中國(guó)粉體網(wǎng)訊 α-氧化鋁也叫煅燒氧化鋁，具有熔點(diǎn)高、硬度大、絕緣性能強(qiáng)、耐磨性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，廣泛用于耐火材料、絕緣器材、集成電路基板、磨料磨具、陶瓷材料等許多領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同行業(yè)對(duì)α-氧化鋁的特殊需求，人們通過(guò)控制其原晶形狀和粒度分布以及雜質(zhì)含量形成多種高附加值產(chǎn)品。
焙燒而成α-氧化鋁原粉(二次粒子)是許多原晶(一次粒子)的聚合體，由于α-氧化鋁原晶屬三方晶系，晶格能大，正負(fù)離子間鍵力強(qiáng)，熔點(diǎn)高達(dá)2053℃，莫氏硬度為9，采用機(jī)械破碎方法，不論是振動(dòng)磨、球磨還是氣流磨制取α-氧化鋁微粉只能打散這些聚合體，很難破壞其原晶結(jié)構(gòu)，所以原晶大小制約了α-氧化鋁微粉加工的細(xì)度，要制取粒度要求很?chē)?yán)的高附加值α-氧化鋁，焙燒過(guò)程中控制原晶大小是一個(gè)關(guān)鍵工藝。
這時(shí)，礦化劑就是一個(gè)非常必要的存在了。因?yàn)榈V化劑除了具有除鈉及降低α-氧化鋁轉(zhuǎn)變溫度雙重作用，而且還對(duì)改變?cè)螤罹哂泻芎玫拇龠M(jìn)作用。
常用的幾類(lèi)礦化劑
煅燒α-Al2O3的礦化劑主要包括硼系、氯系、氟系等礦化劑。礦化劑在煅燒α-Al2O3過(guò)程中的作用主要表現(xiàn)在降低煅燒溫度、促進(jìn)α-Al2O3晶型轉(zhuǎn)化和降低α-Al2O3中氧化鈉含量。但具體來(lái)講，不同礦化劑對(duì)原晶粒度的影響不同，有的明顯促進(jìn)原晶粒度的長(zhǎng)大，有的具有良好的抑制晶粒長(zhǎng)大的作用，而且，礦化劑對(duì)α-Al2O3晶粒的形貌產(chǎn)生一定的影響。
不同礦化劑的作用
氟化物
以AlF3為例，將氫氧化鋁與AlF3混合、高溫煅燒制備α-Al2O3。高溫煅燒過(guò)程中加入AlF3后，氧化鋁相變溫度從1300℃降低至1150℃。
高溫下，AlF3可與氧化鋁反應(yīng)生成AlOF，而AlOF又可分解成Al2O3和AlF3，從而形成循環(huán)，增加了氧化鋁的蒸氣壓，使得α-Al2O3的形成由固相傳質(zhì)轉(zhuǎn)變成以氣相傳質(zhì)為主，適合回轉(zhuǎn)窯等封閉循環(huán)的煅燒體系。
可以看出，未添加礦化劑所得α-A2O3是類(lèi)似于蠕蟲(chóng)狀，添加AlF3作為礦化劑可得片狀α-A2O3，且晶粒較大。
硼系
以硼酸為例，1200~1300℃下添加硼酸為礦化劑煅燒所得α-Al2O3，保持了三水鋁石假晶，其收縮率小、真比重大。硼酸與鈉離子反應(yīng)生成易揮發(fā)的硼酸鈉，有助于降低氧化鋁中的堿含量，適合隧道窯等敞開(kāi)的煅燒體系。
同時(shí)，添加硼酸為礦化劑，經(jīng)1300℃煅燒可顯著提高粉體中Al2O3的含量，降低粉體中Na2O的含量和灼燒失量。
氯化物
加入少量的氯化鎂，在焙燒過(guò)程中可以更好地除去Na2O，這是α-Al2O3中的鈉被鹽基置換出來(lái)，在1413℃時(shí)NaCl蒸發(fā)的結(jié)果。加入MgCl2煅燒過(guò)的氧化鋁，雖然有部分氧化鎂同時(shí)進(jìn)入剛玉晶格中，經(jīng)顯微鏡觀察確定，呈極細(xì)的等軸晶狀的鎂鋁尖晶石，聚集在氧化鋁顆粒之間的接觸處。由于氧化鎂在氧化鋁中是以結(jié)合狀態(tài)存在，所以不會(huì)妨礙煅燒α-Al2O3的使用性能和產(chǎn)品特性。用氧化鎂純化工業(yè)氧化鋁，除降低Na2O含量外，還可作為氧化鋁燒成制品調(diào)節(jié)結(jié)晶結(jié)構(gòu)，抑制晶粒長(zhǎng)大所需要的形態(tài)轉(zhuǎn)化加入物。
參考資料：
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[2]趙紅軍.礦化劑及煅燒溫度對(duì)高溫氧化鋁性能的影響
[3]肖漢寧.氧化鋁粉體制備技術(shù)及其在先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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