中國粉體網訊  氧化鋁具備高強度、高硬度、抗磨損、耐高溫、高電阻率等優異性能，是一種用途極為廣泛的陶瓷材料。

對氧化鋁陶瓷而言，高品質氧化鋁粉體是高性能陶瓷材料的前提保障，如果氧化鋁粉體的品質不好，則可能是受很多因素導致，例如：前驅體的粒度、前驅體的雜質含量、燒結溫度、添加劑的種類等等。

氧化鋁粉體，圖源：宣城晶瑞

前驅體的顆粒度對氧化鋁粉體的影響

有研究表明前驅體氫氧化鋁的顆粒度對高溫燒結氧化鋁的微觀形貌有著較大影響。其中，當前驅體的D50>30μm時，燒結后可形成團聚的蠕蟲狀α-Al₂O₃顆粒；前驅體的D50<10μm時，燒結后可形成近球形且分散性良好的α-Al₂O₃顆粒，其顆粒度為0.5μm左右。另有研究表明α-Al₂O₃的相變轉化率，隨前驅體顆粒度的減小而增大；且隨著前驅體顆粒度的減小，燒結后氧化鋁的分散性趨于良好，從而氧化鋁粉體具有了較好的流動性。 

雜質對氧化鋁粉體的影響

拜耳法生產的氫氧化鋁粉體中的主要雜質包括Na₂O、SiO₂、CaO、Fe₂O₃、MgO等，其中Na₂O含量相對最高，為0.25 wt%左右。Na₂O是堿法制備氧化鋁粉體中殘存于氫氧化鋁顆粒中的雜質，其存在不僅對氧化鋁產品的純度有影響，且大大降低了產品中α-氧化鋁的結晶度，是工業化生產氧化鋁中除雜的主要目標產物。 

有研究指出在氧化鋁的煅燒過程中，Al₂O₃可與Na₂O反應形成化合物高鋁酸鈉(Na₂O·11Al₂O₃)，高鋁酸鈉的存在不僅降低了氧化鋁產品的性能，且對過渡相氧化鋁的物相轉變有著較大的影響。另有研究指出在氧化鋁的煅燒過程中，當溫度大于1400 ℃時，氧化鋁與氧化鈉反應生成的化合物導致氧化鋁晶粒粗化，從而降低了氧化鋁的比表面積與晶體結構的規則性。 

溫度對氧化鋁粉體的影響

燒結過程中的燒結溫度不僅對氧化鋁晶體的物相有重要影響，對氧化鋁粉體的各項性能均有著重要的影響。在氧化鋁燒結的過程中，其比表面積逐漸增加，在400 ℃左右時達到最大值。在這一過程中，氫氧化鋁可脫去羥基水生成γ-Al₂O₃，其晶體結構也更為致密，而由于晶體脫水劇烈導致結晶集合體破裂，使得晶體內部存在著大量缺陷，強度降低。隨著溫度的升高，α-Al₂O₃開始形成且含量不斷增加，晶體結構逐漸趨于完善，強度提高；當燒結溫度達到1200 ℃時，氧化鋁比表面積降到最低。而氧化鋁的密度隨著溫度的升高逐漸增大，在1200 ℃時，密度也達到最高。 

添加劑對氧化鋁粉體的影響

在氧化鋁粉體制備過程中，加入一定量的添加劑是控制粉體粒度、調控顆粒形貌以及反應動力最有效的方法。添加劑的種類繁多，其中最常見的是晶種添加劑以及礦化劑。在成核過程中新物相的生成較為困難，而當加入一定量的晶種時，晶種的存在為晶核的生成提供引導作用，也可大大促進晶核的生長，從而加快了晶體間的轉變。晶種的存在可對粉體的粒徑以及微觀形貌產生作用。礦化劑的存在不僅能夠促進氧化鋁物相的轉變，且對氧化鋁顆粒的微觀形貌有著調控作用。

除以上外，氧化鋁粉體的團聚對其使用性能也有極大的影響。如軟團聚和硬團聚，一次團聚和二次團聚等。團聚的顆粒逐漸增大，影響粉體的粒度和形貌。

參考來源：

[1]申亞強.高品質氧化鋁粉體的相變及形貌調控研究

[2]荀冬雪.氧化鋁粉體的粒度及形貌調控

[3]中國粉體網

（中國粉體網/山川）

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