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鄒小姐：13326633089 -
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片狀氧化鋁是近年來出現的一種性能優良的功能微粉材料，它屬于α-Al2O3，具有明顯的鱗狀結構特征和較大的徑厚比。氧化鋁有多種不同的類型，常規的氧化鋁與其他金屬氧化物一樣，本身的硬度大、熔點高、機械強度好、且耐腐蝕抗氧化。而片狀氧化鋁還因其獨特的片狀結構和晶體形狀，從而具備了微米粉體和納米材料的雙重特性。
目前，片狀氧化鋁晶粒的徑向尺度一般為5-50 μm，厚度一般在100-500 nm之間，晶型發育良好的微粒還表現出規則的六角形貌。
片狀氧化鋁的微觀形貌
片狀氧化鋁的性能特點
與大多數天然的基體材料相比，通過人工方法合成的片狀氧化鋁微粉的徑厚比例可調，并且具有純度高，表面平整光滑，在水中分散性良好的優點。工業級的片狀氧化鋁粉體的粒徑大小可以達到微米尺寸，厚度更是達到了納米級或接近納米尺度。這不僅使它具有顯著的光線反射能力和屏蔽效應，還使其體現出了良好的表面活性和優越的附著力。
在片狀氧化鋁粉體表面涂抹高折射率的二氧化鈦、氧化鐵或其他性能優越的金屬氧化物材料，既可以強化它的折光率，耐腐蝕抗氧化性能等多種物化特性，又能使其具有光澤柔和，裝飾性強的特點。因此片狀氧化鋁作為一種復合材料在耐火材料、化妝品行業、珠光顏料、和增韌陶瓷、等領域有著廣泛的應用前景。
復合其他顏料的片狀氧化鋁
（圖源：閩江學院單晶片狀氧化鋁研究中心）
片狀氧化鋁的制備方法
片狀氧化鋁的制備方法有很多種，通常采用的有熔鹽法、液相間接法（如溶膠-凝膠法）、水熱（醇熱）法、涂膜法、機械法以及高溫燒結等方法。無論是熔鹽法、溶膠凝膠法、還是水熱（醇熱）法都屬于粉體液相合成的范疇，固相法和氣相法相對應用較少。
一、水熱（醇熱）法
水熱法是指在密閉的壓力環境下，以水作為溶劑，讓物質在高溫高壓的容器（高壓釜）中進行成核，生長結晶，以此生成所需產物的一類化學反應。到目前為止，用水熱法已制備出了百余種晶體，包括硫化鎘、祖母綠，氧化鋅、氧化鋁等多種用途廣泛的高性能材料，水熱結晶是片狀氧化鋁早期的常用制備方法。
水熱法制備出來的片狀氧化鋁粉體純度高、分散性好且具有較薄的平板狀結構和均勻優良的晶體形貌。但是水熱合成不僅周期長，而且在反應過程需要高溫高壓的反應釜，且晶體的相變溫度較高(＞400 ℃)，因此有研究者通過改善反應介質和添加劑等條件來降低反應能耗。
二、熔鹽法
熔鹽法一般是用溶膠凝膠和球磨混合使原料與熔鹽充分混合，將產物原料在高溫下溶解于熔鹽熔體中，由相應氧化物在原子級重新排布并迅速擴散到液相環境中進行反應，冷卻后將鹽類溶解，經過濾洗滌得到純凈的氧化鋁粉體。在熔鹽法合成過程中，球磨和隨后干燥的后進入孔洞的熔鹽增加了鋁源和熔鹽的接觸面積，這有利于片狀α-Al2O3單晶顆粒的形成和生長。
該法相校于常規的固相法，具有合成溫度低、反應周期短、晶體形貌可控、粉體各組分均勻無偏析、物相純度高以及工藝簡單污染小的特點。
三、液相間接法（溶膠-凝膠法）
和水熱法類似，液相間接法也利用了液相合成出的粉體純度高，分散性好的特點。液相間接法中用的最多的就是溶膠-凝膠法，以可溶性鹽為鋁源（硫酸鋁或者氫氧化鋁），在液相體系中水解縮合并結晶，經過干燥處理后可以制得前驅體γ-Al2O3，再經高溫環境中燒結固化完成由γ相向α相轉變的過程。
該法可以克服水熱工藝中需要高溫高壓的反應釜的缺點，因此對設備的要求較低，應用得也較為廣泛。
