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球形氧化鋁粉體的應用領域

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球形氧化鋁粉體的應用領域

【摘要】:
超細球形氧化鋁所特有的物理化學性能,使其廣泛應用在生物陶瓷、表面防護層材料、化工催化劑和催化劑載體、集成電路芯片、航空航天、紅外吸收材料以及濕敏性傳感器等方面。?而超細球形氧化鋁制品在眾多領域中展現出的卓越性能,與原料粉體顆粒的形貌和尺寸有較大關系。規則的形貌,較小的比表面積,較大的堆積密度和較好的流動性能,較高的硬度和強度,可極大的提高制品的應用性能。?球形氧化鋁粉體的應用領域?1.精密拋光磨料

 超細球形氧化鋁所特有的物理化學性能,使其廣泛應用在生物陶瓷、表面防護層材料、化工催化劑和催化劑載體、集成電路芯片、航空航天、紅外吸收材料以及濕敏性傳感器等方面。

 

而超細球形氧化鋁制品在眾多領域中展現出的卓越性能,與原料粉體顆粒的形貌和尺寸有較大關系。規則的形貌,較小的比表面積,較大的堆積密度和較好的流動性能,較高的硬度和強度,可極大的提高制品的應用性能。

 

球形氧化鋁粉體的應用領域

 

1.精密拋光磨料

 

氧化鋁以其高硬度、穩定性好等優點逐漸在精密加工制造等工業得到廣泛的應用,尤其是在化學機械拋光(CMP)方面倍受青睞。作為化學機械拋光磨料,氧化鋁的形狀、尺寸大小都直接影響著拋光效果。

 

當采用高純、亞微米級球形氧化鋁粉制備高級化學機械拋光液時,其優點為:去除率高、拋光率快、拋光面不易產生微細劃痕、光潔度高,可用于精密光學器件、石英晶體和半導體單晶等高精尖產品的加工。于是,氧化鋁拋光液的應用范圍日益廣泛,與氧化硅共同構成了拋光液磨料的兩大支柱。

 

2.特種陶瓷原料

 

對陶瓷坯體的要求是致密度大、收縮變形小、易于燒結。陶瓷粉末的大小、形貌以及分散性,是衡量粉末性能好壞的重要指標,在粉末的眾多形貌中,分散的球形微粉更佳。

 

因為在相同的工藝條件下,球形氧化鋁微粉具有形狀優勢,可以改變材料的微觀結構,提高陶瓷強度和致密度,降低燒結溫度,能顯著提高陶瓷的性能。并且,球形氧化鋁粉體可以保持支架的貫通性和孔隙率,顯著改善漿料的性能,提高漿料在支架上的涂覆量。

 

3.其他應用

球形氧化鋁粉體可以用作多孔氧化鋁的支撐體,由于形成的孔較規則,因此易于將支撐體整體均勻化。填充用氧化鋁粉則要求粉體流動性好,與有機物結合能力強,以球形為宜。氧化鋁同時也是三基色及長余輝熒光粉的主要原料。另外在催化劑和催化劑載體等領域也有較多應用。

 

超細球形氧化鋁的制備

 

在全球工業的飛速發展下,近10多年,球形氧化鋁粉體得到了廣泛的研究。對球形氧化鋁的制備成為材料研究的大熱點。目前制備超細球形氧化鋁的方法主要有:球磨法、均相沉淀法、溶膠乳液-凝膠法、滴球法、模板法、氣溶膠分解法和噴射法。這些方法制得的球形氧化鋁的顆粒大小從納米級到毫米級。

 

球磨法

 

球磨法是常見的制備超細氧化鋁粉體的方法,通常利用球磨機的轉動或振動,原料被磨料撞擊、球磨和攪拌,大粒徑的粉體被細化為超細粉體。

 

球磨法制備超細氧化鋁粉體,操作簡單,成本低廉,產量高,但也存在局限性,如產物粒度分布不均勻、小粒徑受機械限制、很難獲得球形顆粒等。

 

均相沉淀法

 

均相溶液中的沉淀過程是晶核形成,然后聚集長大,從溶液中析出的過程,如果能夠使沉淀劑在均相溶液中的濃度降低,甚至是緩慢的生成,那么就會均勻的生成大量的微小晶核,形成的細小沉淀顆粒會均勻的分散在整個溶液當中,而且會在相當長的時間內保持一種平衡狀態,這種獲得沉淀的方法稱為均相沉淀法。

 

對于均相沉淀法,如果得到的沉淀顆粒的尺寸在膠體粒子的范圍內,那么此法也稱為溶膠凝膠法。

 

溶膠-乳液-凝膠法

 

為了得到球形的粉體顆粒,人們利用油相和水相間的界面張力制造微小的球形液滴,使溶膠粒子的形成及凝膠化都被限定在微小的液滴中進行,獲得球形的沉淀顆粒。

 

這種方法是在溶膠凝膠法的基礎上發展起來的,早期,溶膠凝膠法多用來制備氧化鋁溶膠,更多的是研究所得膠體的組織結構,逐漸地,此法成為制備超細粉體的常用方法。

 

滴球法

 

滴球法是將氧化鋁溶膠滴入到油層(通常使用石蠟,礦物油等)中,靠表面張力的作用形成球形的溶膠顆粒,隨后溶膠顆粒在氨水溶液中凝膠化,將凝膠顆粒干燥、煅燒形成球形氧化鋁的方法。

 

但這種方法通常用來制備粒徑較大的球形氧化鋁,主要應用于吸附劑或催化劑載體。

 

其他方法

 

噴射法:噴射法制備球形氧化鋁的實質是在較短的時間內實現相的轉變,利用表面張力的作用使產物球形化,根據相轉變的特點又可以分為噴霧熱解法,噴霧干燥法和噴射熔融法。

 

氣溶膠分解法:通常是以鋁醇鹽為原料,利用鋁醇鹽易水解和高溫熱解的性質,并采用相變的物理手段,將鋁醇鹽氣化,然后與水蒸汽接觸水解霧化,再經高溫干燥或直接高溫熱解,從而實現氣-液-固或氣-固相的轉變,形成球形氧化鋁粉體。

 

超細球形氧化鋁粉體的產品附加值高,可帶來較大的社會和經濟效益。近年來其需求一直保持持續增長,國內對超細球形氧化鋁產品一直是供不應求。因此超細氧化鋁顆粒的球形化可極大的提高其制品的應用性能,具有極大地經濟效益,相信球形化氧化鋁粉體市場將進一步擴大!

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