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氧化鋁的基本知識

氧化(hua)(hua)鋁（Al2O3）為(wei)一種(zhong)白(bai)色無定(ding)形的(de)粉(fen)狀(zhuang)物，屬(shu)于兩(liang)性氧化(hua)(hua)物，不溶(rong)于水，易溶(rong)于強堿和強酸，熔(rong)點為(wei)2054℃，沸點為(wei)2980℃。氧化(hua)(hua)鋁有很多同質異構體，不同的(de)制備方法工藝制備出的(de)氧化(hua)(hua)鋁粉(fen)體大不相同。氧化(hua)(hua)鋁常見的(de)三種(zhong)晶(jing)型為(wei)：α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。

（a）α-Al2O3，三方晶系，在自然(ran)界(jie)中(zhong)以(yi)剛玉的(de)形式存在，結構緊密(mi)，導熱性好，是(shi)很穩定的(de)晶型，硬度僅次(ci)于金剛石和碳化(hua)硅；

（b）β-Al2O3，立方(fang)(fang)尖晶石結構(gou)，氧離子為面(mian)心立方(fang)(fang)排(pai)列(lie)，鋁離子填(tian)充間隙(xi)。β-Al2O3并(bing)不是Al2O3的(de)單獨(du)物質，而是一種氧化鋁含量(liang)很(hen)高(gao)的(de)多鋁酸鹽礦物；

（c）γ-Al2O3，是無定形(xing)Al2O3向(xiang)α-Al2O3轉(zhuan)變的(de)中(zhong)間體，為(wei)Al2O3的(de)低溫形(xing)態。結構松散(san)、密度小、活性大、易吸水，高溫下不能穩定存在，且在自然界中(zhong)也(ye)不存在。

看點02

氧化鋁粉體的應用

氧(yang)化鋁(lv)粉(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)產量(liang)在(zai)世界陶瓷(ci)人工粉(fen)體(ti)(ti)總(zong)產量(liang)中占有大的(de)(de)(de)比重。在(zai)氧(yang)化鋁(lv)粉(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)總(zong)需求量(liang)中，80%以(yi)上用(yong)于(yu)鋁(lv)的(de)(de)(de)冶(ye)煉，其(qi)余的(de)(de)(de)可以(yi)直接以(yi)氧(yang)化鋁(lv)粉(fen)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)形(xing)式作為原料用(yong)于(yu)生產其(qi)他產品(pin)。

直接應用的氧(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)粉體(ti)主(zhu)要(yao)應用于耐火材料、精細(xi)陶瓷、磨料等。純度較高的高純氧(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)粉體(ti)一般用來(lai)制備人工晶體(ti)、透明氧(yang)(yang)(yang)化鋁(lv)(lv)、電子元件等。

而且(qie)人工晶體對高(gao)純(chun)(chun)氧化(hua)鋁的質(zhi)量(liang)要求非常高(gao)，其純(chun)(chun)度大部分都需(xu)要達到5N，我國(guo)在高(gao)純(chun)(chun)氧化(hua)鋁制備方面要比(bi)國(guo)外落后很多(duo)，質(zhi)量(liang)好的粉(fen)體，依然依靠進口。

看點03

超(chao)細氧化鋁(lv)粉體的制備

氧化鋁粉體(ti)的(de)制備可以分為：

固(gu)相(xiang)法(fa)、氣相(xiang)法(fa)、液相(xiang)法(fa)

1固相法

固(gu)相法(fa)制備氧(yang)化鋁(lv)(lv)粉體主要是將(jiang)鋁(lv)(lv)或者鋁(lv)(lv)鹽經過研(yan)磨(mo)、煅燒、固(gu)相反應(ying)等直接得到氧(yang)化鋁(lv)(lv)粉體的辦(ban)法(fa)。

主(zhu)要包括：機(ji)械粉碎(sui)法、燃燒法、熱分解法

機械粉(fen)碎(sui)法：是利用(yong)球磨機、行星(xing)磨、高(gao)能球磨機等粉(fen)碎(sui)機將原(yuan)料粉(fen)碎(sui)研磨成超細粉(fen)體的(de)方法。此種方法的(de)操作簡單、產量高(gao)、成本低，但得到的(de)產品在純度、粒度大小、粒徑分布、粒子形貌等方面達不(bu)到要求。

燃燒法：是利用粒度(du)(du)較小(xiao)的鋁(lv)粉在氧氣和丙烷的火(huo)焰中燃燒制(zhi)備(bei)超細氧化鋁(lv)粉體的方法。燃燒法的優(you)點是反應物一點點燃就不(bu)在需(xu)要額外提供能(neng)量(liang)，節(jie)能(neng)省時(shi)，且(qie)起火(huo)溫(wen)度(du)(du)低，不(bu)需(xu)專(zhuan)門的點火(huo)裝置(zhi)，反應速度(du)(du)塊，設備(bei)簡單。但點火(huo)溫(wen)度(du)(du)較難(nan)控(kong)制(zhi)，產量(liang)少，不(bu)易大規模工業化，且(qie)容易形成污染。

