中国粉体网讯 一般纯度在99.99%以上、粒度均匀的超微细氧化铝粉体材料被称为高纯氧化铝粉体，由于其优良的物理、化学、光学、力学和热学等性能而发展成为二十一世纪新材料中产量最大、产值最高、用途最广的尖端材料之一，在化工、电子、机械、特种陶瓷等众多领域都有广泛的应用。
目前，超微细氧化铝粉体主要的制备方法可分为气相法、液相法和固相法三大类。
气相法
气相法直接利用气体或者通过不同的加热方法将反应物气化，使之在气体状态下发生理化反应，最后再冷凝形成超细微粉。气相法中制备高纯超细氧化铝粉体常用的方法有化学气相沉积法（CVD）。
化学气相沉积法（CVD）是利用氯化铝和水蒸气在反应室中反应生成氧化铝纳米粉体。常见的CVD方法包括火焰CVD、激光热解CVD等方法，其优点是只要控制反应气体种类和气体浓度就能够有效改善高纯超细氧化铝粉体的团聚情况，所制备的氧化铝粉体粒径小、比表面积大、纯度高，其最终产品纯度超过99.6%，重金属含量一般低于常规检测方法的检测下限；缺点是产率低，且粉末的收集较困难。
液相法
液相法是将铝盐溶解到一定的溶剂中，通过蒸发、升华、加入沉淀剂、水解等方法使溶质和溶剂分离，得到一定形状和大小的颗粒，即制备Al2O3粉体的前驱体，最后将前驱体加热分解即可得到α-Al2O3。
目前，液相工业生产高纯氧化铝主要采用喷雾热解技术、醇盐水解法、改良拜耳法、溶胶—凝胶法、水热法、微乳液法、沉淀法等。
1.喷雾热解技术
喷雾热解法，又称火焰喷雾热解法，是一种基于超声波产生微米大小的气溶胶液滴并在400℃-800℃下加热分解制备高纯超细氧化铝粉体的方法。刘粤惠等以高纯硫酸铝铵为原料，以水和乙醇混合体为溶剂，采用喷雾热解法，制得纯度大于99.9%、粒径为10nm～20nm的高纯超细α-Al2O3粉体；并通过喷雾热解法和静态热分解法进行对比，发现喷雾热分解法是一种较好的制备高纯超细/无团聚氧化铝粉的方法，宜于连续化生产，且可改善铝盐在静态分解时对大气造成的污染。
喷雾热解加工设备示意图
2.醇盐水解法
醇盐水解法是通过合适的水溶性铝盐，按化学计量配制成溶液，再选择一种可与金属离子反应生成沉淀的沉淀剂，最后将沉淀物加热脱水即可得到超细粉体。这种方法具有粉体纯度高、粒径均匀以及反应温度低、生产设备简单、生产效率高、适用于工业化生产等优点。但是存在对生产工艺要求严格、技术条件不易控制、产品稳定性较差，且生产过程排出大量的废气污染环境的缺点。常见的醇盐水解法包括免硫排放的硫酸铝铵法和碳酸铝铵法等。
3.溶胶-凝胶法
溶胶—凝胶法是合成纳米氧化铝的简单有效方法。与沉淀法最初转化为溶胶和凝胶不同，铝盐和高纯度的胺或铵盐溶液经过水解或者聚合作用形成前驱体凝胶，在经过醇洗、陈化最后煅烧后得到氧化铝粉体，此方法具有粉体均匀性好、化学纯度高等优点。但是也存在着工艺复杂、制作成本高，需要精准控制体系的反应物浓度和pH值等缺点。
4.水热法
该方法以水为溶剂，在密封系统中创造一个高温高压水热条件来制备粉体的方法。此方法制备出来的粉体性能好，晶粒小且粒径分布窄，团聚程度较低。此方法创造出了一个特殊的物理化学环境，得到的粉体形貌和粒度可控，但是在封闭的条件下进行化学反应，要大批量生产就需要有抗高温高压的设备，无形中会给生产带来一定的危险。
固相法
固相法是将两种或者两种以上的粉体混合，在一定的温度和气氛下，直接反应生成纳米氧化铝的方法。利用此方法很难得到颗粒细小、纯度高的α-Al2O3粉体。一般分为机械粉碎法、爆轰法等。
机械粉碎法
这种方法是用各种超细粉碎机（高性能球磨机、行星球磨机、塔式粉碎机和气流磨等)将原料直接粉碎研磨成超细粉体，其中应用较多的是高能球磨机，它通过将氧化铝粉体在水或者醇类介质中进行机械粉碎进而制得高纯超细氧化铝粉体。
爆轰法
爆轰法也可以作为固相制备氧化铝粉体的方法，这种方法在恒容容器内部进行燃烧反应且生成大量气体，因此瞬发反应往往在高压状态下进行，遏制了反应物的饱和蒸气压，使常压下的相变反应温度上升，有利于单相亚稳态氧化铝粉体的稳定形成。该方法对生产设备要求较高，生产工艺难控制，产量低，生产成本较高。
高纯超细氧化铝粉体由于其先进的物理化学特性，大幅扩展了氧化铝粉体的应用场景，是现代先进制造业的重点关键原材料。上海大学施利毅教授在团队合成中突破传统粉体“分散性与烧结活性不可兼得”的关键技术，并在功能陶瓷、陶瓷基复合材料、高性能涂层等领域的应用开发进展。
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来源：
申亚强：高品质氧化铝粉体的相变及形貌调控研究
姚忠樱等：高纯超细氧化铝粉体制备技术研究进展
（中国粉体网编辑整理/空青）
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