中國粉體網(wǎng)訊  納米科學(xué)與技術(shù)是21世紀(jì)的三大高科技之一，納米科學(xué)與技術(shù)將對其他學(xué)科、產(chǎn)業(yè)和社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。所謂納米材料，一般指尺寸從1~100nm之間，處于原子團(tuán)簇和宏觀物體交接區(qū)域內(nèi)的粒子。

納米氧化鋁除了具備普通氧化鋁高硬度、高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗磨損、耐高溫、高絕緣性、高抗氧化性等許多優(yōu)良的特性以外，憑借強(qiáng)的體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，比普通氧化鋁有著更為優(yōu)異的物理化學(xué)特性。同時，納米氧化鋁還與橡膠、塑料等具有良好的相容性，故在航天、國防、化工、微電子等眾多領(lǐng)域都有著重要應(yīng)用，成為當(dāng)今社會不可或缺的功能材料和結(jié)構(gòu)材料。

陶瓷材料

氧化鋁陶瓷在力學(xué)、耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性等方面具有良好的綜合性能，是目前世界上應(yīng)用最為廣泛的陶瓷材料之一，納米級的氧化鋁可以提高材料的強(qiáng)度、韌性和超塑性，并使材料的性能得到大大的改善。

此外，在其他陶瓷基體中加入少量的納米級氧化鋁，可以使材料的力學(xué)性能得到成倍的提高，同時降低燒結(jié)溫度。如在ZrO₂ 陶瓷中添加一定量高彈性模量和高硬度的Al₂O₃可抑制微裂紋的生長及串接，對基體強(qiáng)度有益。納米氧化鋁常作為許多結(jié)構(gòu)材料的彌散相，以增強(qiáng)基體材料的強(qiáng)度。當(dāng)彌散相含量一定時，粒子越小，粒子數(shù)就越多，而粒子間距也就越小，對材料屈服強(qiáng)度的提高就越有利。因此，納米氧化鋁復(fù)合陶瓷材料中具有廣闊的應(yīng)用前景。

催化劑及其載體

氧化鋁載體是指白色粉末狀或已成型的氧化鋁固體，是一類使用最廣泛的催化劑載體，約占工業(yè)上負(fù)載型催化劑的70%。氧化鋁作為催化劑載體，因其多孔，具有高比表面積，硬度好，耐磨，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能夠?qū)⒁恍┗钚晕镔|(zhì)組分分散于其表面和孔中，已廣泛應(yīng)用于石油加工，催化裂化，異丁烷氧化脫氫制異丁稀和丁二稀的制備等方面。

材料表面防護(hù)

納米Al₂O₃有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和相對較強(qiáng)的吸附能力，與各種基體具有良好的親和能力。納米氧化鋁基涂料可在多種金屬及陶瓷材料表面形成結(jié)合相對牢固和致密的防護(hù)涂層，涂層有效止焊及防護(hù)高溫，涂層具有良好的易去除性，對所涂敷器件無不利影響；同時利用氧化鋁的熔點(diǎn)高、硬度高、耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)也可提高表面的硬度、耐腐性、耐磨性，可用于機(jī)械、刀具、化工管道等表面防護(hù)；納米Al₂O₃具有優(yōu)良的抗原子氧剝蝕能力，用在有機(jī)涂料中，能明顯提高涂料的抗氧化性，且在涂層遇到冷熱交變的環(huán)境中可以傳遞應(yīng)力從而降低裂紋的產(chǎn)生。

聚合物改性

由于納米氧化鋁在近些年來發(fā)展迅速，人們用其對不同聚合物（如水性聚氨酯、聚丙烯、線性低密度聚乙烯、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等）進(jìn)行改性，以滿足使用要求。

吸附材料

徐偉明等對除甲醛活性劑改性過的活性氧化鋁進(jìn)行測試，結(jié)果表明其凈化效能超過了活性炭。氧化鋁材料來源廣，成本低，加工工藝簡單，可以量產(chǎn)用于除甲醛。王夢凡等把氧化鋁分散液通過懸浮粒子浸涂法浸涂到蜂窩陶瓷基體上，燒結(jié)后得到超濾氧化鋁薄膜，可用于廢水處理等領(lǐng)域。

新能源方向

金屬氧化物改性是新能源材料常用的改性手段，李潔等用納米氧化鋁對尖晶石錳酸鋰進(jìn)行包覆改性，結(jié)果表明模擬電池在充放電循環(huán)過程中容量衰減降低，僅為0.06%/次，性能得到提高。

復(fù)合材料

通過對納米氧化鋁材料的耐高溫優(yōu)勢探究，相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)其在復(fù)合材料制作過程中可以發(fā)揮極大的作用。我國相關(guān)學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)通過納米氧化鋁材料可以制作相應(yīng)的納米氧化鋁復(fù)合膜，其高溫電性能、分解濕度以及拉伸強(qiáng)度得到了有效的優(yōu)化。國外學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)，納米氧化鋁填充不飽和聚酯的納米復(fù)合材料，拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度性能較為卓越。

在磨具、研具鑄造時，以納米Al₂O₃粉體作為變質(zhì)形核，可顯著提高耐磨性。酚醛樹脂材料加入5%的納米Al₂O₃，酚醛樹脂材料的熱衰退和耐磨性都有很大的提高。

傳感器的應(yīng)用

國外研究學(xué)者在研究過程中發(fā)現(xiàn)，采用納米氧化鋁薄膜材料所制作的傳感器可以對鼠類所釋放的一氧化氮進(jìn)行有效的檢測，可以在實(shí)踐應(yīng)用過程中加強(qiáng)對工業(yè)生產(chǎn)的一氧化氮檢測，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

光學(xué)材料

納米氧化鋁對紅外有良好的消光作用，可用作納米隱身涂料、紅外消光劑以及紅外吸波材料，在抗紅外煙幕和紅外偽裝等軍事領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。納米Al₂O₃同時也是優(yōu)良的抗紫外線吸收劑，在緊湊型熒光燈中加入納米γ-Al₂O₃粉體可降低燈管光衰，提高燈管合格率。

小結(jié)

在實(shí)際應(yīng)用中，防止納米氧化鋁團(tuán)聚是一項(xiàng)重要工作。一般可通過改變干燥和洗滌方式、使用超聲波、改變沉淀劑、添加表面活性劑等方法實(shí)現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，納米氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域會得到更大的拓展，市場需求量也會日益增大，應(yīng)用前景非常廣闊。

參考來源：

[1]賈昆侖等.納米氧化鋁粉體制備與應(yīng)用進(jìn)展

[2]蔣清民等.納米氧化鋁的制備及應(yīng)用進(jìn)展

[3]楊春香等.納米氧化鋁的制備及應(yīng)用進(jìn)展

[4]付永春.納米氧化鋁的制備及其改性工藝探討

[5]汪多仁.納米氧化鋁的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展

[6]韓蕓等.納米氧化鋁粉體的制備方法及應(yīng)用