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氧化鋁有多種不同的類型，常規(guī)的氧化鋁與其他金屬氧化物一樣蛹柔，本身的硬度大哑暮，熔點高，機(jī)械強(qiáng)度好电尖，且耐腐蝕抗氧化掘鱼。片狀氧化鋁還因其的片狀結(jié)構(gòu)和晶體形狀，從而具備了微米粉體和納米材料的雙重特性丛幌。它屬于α-Al2O3，具有明顯的鱗狀結(jié)構(gòu)特征和較大的徑厚比抢纹。 目前懒碍，片狀氧化鋁晶粒的徑向尺度一般為5-50 μm，厚度一般在100-500 nm之間谚剿，晶型發(fā)育良好的微粒還表現(xiàn)出規(guī)則的六角形貌,目前利用超微超細(xì)粉碎機(jī)的制備工藝也正在研發(fā)試產(chǎn)中

示例：片狀氧化鋁的微觀形貌

一缝驳、片狀氧化鋁的性質(zhì)與應(yīng)用

1 、磨料拋光液

對于材料加工行業(yè)來說归苍，無論是材料的拋光用狱，還是電子產(chǎn)品的精細(xì)打磨，都離不開磨料拼弃。

氧化鋁又稱為剛玉夏伊，摩氏硬度9，具有很大的硬度吻氧，十分適合當(dāng)研磨材料溺忧。而片狀氧化鋁相對于常規(guī)的納米氧化鋁，其平整光滑的片形表面對于被磨對象(如半導(dǎo)體硅晶片盯孙，智能手機(jī)外殼等等)來說不易劃傷鲁森，產(chǎn)品的合格品率可因此提高10％至15％。所以振惰，片狀氧化鋁已經(jīng)成為了高精密微電子行業(yè)歌溉，寶石加工業(yè)和金屬陶瓷行業(yè)的新寵。

圖1：片狀氧化鋁可用于手機(jī)金屬外殼拋光

2 骑晶、珠光顏料

目前使用最多的珠光顏料常用天然云母薄片造出痛垛。但天然云母薄片常含有有色雜質(zhì)離子，分離較為困難梁促，且其過厚的邊緣會使珠光顏料易發(fā)生散射現(xiàn)象修扁，對其視覺效果造成不良的影響诀烫。

人工合成的片狀氧化鋁粉體，具有天然云母無法獲得的設(shè)計自由度和物理化學(xué)性能峡逆。在合成過程中勃拢，可以消除或控制雜質(zhì)的引入，同時使產(chǎn)品具有狹窄的粒度和厚度分布念弧，大的徑厚比后涛，幾乎無色和光滑平整的表面，而且這種氧化鋁在水中具有良好的分散性依播。因此口愁，它是優(yōu)質(zhì)珠光顏料理想的底材。

以片狀氧化鋁為基體娱必，在其表面包覆一層或多層高折射率的金屬氧化物(如鸿挠、氧化鐵等)，就可以制備出性能優(yōu)異的珠光顏料姻蚓。這種珠光顏料不但可以發(fā)揮出云母鈦珠光顏料的優(yōu)點宋梧，還可以彌補(bǔ)其不足，充分體現(xiàn)珠光顏料的各種性能狰挡。而且捂龄，與云母鈦珠光顏料相比，它用較少的著色量就可達(dá)到相同的效果加叁。

圖2: 片狀氧化鋁用于作為珠光顏料的基材

3 倦沧、 化妝品

片狀氧化鋁具有較小的粒度和厚度分布以及較大的徑厚比，它的化學(xué)性能穩(wěn)定它匕，幾乎無色而且表面光滑平整展融，在水中具有良好的分散性，重要的是豫柬，這種粉體無毒無味愈污，因此也被廣泛應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域。

片狀氧化鋁作為一種可以改良化妝品導(dǎo)熱性的添加劑轮傍，不僅可以使化妝品呈現(xiàn)出較高的光澤度和明亮的色彩體驗暂雹，而且貼服在皮膚表面有著很好的舒適度。它有著的鋪展性和粘附性能抱典，能夠有效的防止油脂分泌或皮膚出汗造成的粉妝脫落衔耕。

圖3 ：減少因天氣熱脫妝困擾

4 、功能涂膜

性能的片狀氧化鋁無團(tuán)聚現(xiàn)象绵另，且具有良好的附著力悬鲜，易于與其他功能微粉相結(jié)合，制備成出各種前景誘人的新型功能涂膜。比如用于隱形飛機(jī)的功能涂膜可以吸收電波以防止被雷達(dá)搜尋到厉源。

