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什么是氣相氧化鋁,？
氣相氧化鋁是利用AlCl3氣體在氫氧焰中燃燒，經(jīng)高溫水解而生成的一種蓬松的白色粉末,，原生粒徑在7～40nm之間,，粒子之間不是孤立存在，而是團(tuán)聚成幾百納米大小的軟團(tuán)聚“顆�,！�,，也就是所說的“附聚體”。
圖片來源：廣州匯富
01.氣相氧化鋁在這些領(lǐng)域很“管用”
氣相法合成的氧化鋁具有顆粒細(xì),、純度高,、良好的分散性以及表面帶正電性的特性，廣泛應(yīng)用于鋰電,、熒光節(jié)能燈,、粉末涂料、相片打印紙,、有機(jī)調(diào)色劑,、化學(xué)拋光,、電子工業(yè)以及催化工業(yè)等領(lǐng)域,，是一種重要的無機(jī)化工原料。
鋰電領(lǐng)域
應(yīng)用于鋰電池隔膜材料,，提高耐高溫性和安全性,；也可用于鋰電池正極，提高導(dǎo)電性和可逆放電電容,；用于負(fù)極包覆,，提高耐溫和安全性。
噴墨打印領(lǐng)域
氣相氧化鋁由于顆粒細(xì)小,，比表面積高,，具有很高的孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)水性油墨的吸收速度快,，吸墨量高使打印顏色飽滿,，圖像層次感好。其表面帶正電性,，不僅能提高其在水中的分散,，在打印圖像時(shí)還能與水性油墨中的負(fù)電性染料很好地結(jié)合在一起,，提高了墨水的固著力，從而保證了圖像的質(zhì)量,。
粉末涂料領(lǐng)域
氣相氧化鋁用于粉末涂料可防止涂料結(jié)塊,，增加粉末涂料的流動(dòng)性，提高上粉率,，提升涂料耐磨性能,。在卷鋼涂料中，還可做為熱和輻射的保護(hù)劑,。由于它帶有正電荷,，氣相氧化鋁可以使無法摩擦起電的產(chǎn)品帶上摩擦靜電荷，極其適合于靜電摩擦法施工,。
照明領(lǐng)域
氣相氧化鋁作為熒光粉層無機(jī)粘結(jié)劑,。熒光粉相互之間以及和玻璃表面的粘合性較差，容易產(chǎn)生脫粉問題,，因此在熒光粉料漿中添加2%~5%的氣相法氧化鋁作為無機(jī)粘結(jié)劑,，可以明顯的增強(qiáng)熒光粉相互之間以及和燈管之間的粘結(jié)力，避免熒光粉的脫落,。
氣相氧化鋁作為汞擴(kuò)散的阻擋層,。氧化鋁在燈管內(nèi)側(cè)作為有效的汞阻擋層，可將所需的有毒重金屬用量減少,，同時(shí)延長(zhǎng)燈的使用壽命,。
氣相氧化鋁作為選擇性紫外線反射材料。氧化鋁粉末呈白色不透明狀,，光在氧化鋁表面上會(huì)發(fā)生光散射現(xiàn)象,。熒光燈管內(nèi)側(cè)的氧化鋁保護(hù)膜對(duì)于可見光近乎透明，但卻會(huì)反射透過熒光粉層的紫外光,，使其繼續(xù)激發(fā)熒光粉發(fā)光,，提高了熒光燈的發(fā)光效率。
催化領(lǐng)域
在化學(xué)催化方面,，氣相氧化鋁粒徑小,，表面所占的體積分?jǐn)?shù)大，表面原子配位不全等導(dǎo)致表面活性位置增加,，而且隨著粒徑的減小,，表面光滑程度變差，形成了凸凹不平的原子臺(tái)階,，增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面,，可用作尾氣凈化、催化燃燒、石油煉制,、加氫脫酸,、高分子合成等理想的催化劑或催化劑載體。
微電子,、電子和信息領(lǐng)域
氣相氧化鋁由于具有巨大的表面和界面,，對(duì)外界濕度變化敏感，而且穩(wěn)定性高,，是理想的濕敏傳感器和濕電溫度計(jì)材料,。同時(shí)，它還具有良好的電絕緣性,、化學(xué)耐久性,、耐熱性、抗輻射能力強(qiáng),、介電常數(shù)高,、表面平整均勻，可用作半導(dǎo)體材料和大規(guī)模集成電路的襯底材料,。
陶瓷領(lǐng)域
在陶瓷領(lǐng)域,，添加氣相氧化鋁可以改善陶瓷材料的多種性質(zhì)。例如:添加到粗晶粉體中,，可以提高氧化鋁陶瓷的致密度和耐冷熱疲勞性能,。在其它陶瓷基體中，力學(xué)性能可成倍提高,。
復(fù)合材料領(lǐng)域
