高纯氧化铝具有粒径均匀,易分散,化学性质稳定等特点。它具有普通氧化铝粉末无法比拟的光学,电学,磁学,热学和机械性能。它广泛应用于高科技新材料和现代工业。应用。正是由于高纯氧化铝的广泛应用领域,产品系列化和扩展空间大,与其他高科技产业有很大的相关性。它也是一种技术含量高,附加值大的产品,因此其制备工艺得到了改进。它将对自制造业和高纯氧化铝相关产业产生重大影响,成为现代高新技术新材料领域的重要发展方向。

高纯度氧化铝是指最低纯度为99.99%的氧化铝,分子式为Al 2 O 3,它是几乎不溶于水的白色固体。它无味,无味,极硬,易吸潮,不溶于水分(燃烧不吸湿))。它是一种两性氧化物,溶于无机酸和碱性溶液,几乎不溶于水和非极性有机溶剂。

硫酸铝铵法被广泛使用,其产品具有良好的活性和均匀的粒径。精制硫酸铝在硫酸铵体系下结晶,硫酸铝铵在多次重结晶过程中纯化,最后将纯化的硫酸铝铝热解,得到氧化铝粉末。王守平[1]采用硫酸铝铵热解法制备高纯氧化铝。所得产物为球形高纯氧化铝,分散性好,粒径200~300nm,有利于后续生产和利用。该方法工艺简单,成本低,粉末质量高,易于大规模工业化生产,但在加工过程中容易发生热溶解,难以去除钾,钙,卤等杂质。

此外,热分解过程中产生的氨污染和硫氧化物会造成环境污染,这是限制其发展的主要因素。在这方面,尹永泉等[2]吸收,中和和浓缩硫酸铝铵热解产生的废气,生成硫酸铵,实现了氧化铝生产的经济和环境保护。

改进和改进硫酸铝铵法的研究多年来一直是人们关注的焦点。基于硫酸铝铵法的结晶结晶热解法在一定程度上控制了大气污染问题。它广泛用于目前的工业生产中,纯化的硫酸铝铵与碳酸氢铵反应转化为碳酸。铝铵避免随后的热解以产生硫氧化物气体。与硫酸铝铵法相比,碳酸铝铵法粉末的产品尺寸分布不均匀,发生凝聚,生产成本也高。林元华等。 [3]表明反应物浓度,溶液pH值和添加剂等因素都会影响产品纯度和粉末质量。在生产过程中需要严格控制参数和反应条件。

醇铝水解法在催化剂体系下,有机醇与金属铝反应形成铝醇溶液,然后水解,将得到的高纯度氢氧化铝烧结,得到高纯度氧化铝。对于这种方法,确保氧化铝质量的关键有以下三点:一是保证原料的纯度;二,进一步精馏和净化烷醇铝,去除高熔点杂质;第三,干燥,烧结条件和铝醇盐的粉末制备该装置调节粉末的粒度。富高[4]和铝含量大于99.9%的铝薄片和分析纯丙醇制备超细高纯氧化铝,需要恒温水浴加热,加入异丙醇和氯化汞作催化剂,产生异丙醇铝经过精馏,水解,老化,干燥,煅烧等工艺,得到最终产品,并有很多工艺环节。该方法是环境友好的,并且所得氧化铝的纯度高,但是高纯度有机醇前体导致生产成本高,工艺复杂,并且难以控制纯度。

氯化汞活化水解法,用氯化铝活化铝片或铝片,然后在1%浓度的硫酸铝溶液中水解,将得到的氢氧化铝溶胶在高温下干燥,得到凝胶,并在高温。氧化铝粉末。该方法的重点是铝的活化水解。有必要确保原料是高纯度铝片。如果水解不充分,则元素铝保留在产物中。在该过程中引入的汞处理将污染环境并在水解期间产生氢气排放。还要考虑安全因素。高纯铝活化水解工艺生产周期短,所得氧化铝粉末可提高透明陶瓷的透光率和耐腐蚀性,但原料金属铝纯度高,需要严格的工艺控制。确保产品纯度。恶劣的水解条件和环境问题使法律仅限于实验室应用。

改进的拜耳法在几次脱硅和除铁溶液中除去氢氧化铝,并在高温下煅烧,得到所需晶形的高纯度氧化铝。最终的溶液净化和结晶过程产品纯度和粉末质量的影响是法律的关键。 Tang Haihong等[5]探讨了使用铝酸钡深度净化铝酸钠溶液以避免溶液净化过程中铝的损失。

此外,该方法应注意去除钠,在煅烧过程中加入矿化剂或在氢氧化铝的热相变过程中加入干燥剂是除去钠的有效手段。在结晶过程中,过饱和度,结晶温度和种子大小等参数直接影响氧化铝的纯度和粉末质量。通过精确控制反应条件,缓慢进行结晶过程以避免形成异常成核。减少Na和Si等杂质的夹杂物。该工艺成本低,原料来源广,但工艺复杂,煅烧温度高,产品收率低,纯度较低。

