氧化鋁是一種常見的氧化物陶瓷材料，具有熔點高、硬度大、強度高和耐腐蝕等特點，是一種工業(yè)上極為常用的原材料。

01

片狀形貌有“多香”

氧化鋁作為粉體材料，形貌會對其發(fā)揮的性能產(chǎn)生重要的影響。在諸多形貌的氧化鋁產(chǎn)品中，片狀氧化鋁具備獨特的性質(zhì)。

首先，從結(jié)構(gòu)上來說，作為具有良好二維平面結(jié)構(gòu)的材料，片狀氧化鋁最顯著的特點就是具有較小的厚度和較大的粒徑，在一定程度上兼有了納米和微米粉體的雙重功效，可以在厚度方向達到納米級，而粒徑方向達到微米級別。

從性能來看，片狀氧化鋁具備了氧化鋁的一切優(yōu)異性能，更是因為其特有的二維片狀結(jié)構(gòu)使其具有光滑的表面和適中的表面活性，能夠?qū)饩€有良好的反射能力和與其它活性基團的良好結(jié)合性。

此外，片狀氧化鋁還在吸附能力、屏蔽效應(yīng)、附著能力等方面有良好性能，這一系列的特性進一步地拓展了片狀氧化鋁在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。在價格上，片狀氧化鋁是冶金級氧化鋁的數(shù)十倍，附加值極高。

02

從珠光顏料到半導(dǎo)體拋光：關(guān)鍵應(yīng)用

由于具有特有的性質(zhì)，片狀氧化鋁可以應(yīng)用在珠光顏料、化妝品、填充材料、陶瓷增韌、研磨拋光等領(lǐng)域。

珠光顏料

珠光顏料是一種在光線照射下顯現(xiàn)出彩色珠光效應(yīng)的特殊顏料，彩色珠光效應(yīng)產(chǎn)生是由于光線在片層基質(zhì)中經(jīng)過無數(shù)次散射、折射導(dǎo)致的。隨著全球?qū)χ楣忸伭闲枨蟮牟粩鄶U大，研究人員對其基材的探索工作也在不斷的深入，人們發(fā)現(xiàn)人工合成的片狀氧化鋁在珠光顏料領(lǐng)域具有諸多優(yōu)點。片狀氧化鋁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且沒有顏色，表面平整光滑，耐高溫，是替代天然云母片的選擇。

化妝品領(lǐng)域

化妝品是人們生活的必需品，因化妝品與人體接觸，所以制作化妝品的顏料不僅需要引人注目，還要結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無毒無害，不容易被人體吸收。而Al2O3恰好滿足這點，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)Al2O3還具有良好的延展性和吸附能力，可以緊緊地附著在皮膚表面。用于制作化妝品的片狀氧化鋁也有一定的要求，片狀氧化鋁的理想厚度是0.2～1μm，粒徑為2～40μm。

導(dǎo)熱填料

隨著電子設(shè)備的制程日益先進，單位面積產(chǎn)生的熱量也逐漸增加，如果不能及時散熱可能對電子設(shè)備造成不可挽回的損失。導(dǎo)熱填料是散熱模塊的重要組成部分。而片狀氧化鋁因其高導(dǎo)熱性能，可以作為導(dǎo)熱填料，與聚合物復(fù)合材料一起，有效地提高散熱效率，保證設(shè)備的正常運行。

陶瓷增韌劑

氧化鋁因其優(yōu)異的性能而成為應(yīng)用最廣泛和研究最多的結(jié)構(gòu)陶瓷之一。然而，其固有的脆性是其致命的缺點，這阻礙了它的廣泛應(yīng)用。如何提高其斷裂韌性和抗彎強度一直是材料研究者面臨的難題。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)的作用，從而顯著提高陶瓷的斷裂韌性。

