中国粉体网讯 α-氧化铝是氧化铝各种变体中最稳定的晶型，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优良特性，广泛应用于航空、冶金、机械、电子、化工等领域。α-Al2O3、Al(oH)3、碳酸铝铵等前驱体在高温下烧结，经过多次相变而得到的。
矿化剂的作用
不论是振动磨、球磨还是气流磨制取α-氧化铝微粉只能打散这些聚合体，很难破坏其原晶结构，所以原晶大小制约了α-氧化铝微粉加工的细度，要制取粒度要求很严的高附加值α-氧化铝，焙烧过程中控制原晶大小是一个关键工艺。而掺加矿化剂是控制α-Al2O3显微结构的有效方法，可以说矿化剂在α-Al2O3煅烧过程中起到了画龙点“晶”的作用。
不同领域对α-Al2O3显微结构的要求也不同。比如，晶粒细小的粉体表面能大，活性高，适合在低温下制备高致密的烧结体。晶粒粗大的粉体，表面能小，活性低，适用于制备低烧收缩率陶瓷制品。
矿化剂的选择原则
（1）能够让前驱体的化学键断裂性能受温度变化的显著影响；
（2）能促进前驱体离子成核；
（3）具有一定的分散性，粘度。
常用的几类矿化剂
煅烧α-Al2O3的矿化剂主要包括硼系、氯系、氟系等矿化剂。矿化剂在煅烧α-Al2O3过程中的作用主要表现在降低煅烧温度、促进α-Al2O3晶型转化和降低α-Al2O3中氧化钠含量。但具体来讲，不同矿化剂对原晶粒度的影响不同，有的明显促进原晶粒度的长大，有的具有良好的抑制晶粒长大的作用，而且，矿化剂对α-Al2O3晶粒的形貌产生一定的影响。
氟化物
以AlF3为例，将氢氧化铝与AlF3混合、高温煅烧制备α-Al2O3。高温煅烧过程中加入AlF3后，氧化铝相变温度从1300℃降低至1150℃。
高温下，AlF3可与氧化铝反应生成AlOF，而AlOF又可分解成Al2O3和AlF3，从而形成循环，增加了氧化铝的蒸气压，使得α-Al2O3的形成由固相传质转变成以气相传质为主，适合回转窑等封闭循环的煅烧体系。
可以看出，未添加矿化剂所得α-A2O3是类似于蠕虫状，添加AlF3作为矿化剂可得片状α-A2O3，且晶粒较大。
硼系
以硼酸为例，1200~1300℃下添加硼酸为矿化剂煅烧所得α-Al2O3，保持了三水铝石假晶，其收缩率小、真比重大。硼酸与钠离子反应生成易挥发的硼酸钠，有助于降低氧化铝中的碱含量，适合隧道窑等敞开的煅烧体系。
同时，添加硼酸为矿化剂，经1300℃煅烧可显著提高粉体中Al2O3的含量，降低粉体中Na2O的含量和灼烧失量。
氯化物
加入少量的氯化镁，在焙烧过程中可以更好地除去Na2O，这是α-Al2O3中的钠被盐基置换出来，在1413℃时NaCl蒸发的结果。加入MgCl2煅烧过的氧化铝，虽然有部分氧化镁同时进入刚玉晶格中，经显微镜观察确定，呈极细的等轴晶状的镁铝尖晶石，聚集在氧化铝颗粒之间的接触处。由于氧化镁在氧化铝中是以结合状态存在，所以不会妨碍煅烧α-Al2O3的使用性能和产品特性。用氧化镁纯化工业氧化铝，除降低Na2O含量外，还可作为氧化铝烧成制品调节结晶结构，抑制晶粒长大所需要的形态转化加入物。
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专家介绍：
车洪生：1976年出生，中共党员，高级工程师，中南大学应用化学专业，目前就职于中国铝业郑州有色金属研究院。中铝集团“十三五”、“十四五”精细氧化铝产业发展规划与审核专家之一，中国连续化水热法生产勃姆石首创者，锂电隔膜涂敷用纳米氧化铝与勃姆石的先行者，MTCG技术的发明者。
先后承担或参与国家科技攻关项目三项，国家科技支持项目一项，河南省科技攻关项目一项。获得省部级科技一等奖一项，二等奖四项，授权发明专利8项，核心期刊论文十余篇。
参考资料：
[1]刘伟.矿化剂对α-氧化铝原晶形貌的影响及在新产品开发中的应用
[2]赵红军.矿化剂及煅烧温度对高温氧化铝性能的影响
[3]孙海滨等.不同矿化剂对α-Al2O3显微结构的影响
[4]肖汉宁.氧化铝粉体制备技术及其在先进陶瓷领域的应用
（中国粉体网编辑整理/山川）
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