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    精細氧化鋁粉體由于具有耐高溫、耐腐蝕、高強度和高硬度等一系列的優良性能,因而廣泛應用于冶金、化工、航天、電子等高科技領域。自從1984年德國科學家H.Gleiter等首次制備超細納米氧化鋁粉體以來,氧化鋁粉體的制備方法一直備受人們的關注。目前,根據合成粉體的條件不同,制備超細氧化鋁粉的方法可分為氣相法、液相法和固相法。

    一、氣相法

    化學氣相沉積法

    氣相法制備高純超細氧化鋁粒子是以金屬單質、鹵化物、氫化物或者有機化合物為原料,進行氣相熱分解或其他化學反應來合成精細微粒,主要采用化學氣相沉積法。如意大利的科研人員利用室溫下蒸汽壓較高的烷基鋁和N2O作為反應物,加入乙烯作為反應敏化劑,用CO2激光加熱反應使之反應,合成了粒度為15-20nm的球形α-Al2O3顆粒。

    激光誘導氣相沉積法

    激光誘導氣相沉積法是利用充滿氖氣、氙氣和HCl的激光器提供能量,生成一定頻率的激光,聚焦到移動旋轉的鋁靶上,融化鋁靶產生氧化鋁蒸汽,冷卻后得到精細氧化鋁粉體。這種方法加熱和冷卻的速度都快,粒徑分布均勻,反應污染小。

    等離子氣相合成法

    等離子氣相合成法可分為高頻等離子體法、直流電弧等離子體法、復合等離子體法等。高頻等離子體法能量的利用率低,生產出的產物穩定性也較弱;直流電弧等離子體法是利用電弧間的高溫,在反應氣體等離子化的過程中使電極蒸發或熔化;復合等離子體法是將前兩種方法、融為一體,在產生直流電弧時不需電極,因而產物純度高,生產效率提高的同時也提高了系統的穩定性。

    二、固相法

    固相法是制備α-Al2O3粉體的常用方法,制備工藝簡單,產量大,成本低,容易實現產業化生產。但是固相法生產氧化鋁粉體能耗高、效率低,制備的粉體顆粒不均且形態和功能都受到了工藝本身的很大限制,因此利用此方法很難得到顆粒細小、純度高的α-Al2O3粉體。目前,固相法主要分為機械粉碎法、非晶晶化法和熱解法等。

    三、液相法

    液相法是當前應用最為廣泛的一類方法,其基本原理是:選擇一種合適的可溶性的鋁鹽,按所制備的材料組成計量配制成溶液,再選擇一種合適的沉淀劑(或用蒸發、升華、水解等),使金屬粒子均勻沉淀,最后將沉淀或結晶物干燥脫水得到極微粉體。

    與固相法相比,其優點主要表現在以下幾個方面:

    ①可以精確地控制化學組成;

    ②納米粒子的形狀粒徑容易控制,分散性好;

    ③產品的顆粒形狀、粒徑等易調控;

    ④易添加微量有效成分,對產品進行調控;

    ⑤所得產品的表面活性好。

    制備均勻高純氧化物超微粉特別適合采用這類方法,液相法有沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液反應法、水熱法等。


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