此外既蛙，氧化鋁涂膜還有阻隔紫外線，進(jìn)行光催化等功能豆蝠，因此在太陽能電板上也有著不錯的應(yīng)用前景蓖社。

圖4 ：片狀氧化鋁用于太陽能電板

5 、無機(jī)填充劑

作為填充劑是片狀氧化鋁的應(yīng)用之一赛羡，它被成功地用作聚合物的填料衍止，以增強(qiáng)其熱導(dǎo)率。 氧化鋁的熱導(dǎo)率比有機(jī)聚合物高很多词祝，在聚合物中添加一定量的片狀氧化鋁园担，就可以形成氧化鋁網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)能夠把大部分熱量傳出枯夜，因此用這種聚合物一陶瓷復(fù)合材料制備的電子元件的壽命可以大大提高弯汰，片狀氧化鋁的直徑越大，所形成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點越少湖雹，導(dǎo)熱效果就越好咏闪。

圖5：片狀氧化鋁用于聚合物填料，提高電子元件散熱能力

6 劝枣、用作增韌劑

將片狀氧化鋁作為第二相增韌劑加入到陶瓷中，可以起到增加裂紋偏轉(zhuǎn)和橋聯(lián)作用织鲸，對提高陶瓷的斷裂韌性有明顯的效果舔腾。采用引入片狀氧化鋁晶種的方法，在熱壓燒結(jié)的條件下可制備出斷裂強(qiáng)度為600MPa搂擦，斷裂韌性為7.9MPa?m1/2的具有異向生長晶粒的Al203陶瓷稳诚。

圖6：片狀氧化鋁用于結(jié)構(gòu)陶瓷增韌

除了在氧化鋁陶瓷中引入片狀晶，在其他陶瓷的制備中加入片狀氧化鋁也能很好地提高材料的性能瀑踢。比如在X-sialon中加入28vol％的片狀氧化鋁后扳还，韌性可以從1.77 MPa?m1/2增加到4.16 MPa?m1/2，并且彈性模量也隨著片晶的增加而增加咱茂；在Ti02中加入30vol％的片狀氧化鋁后掰废，斷裂韌性從2.4 MPa?m1/2增加到3.3 MPa?m1/2，斷裂強(qiáng)度也從215MPa增加到265MPa缴碉。

二敢添、片狀氧化鋁的制備工藝

片狀氧化鋁的制備可以通過很多方法，主要有熔鹽法叁乍、水熱(醇熱)法季训、涂膜法、機(jī)械超微粉碎法以及液相間接制備法等则沃。

1 肝庸、熔鹽法

將所需組分的反應(yīng)物與2種鹽按照一定比例混合锡跺，然后在高于鹽的熔點的溫度下進(jìn)行煅燒，由于氧化物重新排布并迅速擴(kuò)散到液態(tài)鹽中進(jìn)行反應(yīng)而生成產(chǎn)物吓死，冷卻后經(jīng)去離子水清洗除去其中的鹽分得到純凈產(chǎn)物的一種粉體合成方法渴甜。

舉例：

熔鹽法是制備片狀氧化鋁的方法。Shinobu等以硫酸鋁為初始材料统岭，使用硫酸鈉或者硫酸鉀為熔鹽蟋定，在高溫下煅燒即可得到片狀氧化鋁。發(fā)現(xiàn)以硫酸鋁經(jīng)900℃煅燒得到的為初始原料能得到粒徑為3.7～5μm草添、厚度為0．3μm的片狀氧化鋁單晶顆粒驶兜，若以硫酸鋁為原料，則得到片狀氧化鋁的團(tuán)聚體远寸。

特點：

在熔鹽法制備片狀α-Al2O3時可以通過晶種的加人量抄淑、熔鹽用量以及煅燒的溫度和時間等參數(shù)對粉體的形貌進(jìn)行控制。該法的缺點是驰后，有些熔鹽具有毒性肆资，其揮發(fā)物也可能腐蝕或污染爐體。另外灶芝，如何提高摻雜的均勻性也是熔鹽法所面臨的問題郑原。

2 、水熱(醇熱)法

水熱法是指在密閉的壓力環(huán)境下夜涕，以水作為溶劑犯犁，讓物質(zhì)在高溫高壓的容器(高壓釜)中進(jìn)行成核，生長結(jié)晶女器，以此生成所需產(chǎn)物的一類化學(xué)反應(yīng)口迟。到目前為止，用水熱法已制備出了百余種晶體巨脚，包括硫化鎘保蒲，祖母綠，氧化鋅敢弟，氧化鋁等多種用途廣泛的高性能材料贼卿。

舉例：

水熱結(jié)晶是片狀氧化鋁早期的常用制備方法。Yasuo等將氧化鋁用球磨機(jī)研磨成亞微級顆粒(粒徑≤1.0μ m)捅振，并將其在堿液中進(jìn)行水熱結(jié)晶正脸，制備出厚度小于0.1μm的氧化鋁片晶。