除了上述的幾種方法，實際生產過程中還會使用到涂膜法、高溫燒結法和機械法等其他實驗方法。涂膜法制備出的片晶雜質少但機械強度差，粒度分布廣；機械法制得的粉體無團聚但是純度低；高溫燒結法晶體各向異性生長良好但對設備要求較高。因此，現代市場中常用熔鹽法和溶膠凝膠法來制備片狀氧化鋁粉體。
片狀氧化鋁的應用
一、磨料拋光液
對于材料加工行業來說，無論是材料拋光，還是電子產品的精細打磨，都離不開性能優良的磨料。目前國內市面上還多采用SiO2磨料拋光液，與SiO2硬度較小、拋光速率低相比，片狀氧化鋁具有堅硬的晶體結構和平齊的板狀結構，粉體微粒排列整齊，可以使磨料與產品間的磨擦力增大，加快了磨削速度，可以大大縮減工廠實際生產過程中磨片機的數量、人工成本和磨削時間。而常見的氧化鋁磨料在實際使用中存在易劃傷、拋光液不穩定等問題，與常規的納米氧化鋁相比，平整光滑的片形表面對于被磨對象（如半導體硅晶片，智能手機外殼等等）來說不易劃傷，可提高產品的合格品率。所以，片狀氧化鋁已經成為了高精密微電子行業、寶石加工業和金屬陶瓷行業的新寵。
二、珠光顏料
珠光顏料的基片材質，本質上可以用任何穩定存在的細小片狀物。而片狀氧化鋁化學性能穩定、覆蓋面積廣、折射率高，并且其特有的光學性能使顏料能夠產生強烈的珠光效應，因此片狀氧化鋁作為珠光顏料的基材已經成為開發性能優越的珠光顏料的新熱點和行業經濟增長點。
目前使用最多的珠光顏料常用天然云母薄片造出，但天然云母薄片常含有有色雜質離子，分離較為困難，且其過厚的邊緣會使珠光顏料易發生散射現象，對其視覺效果造成不良的影響。而用片狀氧化鋁代替天然片狀云母制備出來的珠光顏料，不僅純度高，制備工藝簡單，而且能夠創造出細膩柔滑的驚艷色彩。這種珠光顏料能呈現出絲綢或琺瑯彩的色澤，具有濃厚的三維質感和亮麗的邊緣幻色，被稱為“第二代新型效應材料”。
三、無機填充劑
片狀氧化鋁在工業生產中是一種不可缺少的填充劑，在功能陶瓷、塑料和橡膠制品中，能起到增加硬度和剛度、調節熱膨脹系數的作用。剛玉型的結構可以增加它的耐熱性和顯著提高其熱傳導性能，并改善制品的外觀。
相比于柱形晶體的橋聯和裂紋偏轉效應，片晶材料的這種特性使劈裂作用沿層間解理分叉蔓延，增寬了裂紋的裂變路徑，抑制了主裂紋的生長，可以顯著提高材料的抗折強度和斷裂韌性。此外，利用熱傳導性能優越的氧化鋁作為填料制備出的聚合物-復合陶瓷應用于電子元件領域可以大大延長其電子產品的使用壽命。
四、化妝品
片狀氧化鋁具有較小的粒度和厚度分布以及較大的徑厚比，它的化學性能穩定，幾乎無色而且表面光滑平整，在水中具有良好的分散性，最為重要的是，這種粉體無毒無味，因此也被廣泛應用于化妝品領域。
片狀氧化鋁作為一種可以改良化妝品性質的添加劑，不僅可以使化妝品呈現出較高的光澤度和明亮的色彩體驗，而且貼服在皮膚表面有著很好的舒適度，還具有優越的鋪展性和粘附性能，能夠有效的防止油脂分泌或皮膚出汗造成的粉
妝脫落。
五、功能涂膜
性能優越的片狀氧化鋁無團聚現象，且具有良好的附著力，易于與其他功能微粉相結合，制備成出各種前景誘人的新型功能涂膜。
用于毛細管的氧化鋁涂層可以顯著提高其逆轉電滲流性能和目標分析的選擇性及穩定性能；用于隱形飛機的功能涂膜可以吸收電波以防止被雷達搜尋到；此外，氧化鋁涂膜還有阻隔紫外線，進行光催化等功能，因此在太陽能電板上也有著不錯的應用前景。
參考來源：
片狀氧化鋁的發展歷程與應用前景，王玲、王千瑞、劉沖、熊焰（湖北工業大學材料與工程學院）。
粉體圈 小吉
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