熱分(fen)解(jie)法：是(shi)通過添(tian)加成型(xing)劑(ji)(ji)及助燃劑(ji)(ji)等使鋁(lv)(lv)鹽在高溫下分(fen)解(jie)成超(chao)細氧化鋁(lv)(lv)粉(fen)體的制備方法。熱分(fen)解(jie)法的優點是(shi)生產工(gong)藝(yi)簡單，生產的氧化鋁(lv)(lv)粉(fen)體粒徑(jing)易(yi)控。但是(shi)此(ci)法雜(za)質除去困難(nan)，操作(zuo)復(fu)雜(za)，不易(yi)實(shi)現(xian)大(da)規模工(gong)業化。

2氣相法

氣相法(fa)制備氧(yang)化鋁(lv)粉體(ti)主要是通(tong)過氣體(ti)或等(deng)(deng)離子體(ti)、電弧加熱等(deng)(deng)方(fang)(fang)法(fa)將原料變為氣態，通(tong)過化學反應經過成核長大(da)等(deng)(deng)過程形成產(chan)物的方(fang)(fang)法(fa)。

主要包括：氣相水(shui)解法(fa)、蒸發冷凝法(fa)

氣相水解(jie)法：是指把鋁(lv)鹽(yan)在氫、氧(yang)焰中高溫水解(jie)，并在氣相中析出超細氧(yang)化鋁(lv)的方法，也(ye)被(bei)稱為(wei)火成(cheng)法。

蒸(zheng)發(fa)冷凝法：是(shi)指在惰(duo)性氣體(ti)(ti)中(zhong)，把氧化鋁原料(liao)加(jia)熱(re)氣化后在惰(duo)性氣體(ti)(ti)中(zhong)再次(ci)冷卻結晶形成超細粉體(ti)(ti)的方(fang)法。根據(ju)加(jia)熱(re)源(yuan)不同，可將其分為等(deng)離子體(ti)(ti)加(jia)熱(re)、電弧加(jia)熱(re)、激光加(jia)熱(re)等(deng)。

3液相法

液相法(fa)(fa)制備(bei)氧化(hua)鋁(lv)粉(fen)體主要是把鋁(lv)鹽制備(bei)成一定(ding)濃度(du)的(de)溶液，然后選擇合適(shi)的(de)沉(chen)淀劑(ji)或者通過蒸發、水解等(deng)方法(fa)(fa)將金屬離子均勻析出的(de)方法(fa)(fa)。液相法(fa)(fa)是實驗室及(ji)工業上普(pu)遍應用(yong)的(de)方法(fa)(fa)。

主要包括：沉淀法、微乳(ru)液法、溶膠凝膠法

沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)：是指在原料(liao)溶液(ye)中加入適當(dang)的(de)沉(chen)(chen)淀(dian)劑，使(shi)原料(liao)溶液(ye)中的(de)鋁離子形成(cheng)沉(chen)(chen)淀(dian)物先(xian)驅體，然后(hou)經過洗滌、干燥(zao)、加熱分(fen)解(jie)等方法(fa)制備超細氧(yang)化(hua)鋁粉(fen)體的(de)方法(fa)。沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)可以分(fen)為(wei)直接沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)、均相(xiang)沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)、水解(jie)沉(chen)(chen)淀(dian)法(fa)等。

例如(ru)，以硝(xiao)酸鋁為原料(liao)，加入(ru)沉淀劑(ji)和表面(mian)活性劑(ji)，進(jin)行沉淀反(fan)(fan)應，將沉淀進(jin)行過濾干燥煅燒等得到氧(yang)化(hua)鋁粉(fen)體(ti)。反(fan)(fan)應式為：

微(wei)乳(ru)液法：是(shi)指將(jiang)兩種互(hu)不相容的(de)(de)液體，在表面活性(xing)劑的(de)(de)作用下形(xing)成熱力(li)學穩定(ding)、各(ge)相同性(xing)、外(wai)觀半透明狀的(de)(de)微(wei)乳(ru)液，微(wei)乳(ru)液的(de)(de)水核(he)相當于(yu)一(yi)個微(wei)型反應器，可(ke)以制(zhi)備出超細的(de)(de)氧化鋁(lv)粉體。

溶(rong)膠(jiao)(jiao)凝膠(jiao)(jiao)法(fa)：是通過沉(chen)淀反應(ying)生成勃姆石先(xian)驅(qu)體(ti)，然(ran)后將先(xian)驅(qu)體(ti)洗滌烘干(gan)煅燒得(de)到超(chao)細(xi)氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)粉(fen)(fen)體(ti)的方法(fa)。溶(rong)膠(jiao)(jiao)凝膠(jiao)(jiao)法(fa)制(zhi)(zhi)備的超(chao)細(xi)氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)粉(fen)(fen)體(ti)平均粒度小(xiao)、粒度分布均勻、純(chun)度高、活性高，設備簡單、制(zhi)(zhi)備工藝(yi)可控(kong)，溶(rong)膠(jiao)(jiao)凝膠(jiao)(jiao)法(fa)是目前制(zhi)(zhi)備氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)體(ti)應(ying)用至多的一種(zhong)方法(fa)。

反(fan)應的過程如下(xia)所(suo)示(shi)：