【原创】百科:不同晶型的氧化铝简介


来源:中国粉体网   山川

[导读]  根据相关统计,当前氧化铝有十几种晶型。所以氧化铝虽然没有“七十二般变化”,但“十几般变化”还是有的。

中国粉体网讯  氧化铝具有硬度高、强度高、耐热和抗腐蚀性强等特性而被广泛应用于精细陶瓷、复合材料和催化剂等领域。α-Al2O3是氧化铝的最终相,α- Al2O3的形成通常发生在1200℃或更高的温度。在形成最终相的过程中通常经历许多热力学上亚稳态的中间相,如α、γ、β、θ、χ、η、δ、κ等。

 


氧化铝的晶型转换


根据相关统计,当前氧化铝有十几种晶型。所以氧化铝虽然没有“七十二般变化”,但“十几般变化”还是有的。每种“变化”后都有不同的晶体结构,这决定了它们之间性质上的差异,进一步赋予了它们不同的“神通”。


α-Al2O3


α-Al2O3结晶较高,在α- Al2O3晶体结构中三个O2-形成两个邻近的八面体的共面,因此无数个八面体通过共面结合,形成一个完整的晶体,因此α- Al2O3晶体比其他晶型的Al2O3稳定,在铝的氧化物中是最稳定的相,具有熔点高、耐磨性好、硬度大、机械强度高等优质性能,是制备陶瓷、磨料、磨具及耐火材料的理想原料。



α- Al2O3的晶型结构


β-Al2O3


β- Al2O3与其他几种氧化铝明显不同,它不是氧化铝的异构体,而是一种铝酸盐,通常表示为M2O·xAl2O3,其中M为一价阳离子。β- Al2O3属六方晶系,具有密度大、机械强度高、气孔率低、耐热冲击性能好、离子导电率高、晶界阻力小等特点。


γ-Al2O3


γ- Al2O3晶体结构为O2-的立方密堆砌,产生八面体结构,八面体形成相互连接的四面体,并形成尖晶石结构。



γ- Al2O3晶型结构


γ- Al2O3具有高比表面积,大量活性中心分布在表面上,并且在合适的催化温度范围内具有良好的稳定性。它是一种具有高选择性和高反应活性的优异催化剂材料,高活性的优点在催化领域被称为活性氧化铝。γ- Al2O3的晶粒细小,易形成多孔球状聚集体,吸附力比较强,使其对紫外线具有比较强的吸附性,可应用于提高荧光灯管的使用年限。它还可以与稀土荧光粉结合,作为荧光灯管的发光材料。


δ-Al2O3


δ- Al2O3属四方晶系,该材料具有强吸附能力和催化活性,常常被用作吸附剂、干燥剂以及催化剂载体。


η-Al2O3


η- Al2O3属立方晶系,可由拜尔石在一定的升温速率下在400-750℃煅烧得到。它具有和γ- Al2O3相差不大的孔容和比表面积,表面酸性比Al2O3要强,主要用作催化剂的载体。


θ-Al2O3


θ- Al2O3属单斜晶系,其比表面积和孔容往往介于γ- Al2O3和α- Al2O3之间。


κ-Al2O3


κ- Al2O3属六方晶系,κ- Al2O3可由三水铝石在800-1150℃煅烧得到,它主要用做耐火材料结合剂、净化剂、吸附剂等。


ρ-Al2O3


ρ- Al2O3是一种接近于无定形态的过渡态氧化铝,ρ- Al2O3结晶状况特别差,ρ- Al2O3广泛应用于刚玉质、铝镁质等炼铁、有色金属冶炼等高级耐火材料。另外它在陶瓷涂料、吸附剂等方面也有应用。


χ-Al2O3


χ- Al2O3属于六角晶系,χ- Al2O3主要用于天然气和石油裂解气的脱水干燥,同时也是水除氟,蒽醌法制备双氧水反应的催化剂。


参考来源:

[1]甘丹丹.不同晶型氧化铝载体制备及其催化剂对汽油加氢脱硫性能研究

[2]周丽宏.不同晶型Al2O3纳米粒子的低温制备及其吸附性能研究

[3]孙敬会等.水热法制备γ-Al2O3粉体


(中国粉体网编辑整理/山川)

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