中國粉體網(wǎng)訊  自1984年德國科學家首次制備出超細氧化鋁粉末以來，世界各國都致力于發(fā)展此類特種氧化鋁，因其巨大的經(jīng)濟價值和社會效益，使用和生產(chǎn)這類氧化鋁的數(shù)量及種類的多少，已成為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。

超細球形氧化鋁所特有的物理化學性能，使其廣泛應用在生物陶瓷、表面防護層材料、化工催化劑和催化劑載體、集成電路芯片、航空航天、紅外吸收材料以及濕敏性傳感器等方面。

而超細球形氧化鋁制品在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出的卓越性能，與原料粉體顆粒的形貌和尺寸有較大關(guān)系。規(guī)則的形貌，較小的比表面積，較大的堆積密度和較好的流動性能，較高的硬度和強度，可極大的提高制品的應用性能。

球形氧化鋁粉體的應用領(lǐng)域

1.精密拋光磨料

氧化鋁以其高硬度、穩(wěn)定性好等優(yōu)點逐漸在精密加工制造等工業(yè)得到廣泛的應用，尤其是在化學機械拋光（CMP）方面倍受青睞。作為化學機械拋光磨料，氧化鋁的形狀、尺寸大小都直接影響著拋光效果。

當采用高純、亞微米級球形氧化鋁粉制備高級化學機械拋光液時，其優(yōu)點為：去除率高、拋光率快、拋光面不易產(chǎn)生微細劃痕、光潔度高，可用于精密光學器件、石英晶體和半導體單晶等高精尖產(chǎn)品的加工。于是，氧化鋁拋光液的應用范圍日益廣泛，與氧化硅共同構(gòu)成了拋光液磨料的兩大支柱。

2.特種陶瓷原料

對陶瓷坯體的要求是致密度大、收縮變形小、易于燒結(jié)。陶瓷粉末的大小、形貌以及分散性，是衡量粉末性能好壞的重要指標，在粉末的眾多形貌中，分散的球形微粉更佳。

因為在相同的工藝條件下，球形氧化鋁微粉具有形狀優(yōu)勢，可以改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，提高陶瓷強度和致密度，降低燒結(jié)溫度，能顯著提高陶瓷的性能。并且，球形氧化鋁粉體可以保持支架的貫通性和孔隙率，顯著改善漿料的性能，提高漿料在支架上的涂覆量。

3.其他應用

球形氧化鋁粉體可以用作多孔氧化鋁的支撐體，由于形成的孔較規(guī)則，因此易于將支撐體整體均勻化。填充用氧化鋁粉則要求粉體流動性好，與有機物結(jié)合能力強，以球形為宜。氧化鋁同時也是三基色及長余輝熒光粉的主要原料。另外在催化劑和催化劑載體等領(lǐng)域也有較多應用。

超細球形氧化鋁的制備

在全球工業(yè)的飛速發(fā)展下，近10多年，球形氧化鋁粉體得到了廣泛的研究。對球形氧化鋁的制備成為材料研究的大熱點。目前制備超細球形氧化鋁的方法主要有：球磨法、均相沉淀法、溶膠乳液-凝膠法、滴球法、模板法、氣溶膠分解法和噴射法。這些方法制得的球形氧化鋁的顆粒大小從納米級到毫米級。

球磨法

球磨法是最常見的制備超細氧化鋁粉體的方法，通常利用球磨機的轉(zhuǎn)動或振動，原料被磨料撞擊、球磨和攪拌，大粒徑的粉體被細化為超細粉體。

球磨法制備超細氧化鋁粉體，操作簡單，成本低廉，產(chǎn)量高，但也存在局限性，如產(chǎn)物粒度分布不均勻、最小粒徑受機械限制、很難獲得球形顆粒等。

均相沉淀法

均相溶液中的沉淀過程是晶核形成，然后聚集長大，最后從溶液中析出的過程，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，那么就會均勻的生成大量的微小晶核，最終形成的細小沉淀顆粒會均勻的分散在整個溶液當中，而且會在相當長的時間內(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。

對于均相沉淀法，如果得到的沉淀顆粒的尺寸在膠體粒子的范圍內(nèi)，那么此法也稱為溶膠凝膠法。

溶膠-乳液-凝膠法

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行，最終獲得球形的沉淀顆粒。

這種方法是在溶膠凝膠法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，早期，溶膠凝膠法多用來制備氧化鋁溶膠，更多的是研究所得膠體的組織結(jié)構(gòu)，逐漸地，此法成為制備超細粉體的常用方法。

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、煅燒形成球形氧化鋁的方法。

但這種方法通常用來制備粒徑較大的球形氧化鋁，主要應用于吸附劑或催化劑載體。

其他方法

噴射法：噴射法制備球形氧化鋁的實質(zhì)是在較短的時間內(nèi)實現(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)變的特點又可以分為噴霧熱解法，噴霧干燥法和噴射熔融法。

氣溶膠分解法：通常是以鋁醇鹽為原料，利用鋁醇鹽易水解和高溫熱解的性質(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熱解，從而實現(xiàn)氣-液-固或氣-固相的轉(zhuǎn)變，最終形成球形氧化鋁粉體。

寫在最后

超細球形氧化鋁粉體的產(chǎn)品附加值高，可帶來較大的社會和經(jīng)濟效益。近年來其需求一直保持持續(xù)增長，國內(nèi)對超細球形氧化鋁產(chǎn)品一直是供不應求。因此超細氧化鋁顆粒的球形化可極大的提高其制品的應用性能，具有極大地經(jīng)濟效益，相信球形化氧化鋁粉體市場將進一步擴大！

參考來源

徐曉娟.單分散球形Al2O3及YAG粉體的合成與性能研究

劉杰.超細球形氧化鋁的制備及其粒度與晶型的控制

張曼.不同粒徑球形氧化鋁的制備及其對藍寶石的拋光性能研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/漫道）

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