó)是全球最大的氧化鋁生產(chǎn)國(guó),2010年全球氧化鋁產(chǎn)量為5635.50萬(wàn)噸,中國(guó)氧化鋁產(chǎn)量達(dá)2895.50萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)20.14%,占全球比重為51.38%2010年中國(guó)氧化鋁表觀消費(fèi)量達(dá)到了3321萬(wàn)噸,年增長(zhǎng)率為14.05%,凈進(jìn)口426萬(wàn)噸,鋁土礦進(jìn)口量達(dá)3019萬(wàn)噸,對(duì)外依存度為39.71%,氧化鋁對(duì)外依存度達(dá)47.26%。

            目前我國(guó)氧化鋁企業(yè)達(dá)40多家,已建和在建產(chǎn)能達(dá)4350多萬(wàn)噸/年,其中處理國(guó)內(nèi)鋁土礦的產(chǎn)能為3250萬(wàn)噸/年。2010年全國(guó)氧化鋁產(chǎn)量2896萬(wàn)噸,是世界第一大氧化鋁生產(chǎn)國(guó)。隨著我國(guó)電解鋁、陶瓷、醫(yī)藥、電子、機(jī)械等行業(yè)的快速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)氧化鋁需求量仍有較大的增長(zhǎng)空間,氧化鋁產(chǎn)量將會(huì)不斷增長(zhǎng)。結(jié)合2005-2010年中國(guó)氧化鋁產(chǎn)量數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)2011年中國(guó)氧化鋁產(chǎn)量將達(dá)到3300萬(wàn)噸,增長(zhǎng)率為14%2012年將在2011年的基礎(chǔ)上繼續(xù)增長(zhǎng),產(chǎn)量將超過(guò)3800萬(wàn)噸。 另外,鑒于中國(guó)的在建施工面積按年計(jì)持續(xù)大幅增長(zhǎng),且由于不斷推行城鎮(zhèn)化,未來(lái)鋁業(yè)前景非常樂(lè)觀。預(yù)計(jì)2011年中國(guó)氧化鋁需求同比增長(zhǎng)15%3819萬(wàn)噸,2012年氧化鋁需求將達(dá)到4200萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)10%

        二、氧化鋁的主要用途

        1. 紅寶石、藍(lán)寶石的主成份皆為氧化鋁,因?yàn)槠渌s質(zhì)而呈現(xiàn)不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色,藍(lán)寶石則含有氧化鐵和氧化鈦而呈藍(lán)色。

        2. 在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中,氧化鋁的含量最高。工業(yè)上,鐵鋁氧石經(jīng)由Bayer process純化為氧化鋁,再由Hall-Heroult process轉(zhuǎn)變?yōu)殇X金屬。

        3. 氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純凈的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng),生成一層致密的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續(xù)氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質(zhì)都能通過(guò)一種稱為陽(yáng)極處理(陽(yáng)極防腐)的處理過(guò)程得到加強(qiáng)。

        4. 鋁為電和熱的良導(dǎo)體。氧化鋁的晶體形態(tài)因?yàn)橛捕雀?,適合用作研磨材料及切割工具。

        5. 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。

        6. 20048月,在美國(guó)3M公司任職的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出以鋁及稀土元素化合成的合金制造出稱為transparent alumina的強(qiáng)化玻璃。

        資料:剛玉粉硬度大可用作磨料,拋光粉,高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁,稱人造剛玉或人造寶石,可制機(jī)械軸承或鐘表中的鉆石。氧化鋁也用作高溫耐火材料,制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等,氧化鋁也是煉鋁的原料。煅燒氫氧化鋁可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有強(qiáng)吸附力和催化活性,可做吸附劑和催化劑。剛玉主要成分α-Al2O3。桶狀或錐狀的三方晶體。有玻璃光澤或金剛光澤。密度為3.94.1g/cm3,硬度9,熔點(diǎn)2000±15℃。不溶于水,也不溶于酸和堿。耐高溫。無(wú)色透明者稱白玉,含微量三價(jià)鉻的顯紅色稱紅寶石;含二價(jià)鐵、三價(jià)鐵或四價(jià)鈦的顯藍(lán)色稱藍(lán)寶石;含少量四氧化三鐵的顯暗灰色、暗黑色稱剛玉粉。可用做精密儀器的軸承,鐘表的鉆石、砂輪、拋光劑、耐火材料和電的絕緣體。色彩艷麗的可做裝飾用寶石。人造紅寶石單晶可制激光器的材料。除天然礦產(chǎn)外,可用氫氧焰熔化氫氧化鋁制取。

        三、氧化鋁的粒度控制

            影響材料物理機(jī)械性能最裉本的原因是氧化鋁的粒徑大小和粒度分布,粒度越細(xì),材料的抗張強(qiáng)度和抗撕強(qiáng)度越好,氧化鋁粒度的大小也直接影響阻燃劑的阻燃性能,氧化鋁粒度與氧指數(shù)的關(guān)系。
         隨著氧化鋁粒度的減小,氧指數(shù)迅速上升,加入量降低了聚合物的加工性能和機(jī)械強(qiáng)度,隨著添加量的增加,斷裂伸長(zhǎng)率等指標(biāo)急劇下降,所以片面追求粒度超細(xì)化也是不可取的,為了改善聚合物的加工性能、密度和最終產(chǎn)品的使用性能,還應(yīng)注意顆粒的級(jí)配和控制顆粒的形狀,使其在最大的填充量下粒度盡可能小。

        四、圖像儀在氧化鋁粒度檢測(cè)中的應(yīng)用

        Winner99c是用于顆粒大小分布與顆粒形貌分析的專用儀器。該儀器通過(guò)精心設(shè)計(jì)的光學(xué)顯微鏡和專業(yè)級(jí)的攝像頭獲取顆粒信息;使用計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)進(jìn)行分析處理,從而測(cè)定顆粒大小分布與顆粒形貌特征。本次實(shí)驗(yàn)使用的Winner 99c靜態(tài)顆粒圖像儀,其測(cè)試報(bào)告如下:

         

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