中国粉体网讯 5月29日，记者从兰州大学获悉，兰州大学物理科学与技术学院李建功教授团队用20年时间，已经研制出制备韧性氧化铝陶瓷的原料——刚玉纳米颗粒，该项成果于5月29日以评论的方式，在国际顶级学术期刊科学（Science）发表，团队制备的刚玉纳米颗粒比表面积均高于100㎡/g，否定了该领域知名科学家Ferdi Schüth教授团队此前在Science上发表的至今尚无人制备出比表面积高于100㎡/g的刚玉纳米颗粒的结论，并且研制出了平均颗粒尺寸3.3纳米的刚玉纳米颗粒。
2010 年 H. Gleiter 院士访问兰州大学时与李建功团队的合影
据了解，当刚玉纳米颗粒尺寸小于15纳米时，每个颗粒因为表面能过高而就变成了一个个活跃的“熊孩子”，在一起“抱团儿”。它们“亲密无间”，怎么拽也拽不开，专业术语称之为烧结或硬团聚。科学家们怎么“拉扯”它们也“扯”不开，得不到分散的颗粒，也就不能用来制造性能优异的氧化铝陶瓷，这也成为了刚玉纳米颗粒制备的瓶颈和“魔咒”，很多人尝试多年都无法突破。
李建功指导学生用高倍电镜观测得到的纳米刚玉颗粒尺寸及形态
李建功团队在Science发表的评论文章，报道该团队先后开发的三种高效制备方法，制备的刚玉纳米颗粒比表面积均高于100㎡/g，高于Schüth团队之前报道的140㎡/g。该团队用球磨——腐蚀——聚沉制备出了接近于圆形、平均颗粒尺寸3.3纳米的刚玉纳米颗粒。
李建功团队以分散、超细、尺寸分布窄、等轴刚玉纳米颗粒为原料，煅烧出致密度99.5%和平均晶粒尺寸30纳米的氧化铝陶瓷，其韧性比常规多晶氧化铝高60%，接近钢化玻璃。目前，团队正在以超细刚玉纳米颗粒为原料，与国内外合作，通过超高压热压技术，朝着致密度99%以上和平均晶粒尺寸15纳米以下的细晶氧化铝纳米晶陶瓷发起冲击。
球磨 - 腐蚀 - 聚沉分离法制备的接近于圆形、平均颗粒尺寸 3.3 纳米的刚玉纳米颗粒 TEM 照片
李建功指导学生进行实验
据悉，刚玉纳米颗粒不但可以运用到坦克、飞机发动机、机车床切削刀具上，甚至还可以用于牙齿、肿瘤等治疗当中。刚玉纳米颗粒的成功制备，为今后在催化、医学、复合材料、磨料等领域的应用提供了可能，也为韧性氧化铝纳米晶陶瓷的研发奠定了基础。在未来，也许你手中的纳米陶瓷水杯掉在地上不会摔碎；将纳米刚玉颗粒涂在车床高耐磨度刀具表面，“削铁如泥”就会变成现实……
（中国粉体网编辑整理/初末）
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