氣相氧化鋁可以在復(fù)合材料中作為結(jié)構(gòu)材料的彌散相,，增強(qiáng)基體材料的強(qiáng)度、剛度等性能,。例如我國在制備鋁合金時(shí),，加入氣相納米氧化鋁粒子，使鋁的強(qiáng)度得到很大改善,。同時(shí),，作為復(fù)合材料,，在人體正常生理?xiàng)l件下不腐蝕,，與機(jī)體組織的結(jié)構(gòu)相容性較好，且強(qiáng)度高,，摩擦系數(shù)小,，磨損率低，因而在醫(yī)學(xué)中有廣泛的應(yīng)用,，可制成承力的人工骨,、關(guān)節(jié)修復(fù)體、牙根種植體,、折骨夾板與內(nèi)固定器件等;還可用于頜面骨缺損重建,、五官矯形與修復(fù)及牙齒美容等方面,。將氣相納米氧化鋁粒子噴涂在塑料、玻璃,、漆料及硬質(zhì)合金的表面上作為表面防護(hù)涂層材料，可提高表面強(qiáng)度,、耐磨性和耐腐蝕性，且有防污,、防塵、防水等功能,。
保溫隔熱領(lǐng)域
氣相氧化鋁基輕質(zhì)隔熱材料是指以氣相氧化鋁為主要原料，通過在材料成型或高溫?zé)Y(jié)過程中,，使其內(nèi)部形成大量彼此連通或閉合的孔洞，由于其有較高氣孔率因而具有較低的導(dǎo)熱系數(shù),，再加上氣相氧化鋁固有的耐高溫,，抗腐蝕，較高的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn),，因而在保溫隔熱領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景,。
這么棒的材料是咋做出來的？
合成原理
氣相法合成氧化鋁Al2O3所用的主要原料是氯化鋁,，氯化鋁的蒸氣或溶于非極性溶劑中或處于熔融狀態(tài)時(shí),，都以共價(jià)的二聚分子Al2Cl6形式存在，在空氣中極易吸收水分并部分水解放出氯化氫而形成酸霧,。因此，合成氣相氧化鋁時(shí)首先把氯化鋁AlCl3加熱使其升華變成氣體,，然后在氫氧焰中高溫水解,，生成原生粒子，經(jīng)碰撞聚集后形成聚集體,，聚集體與高溫水解生成的廢氣一起進(jìn)入高效分離器進(jìn)行氣固分離,，然后進(jìn)入解吸塔脫除HCl氣體，解吸后的氧化鋁即為成品,，就可以進(jìn)入料倉進(jìn)行包裝,。氣相法合成氧化鋁的方程式可表述為下式：
AlCl3(固體)→AlCl3(氣體)
2AlCl3(氣體)＋3H2＋1.5O2→Al2O3＋6HCl
合成工藝
氣相法合成氧化鋁的工藝過程包括以下工序：氯化鋁AlCl3的升華、反應(yīng)前各反應(yīng)物的預(yù)處理、合成爐中燃燒水解,、聚集,、氣固分離、HCl的解吸,、包裝,、廢氣處理。
合成工藝流程
在整個(gè)工藝中,，氣固分離與HCl的解吸工序是氣相法氧化鋁生產(chǎn)工藝中最重要的步驟,。
氣固分離是利用高效分離器分離從聚集器出來的氧化鋁和廢氣的過程，氣固分離的效果與高效分離器本身的結(jié)構(gòu)以及控制分離器內(nèi)部的氣固相,、氣相平衡這些操作工藝有很大的關(guān)系,。因此，生產(chǎn)過程的工藝操控的效率直接影響產(chǎn)品的收率,，沒有分離出來的氧化鋁將隨廢氣一道進(jìn)入廢氣處理系統(tǒng),，不但導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低，而且還會(huì)造成廢氣處理系統(tǒng)的嚴(yán)重堵塞,。
經(jīng)過氣固分離后的氧化鋁送入解吸塔脫除氯化氫氣體,，在解吸過程中通入少量水蒸汽有利于氯化氫的解吸，采取電加熱保證解吸時(shí)的溫度,，經(jīng)解吸后的氧化鋁pH測(cè)量值在4.5~5.5之間才算合格,。
總之，氣相氧化鋁作為一種重要的功能材料,，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?span style="color: rgb(192, 0, 0);">9月27日,，中國粉體網(wǎng)將在江蘇·揚(yáng)州舉辦2024全國高純氧化鋁粉體制備技術(shù)及應(yīng)用交流大會(huì)。我們邀請(qǐng)到廣州匯富研究院有限公司研究院副院長(zhǎng)段先健博士出席本次大會(huì)并作題為《氣相法氧化鋁的制備及其應(yīng)用》的報(bào)告,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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