特點：

水熱法的優(yōu)點是粒子純度高呀琢、分散性好且晶形好鄙叼。其缺點是：反應(yīng)周期長，反應(yīng)過程需在封閉的系統(tǒng)中進(jìn)行。另外群娃，水熱法有高溫高壓步驟衅侥，因此對生產(chǎn)設(shè)備的依賴性比較強(qiáng)。

3 劫瞳、涂膜法

涂膜法是利用前驅(qū)體配制成溶膠倘潜，將溶膠涂覆到具有光滑表面的基體材料上，經(jīng)干燥志于、剝離涮因，即得片狀粉體材料。為了使片狀粉體的應(yīng)用范圍更廣泛伺绽，還可以進(jìn)行燒結(jié)养泡。 舉例：

才田健二等利用pH為3～5的氧化鋁溶膠，采用提拉法制膜奈应，干燥后將膜剝離澜掩，于350℃燒結(jié)6h，然后在1000℃燒結(jié)2h杖挣，得到了粒徑30μm肩榕、厚為1.2μm的片狀氧化鋁粉體。 特點：

通過涂膜法得到的粉體若作為產(chǎn)品直接使用惩妇，具有一定的性株汉。因為其雜質(zhì)少，片的表面光滑撤掀，片的各種參數(shù)(如大小狱槽、厚度、化學(xué)組成等)在工藝上也易于控制颅唇，而且只需要簡單的設(shè)備和步驟就可以做出來申广。但所得的粉體機(jī)械強(qiáng)度不高限匕，粒度分布范圍較寬西练，需要分級處理才能達(dá)到使用者的要求。

4 困荤、機(jī)械法

機(jī)械法是利用機(jī)械力使按～定比例的粉末機(jī)械混合然板，在長時間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，粉末在研磨介質(zhì)的反復(fù)沖撞下捎鹤，經(jīng)歷反復(fù)擠壓秃标、冷焊及粉碎過程，成為彌散分布的超細(xì)粒子的方法亡荞。 舉例：

機(jī)械法也可以用來制備片狀氧化鋁粉體篡话。例如Asher Ne-sin申請的一項中采用超微超細(xì)研磨工藝，將焙燒氧化鋁研磨，所得產(chǎn)物進(jìn)行水力淘析镰矿，除去研磨產(chǎn)生的細(xì)小碎片后琐驴，得到的六角形片狀氧化鋁可以用作拋光粉。 特點：

機(jī)械法操作簡單秤标、成本低绝淡，但制得的粉體純度低。同時苍姜，由于機(jī)械力作用導(dǎo)致顆粒結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)的變化使晶體組織不易控制牢酵。

5 、液相間接制備法

液相間接制備法是以可溶性鋁鹽或為原料衙猪，在液相中沉淀或結(jié)晶馍乙、干燥得到氧化鋁前驅(qū)體，再經(jīng)高溫煅燒完成α相轉(zhuǎn)變的方法屈嗤。該法可以克服水熱法中需要高溫高壓的缺點潘拨。液相間接制備法中最主要的是溶膠一凝膠法。 舉例：

Richard F．Hill等以一水軟鋁石和氫氟酸為原料饶号，通過溶膠一凝膠法在1100℃制備出直徑大于25μm的片狀α-Al2O3周振君等在此基礎(chǔ)上铁追，通過控制溶膠的pH值以及凝膠中AlF3的含量，在1100℃下保溫180min制得了直徑為2μm的板狀A(yù)l2O3对轴。

特點：

和水熱法類似溺硼，液相間接法也利用了液相合成出的粉體純度高，分散性好的特點亮史。

6 邪涕、溶膠一凝膠和熔鹽結(jié)合法

除以上方法外，一些學(xué)者還將其中的兩種結(jié)合起來哩敞，如新田勝久等將溶膠一凝膠法和熔鹽法結(jié)合起來從而克服了熔鹽法中摻雜均勻性不高的缺點椭集，在制備片狀氧化鋁方面取得了很好的結(jié)果。

舉例：

他將水溶性鋁鹽点级、金屬碳酸鹽咳龄、堿金屬硫酸鹽、鈦鹽和磷酸或磷酸鹽制成含水解產(chǎn)物的懸浮體或凝膠宽缴，通過蒸發(fā)干燥該懸浮體或凝膠迎反。并在900～1400℃下熔鹽處理干燥產(chǎn)物得到一種固體，經(jīng)水洗趾迈、過濾和干燥旷似，最終制得平均粒徑為5～60μm、厚度小于1μm乔煞、徑厚比大于20的片狀氧化鋁吁朦。

特點：

與其它方法制得的片狀氧化鋁比較柒室，該法制得的粉體六角形貌、均勻逗宜，表面光滑伦泥，幾乎無色，沒有孿晶和團(tuán)聚現(xiàn)象锦溪，容易在水中分散不脯，并且容易被金屬氧化物涂敷，可以很好地應(yīng)用到珠光顏料中刻诊。