拋光材料

片狀氧化鋁具有較大的硬度，且粒徑分布較為集中，因此能夠制成性能優(yōu)良的拋光粉，這類拋光粉可以應(yīng)用在電子顯示器件的拋光，也可以運用在陶瓷的拋光和高精密鏡頭玻璃表面的拋光。而且由于片狀氧化鋁在液體介質(zhì)中具有良好的分散性和平行排列性，以及很好的光澤度和光線反射能力，可以讓片狀氧化鋁的上下兩個表面基本平行于被拋光物體的表面，避免損傷劃傷拋光體表面。

03

合成路徑與技術(shù)

片狀氧化鋁制備方法有很多，最常用的有以下幾種：

熔鹽法

熔鹽法是合成片狀氧化鋁最常用的方法，它是利用可溶性鹽在一定溫度下融化充當(dāng)反應(yīng)介質(zhì)，使反應(yīng)物在鹽中進行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，再用水等溶劑洗去產(chǎn)物附著的鹽即可得到產(chǎn)品。由于熔鹽在融化后，流動性比較好，可以有效降低反應(yīng)的溫度和時間。熔鹽法另一大優(yōu)點在于，可以有效控制產(chǎn)物的形貌。目前片狀、針狀、等軸的粉體都可以通過熔鹽法制備。利用熔鹽法制備的片狀粉體顆粒比較均勻，粒徑分布范圍較窄，而且粉體不易產(chǎn)生團聚現(xiàn)象。

水熱法

水熱法是指在密封的環(huán)境下提供特定的壓力與溫度，以水溶液或醇溶液作溶劑，讓物質(zhì)在高壓釜內(nèi)成核、生長的方法，反應(yīng)結(jié)束后將目標(biāo)物質(zhì)分離得到最終產(chǎn)物。目前水熱法已成功制備出包括氧化鋁在內(nèi)的多種晶體。水熱法相比于其他粉體制備方法具有突出優(yōu)點，體現(xiàn)在產(chǎn)物具有良好分散性，形貌完整度好等方面。不同水熱條件下得到的目標(biāo)產(chǎn)物形貌不一致，目前已經(jīng)制備出的氧化鋁有如下幾種形貌：菱形狀、六角片狀、纖維狀、雙錐狀、六棱柱狀等。

高溫?zé)Y(jié)法

由于Al2O3的熔點高達2050℃，所以想要單純依靠高溫?zé)Y(jié)法制備出有工業(yè)價值的片狀氧化鋁顯然不可能。實驗發(fā)現(xiàn)，在高溫?zé)Y(jié)的過程中加入一些添加劑不但可以有效降低燒結(jié)溫度，還可以有利于Al2O3的各向異性生長。但這些添加劑對于高純度的片狀A(yù)l2O3來說，屬于雜質(zhì)，添加后會使制備出的片狀氧化鋁表面變得粗糙，粒徑也會變得不均勻。

溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法也是制備片狀氧化物的重要方法。它是將氧化物的前驅(qū)體制成溶膠，沉積到基片上得到薄膜，再將得到的薄膜進行煅燒，得到想要的氧化物。在片狀氧化鋁的制備中，這種方法通常與熔鹽法相結(jié)合，通過煅燒溶膠狀前驅(qū)體Al(OH)3制得所需的Al2O3。通過這種方法制備的Al2O3，粒徑容易控制，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。

目前，制備片狀氧化鋁最廣泛的方式是熔鹽法和溶膠-凝膠法。其中，熔鹽法具有工藝簡單、制備溫度低、保溫時間短、合成的粉體化學(xué)成分均勻、晶體形貌好、物相純度高等優(yōu)點，而采用溶膠凝膠法搭配熔鹽法制備片狀氧化鋁不僅可以實現(xiàn)更好的均勻性，而且操作流程簡單，反應(yīng)易于控制，適用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

參考來源：

[1]陳宏.熔鹽法制備片狀氧化鋁及其形貌控制

[2]邵云龍.復(fù)合熔鹽調(diào)控制備大徑厚比片狀氧化鋁的研究

[3]王子濠.片狀氧化鋁微粉制備及其導(dǎo)熱和珠光性能研究

[4]趙月紅.珠光顏料用片狀氧化鋁合成工藝優(yōu)化及應(yīng)用研究

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