溶胶 - 凝胶法是在低温下制备高纯度氧化铝的重要方法。高纯度铝盐在高纯度无机盐或有机酸中水解形成水合物前体透明溶胶,然后使溶胶聚合并凝胶化,得到透明凝胶,凝胶进一步加热至高温温度可获得高纯度氧化铝。 Xu Sankui等[6]使用高纯度硝酸铝在氨体系中形成水合物前体制备溶胶,在凝胶化阶段,使用高纯度氧化铝晶种,三氟化铝用作添加剂在较低的温度下准备。高纯度纳米氧化铝。

水热合成方法易于控制产品的纯度和粒度。水溶液用作反应体系,通过加热和加压增加前体的溶解度。高纯度铝和水蒸气直接水解成氢氧化铝,氢氧化铝在冷却过程中沉淀。氧化铝,避免氢氧化铝凝聚,产生硬团聚,然后干燥,煅烧等,得到氧化铝粉末。

Deng等[7]首先在室温下将NaOH溶于氨水中,然后缓慢加入氯化铝,得到乳白色絮状物前体,然后水热合成法,通过调节溶液的pH值得到勃姆石纳米粉体。该方法的缺点是设备投资大,高温高压有一定的危险,氢氧化铝向氧化铝的转化率低,通常需要加入晶种以降低相变温度。

沉淀法分为三类:直接沉淀法得到的产物粒径不均匀,分散性差;均匀沉淀法结块较少,反应​​速度可控;共沉淀法作用于混合溶液,并将各组分混合并沉淀。小金等人将硫酸锌雾化成沉淀碳酸铵溶液,加入分散剂,通过沉淀 - 正丁醇共沸蒸馏制备出高质量的球形超细α-氧化铝粉末。

氧化铝单晶作为一种优良的透明材料,在紫外,可见,红外和微波等方面具有良好的透过率,可以满足军用多模复合制导(电视,红外成像,雷达等)的要求。行业。该场用作窗口材料和整流元件,并且用作光电通信领域中的重要窗口材料。大尺寸蓝宝石单晶几乎没有内部缺陷,没有散射源,如晶界和孔隙,强度损失小,以及高波传播率,这是电流波传输元件的首选材料。

由于蓝宝石是电绝缘的,透明的,易于传导热量并且具有高硬度,因此它可以用作集成电路的基板材料。它可广泛用于发光二极管(LED)和微电子电路中,以取代高价的氮化硅衬底。超高速集成电路。 [8]

此外,蓝宝石可以制成光学传感器以及其他光通信和光波导器件。如高温高压或真空容器观察窗,液晶显示投影仪散热片,有害气体检测仪和火灾监视窗,光纤通信连接盒等。

高纯度氧化铝是最重要的透明陶瓷材料之一。其用途之一是制造高压钠灯。高压钠灯是一种发光效率高的电光源。当钠蒸气排出时,它将在1000°C以上的高温下生长。它具有很强的腐蚀性,在获得高纯度氧化铝之前根本不能容忍玻璃管。透明陶瓷,高压钠灯已投入实际使用。

透明的高纯度纳米氧化铝精细陶瓷不仅可以透光,还具有耐高温,耐腐蚀,绝缘性高,强度高,介电损耗低的特点。它是一种优秀的光学陶瓷,也可以用作微波炉窗口。

高纯度氧化铝是稀土三基色荧光粉应用的重要物质之一。三基色荧光粉是一种能够通过放电产生红色,绿色和蓝色的发光材料,其发光效果高于卤素粉末荧光灯。

高纯度纳米氧化铝,用于精密抛光,杂质含量低,粒径小,抛光效率高,抛光光泽度高。它广泛应用于精密抛光行业,可满足杂质含量低的产品的精密抛光。要求。它适用于蓝宝石,玻璃,金属,半导体,塑料和其他材料的精密抛光,以达到镜面效果,不易出现缺陷。

高纯度纳米氧化铝作为陶瓷涂层涂覆在锂电池的正极和负极隔板上,起到耐热,耐高温和绝缘的作用,从而防止动力电池因过量而短路隔膜的温度和熔化。 [9]

随着高新技术的兴起和发展,未来市场对高纯度氧化铝粉末的需求将不断增加,这将促进高纯度氧化铝粉末制备技术的发展,以低成本和规模。另一方面,更新技术,提高产品质量,打开人体晶体,催化剂载体等高端市场,打破国外产品主导世界的局面,是国内高纯氧化铝制剂企业成长的必由之路并发展。

[1]王守平,孙俊才,马学刚,等。硫酸铵制备高纯氧化铝粉末的特性[J]。线永永泉,苏继新,崔得良。高纯超细氧化铝的清洁生产工艺[J]。化工环保,2001,21(4):238-239。

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