氧化鋁的十幾種晶型很躁動(dòng)？高溫下還不是乖乖變成α-Al2O3
前言
氧化鋁是一種很重要的陶瓷材料,，具有耐高溫,、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)良特性,。作為結(jié)構(gòu)陶瓷,，已廣泛應(yīng)用于航空、冶金,、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域,；作為功能陶瓷，在陶瓷傳感器,、生物陶瓷,、固定化酶載體等方面有著很重要的應(yīng)用。超細(xì)氧化鋁粉體對(duì)于提高燒結(jié)體質(zhì)量,、改善性能和應(yīng)用都有著重要的價(jià)值,，所以納米氧化鋁粉體的制備、分散和性能吸引著廣泛的研究,。但是,，氧化鋁具有多種晶型相，除了熱力學(xué)穩(wěn)定的α相之外,，還有γ,，δ，θ等十幾種熱力學(xué)不穩(wěn)定的過(guò)渡晶型相,，隨著溫度的升高,，這些過(guò)渡型相最終將通過(guò)α相變轉(zhuǎn)變成α-Al2O3。
氧化鋁過(guò)渡型相之間的轉(zhuǎn)變
氧化鋁過(guò)渡型相之間的相變是在氧離子為同一種排列方式下的相變,，隨著溫度的升高,，處于四面體和八面體間隙中的鋁離子亞晶格的有序度提高，而且相應(yīng)的晶體缺陷逐漸減少,，這種相變被認(rèn)為是一種“拓樸轉(zhuǎn)變”,，即晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變沒(méi)有破壞原來(lái)晶粒的形貌，處于這種轉(zhuǎn)變過(guò)程的粒子在晶粒尺寸上的變化不大,。過(guò)渡型相之間的轉(zhuǎn)變是由于鋁離子局部的遷移,，沒(méi)有涉及到氧離子大的骨架的變化，因而所需要的能量較少,，也就是說(shuō)可以在較低的溫度下完成,。
過(guò)渡型相到α相的轉(zhuǎn)變
α相變主要是從氧離子排列為Fcc骨架向Hcp骨架進(jìn)行在轉(zhuǎn)變的過(guò)程,，此類轉(zhuǎn)變屬于晶格重構(gòu)相變，其中涉及到半徑較大的氧離子移動(dòng),，所以需要的能量較多,，加上受到的外部干擾性影響,，相變溫度會(huì)發(fā)生一定變化,。在研究領(lǐng)域中有相關(guān)研究人員對(duì)α相變機(jī)制存在較大爭(zhēng)論，部分研究人員提出γ向α轉(zhuǎn)變時(shí)微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,，說(shuō)明氧化鋁的α相變屬于逐步長(zhǎng)大過(guò)程,。目前α相變主要可以分為兩個(gè)階段，基礎(chǔ)階段是α相的形核,，然后是α粒子不斷變大,，在整體過(guò)程中消耗的能量較大，剩余能量主要是促使晶粒能有效增大,。通過(guò)各項(xiàng)研究理論控制,，降低α相變形核激活能對(duì)相變溫度與粒徑進(jìn)行控制。
氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)換
氧化鋁陶瓷的主要成分是α-Al2O3,，通常需要將不同晶型的氧化鋁煅燒得到α-Al2O3,，將工業(yè)g-Al2O3粉經(jīng)高溫煅燒轉(zhuǎn)型為α-Al2O3粉就是比較常用的方法。那么這其中又會(huì)涉及到什么樣的煅燒工藝技術(shù)呢,？
7月8日,，來(lái)自湖南大學(xué)的肖漢寧教授將走進(jìn)粉體公開(kāi)課直播間，給我們帶來(lái)題為《氧化鋁粉體制備技術(shù)及其在先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用》的精彩報(bào)告,，屆時(shí)他將從氧化鋁的晶型轉(zhuǎn)變角度出發(fā),，詳細(xì)介紹工業(yè)g-Al2O3粉經(jīng)高溫煅燒轉(zhuǎn)型為α-Al2O3粉的轉(zhuǎn)型助劑和煅燒工藝技術(shù)，并闡述不同的研磨技術(shù)對(duì)氧化鋁粉體的研磨效果,、粒徑分布及對(duì)氧化鋁陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響,。同時(shí)，還對(duì)用溶膠—凝膠工藝制備納米球狀氧化鋁粉體及低溫轉(zhuǎn)型技術(shù)進(jìn)行了介紹,。
專家介紹
肖漢寧,，湖南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師,，陶瓷研究所所長(zhǎng),，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家。1991年在湖南大學(xué)獲博士學(xué)位,，1994-1995留學(xué)日本,，從事博士后研究。1995年晉升為教授?，F(xiàn)任中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)理事,，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工程陶瓷專業(yè)委員會(huì)理事長(zhǎng),，中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電工陶瓷專業(yè)委員會(huì)副主任，湖南省硅酸鹽學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等,?！稛o(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)》、《硅酸鹽學(xué)報(bào)》,、《功能材料》等雜志編委,。
長(zhǎng)期從事先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷、多孔陶瓷,、高性能陶瓷膜,、結(jié)構(gòu)-功能一體化陶瓷、微晶玻璃等研究,。先后主持國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃,、國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金,、政府間國(guó)際科技合作和國(guó)防軍工等國(guó)家和省部級(jí)科研項(xiàng)目30多項(xiàng),。研究成果先后獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng),、二等獎(jiǎng)3項(xiàng),。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文280多篇，出版《高性能結(jié)構(gòu)陶瓷及其應(yīng)用》專著1本,，獲授權(quán)發(fā)明專利30多項(xiàng),。
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