中國粉體網訊 氧化鋁（Al2O3）作為一種陶瓷材料因其具有某些金屬材料和高分子材料所不具備的優(yōu)良性能，如耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、密度小和價格便宜等特點，被廣泛應用于電子技術、航空航天、能源等行業(yè)。
然而，氧化鋁熔點高(2035℃)，離子鍵強，從而導致質點的擴散系數(shù)小，需要較高的燒結溫度。例如99氧化鋁陶瓷的燒結溫度可高達近1800℃。如此高的燒結溫度將促使晶粒長大，殘余氣孔聚集長大，導致材料力學性能降低及材料氣密性差。
如果采用高純納米Al2O3粉體為原料則可以有效解決這個問題：若粒子直徑從10μm減小到10nm，擴散速率將增至109~1012倍，可以使燒結溫度降低幾百度，同時致密度大大提高。
在電子工業(yè)領域，隨著多層布線基片日趨薄型化，并且要求基片具有良好的物理結構，這只有使用納米尺寸、成分均勻、顆粒分散的高純Al2O3粉體才能滿足要求。除此之外，高純納米Al2O3還可以作為復合涂層材料，如納米Al2O3陶瓷涂層刀具結合了陶瓷材料和硬質合金材料的優(yōu)點，在擁有與硬質合金材料相近的強韌性能的同時，耐磨性大大提高，能達到未涂層刀具的幾倍到幾十倍，使加工效率顯著提高。
顯而易見，以高純納米氧化鋁為原料制備的陶瓷材料性能較普通氧化鋁陶瓷更為優(yōu)異。因此，高質量、性能優(yōu)良和成本低廉的高純納米氧化鋁粉體的制備，一直是國內外研究者們關注的焦點。按照其在制備的過程中是否伴隨有化學反應、制備的條件、制備時的物相，有三種分類方法：第一種，物理法、化學法以及物理化學法; 第二種，濕法和干法; 第三種可分為固相法、液相法和氣相法。第三種為最常見分類方法。
固相法，就是把鋁或者鋁鹽進行研磨和煅燒，然后經固相反應后直接得到納米氧化鋁。固相法又可以分為機械粉碎法、非晶晶化法、硫酸鋁銨熱解法和燃燒法等。固相法的優(yōu)點是生產的產量大，設備工藝簡單，成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產; 這種方法的缺點是粉體的純度和細度達不到要求，而且粒度分布不均，容易團聚。
液相法是最常用的合成高純納米氧化鋁的方法，主要分為沉淀法，溶膠凝膠法，水熱合成法，微乳液法和電化學法等。用這種方法合成高純納米氧化鋁有很多優(yōu)點，如設備簡單、原料易得、產物純度高、化學組成可精確控制等。
氣相法就是直接利用氣體或者經激光氣化、電子束加熱、等離子體、電弧加熱等方式將物質變成氣體，在物質變成氣體的過程中發(fā)生一系列物理和化學反應，并在冷卻過程中凝聚長大生成超細晶粒；氣相法可以分為激光誘導氣相沉淀法、等離子氣相合成法和化學氣相沉淀法；氣相反應的好處是反應條件易控制、產物易精制，只要控制反應氣體及氣體的稀薄程度就可以制備出超細的氧化鋁粉體，解決了納米氧化鋁的團聚問題，顆粒的粒徑小、分散性好、分布窄；其缺點是產率較低、對設備要求高且粉末的收集較難。
可見，制備方法不同，所得高純納米氧化鋁的性質也不盡相同，并最終影響陶瓷材料的使用性能。因此，深入研究高純納米氧化鋁粉體的制備工藝具有重要意義。9月27日，中國粉體網將在江蘇·揚州舉辦2024全國高純氧化鋁粉體制備技術及應用交流大會。我們邀請到中鋁山東有限公司研究院宋六九高級工程師出席本次大會并作題為《先進陶瓷用高純納米氧化鋁研究現(xiàn)狀》的報告。
（中國粉體網編輯整理/山川）
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