中国粉体网讯 氧化铝，化学式为Al2O3，作为地壳内含量仅次于二氧化硅的氧化物，氧化铝广泛存在于长石、云母等矿物之中。工业上常常用天然矿物原料——铝土矿进行提炼，以获得氧化铝。
而在广义上，氧化铝被认为是铝的氧化物与铝的氢氧化物等的统称，是由铝、氧和氢组成的一类化合物。因此，根据氧化铝因其多形态，多性能特点可以分为水合氧化铝和无水氧化铝。
水合氧化铝是无水氧化铝的前驱体，变体种类是由不同制备条件及原料等因素决定的，而无水氧化铝的变体种类则是由前驱体的不同煅烧温度决定的，当煅烧温度大于1200℃时会生成最稳定的α-Al2O3，而其余无水氧化铝的变体晶型都属于不稳定的氧化铝，又称氧化铝的过渡态。下面是在不同温度条件下水合氧化铝和无水氧化铝晶型转变的示意图。
氧化铝的各种晶型之间的转换关系
水合氧化铝
目前，常见的水合氧化铝为工业氢氧化铝、拜铝石、诺铝石、拟铝石、软铝石、硬铝石、托得石。其中工业氢氧化铝、拜铝石、诺铝石为三水合氧化铝，软铝石、硬铝石为单水合氧化铝，拟铝石和托得石为多水合氧化铝。
工业氢氧化铝（α-Al（OH）3）又称三水铝石变体中的一种，在工业生产中，其作为中间体，生产廉价，易制备，对于吸附剂、催化剂和载体来说，工业氢氧化铝既是直接前驱体，也是ρ-Al2O3作为原料的间接前驱体。
拜铝石的结构与工业氢氧化铝相似，相对于拜铝石而言，工业氢氧化铝的孔道更为明显，拜铝石一般在制备氧化铝前驱体过程中时产生。
诺铝石的晶体结构就像拜铝石和工业氢氧化铝微观层构的一种堆叠，诺铝石一般在氧化铝前驱体的制备过程中不会出现，但是在反应陈化一段时间后，会出现诺铝石这种物质。
薄铝石又称一水软铝石为单水合氧化铝变体当中的一种，是铝土矿的主要成分之一，通常以胶态分布。
一水硬铝石的结构与一水软铝石基本相同，在自然界中没有特别纯的硬铝石，只有当外界条件为高温高压时，才会形成一水硬铝石。
水合氧化铝不同的晶体结构
拟铝石同其他水合氧化铝一样，是水合氧化铝其中的一种变体，相比于单水合氧化铝来说，过多的水不是以游离的水分子形式存在的，而是以氢键的形式牢固的和铝原子连接在一起。
托得石是含有多个结晶水的水合氧化铝，其存在的温度大约400℃-500℃。
水合氧化铝是生成无水氧化铝的关键，后者的结构和特性是由水合氧化铝的结构和特点来决定的。
无水氧化铝
国内发现的无水氧化铝的晶型有九种以上，其中最常见的是α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3、θ-Al2O3、δ-Al2O3、η-Al2O3、κ-Al2O3、σ-Al2O3、ρ-Al2O3、χ-Al2O3。
氧化铝的晶体结构模型图
α-Al2O3俗称刚玉，属于HCP结构，属于三方晶系，密度为3.96～4.01g/cm3，是一种化学性能非常稳定的无机非金属材料，硬度高（莫氏硬度9），熔点高（2050℃），强度高，耐磨性好，耐腐蚀性好，电阻率高。所以α-Al2O3微粉在耐火材料、特种陶瓷、碾磨材料、化工、电子等领域有着广泛的应用。国内制备α-Al2O3的方法主要采用直接煅烧工业氧化铝的方法。根据工业氧化铝的粒度和不同的煅烧温度，得到活性α-Al2O3粒度、形貌也不相同。
α-Al2O3的主要性质
β-Al2O3不是传统意义上的氧化铝，其主要出现两种，一种是氧化铝与氧化钠的复合物，还有一种是氧化铝与氧化镁的复合物，它们的特点是其粉体的形貌控制较难，1400～1500℃开始分解，在1600℃转变为α-Al2O3。
γ-Al2O3属于铝离子不足的缺陷型尖晶石结构，属于活性氧化铝，在氧化铝家族中应用较为广泛，在吸附和催化剂及其载体领域发挥着至关重要的作用。
θ-Al2O3的热性能和其他性能介于α-Al2O3和γ-Al2O3之间，它是一种更稳定的氧化铝，其结构几乎不含水分。
δ-Al2O3的比表面积较小，孔容较小，但其晶型的峰值较其它无水氧化铝变体的峰值要强一些。
η-Al2O3的催化活性较好，在催化领域中占有很大的作用。
ρ-Al2O3和χ-Al2O3是无定形的氧化铝，是所有氧化铝中唯一具备水化胶凝特性的氧化铝，在国内又被称为快脱粉。因其热稳定性差，所以时常发生水化反应并伴随热稳定性较差。
（中国粉体网/山川）
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