中國(guó)粉體網(wǎng)訊  氧化鋁,，化學(xué)式為 Al₂O₃,，作為地殼內(nèi)含量?jī)H次于二氧化硅的氧化物,，氧化鋁廣泛存在于長(zhǎng)石、云母等礦物之中,，是大部分工業(yè)生產(chǎn)中所必需的一種關(guān)鍵材料,。

氧化鋁這種材料的魅力之一在于其擁有多種晶型，常見(jiàn)的有α-Al₂O₃,、β-Al₂O₃,、γ-Al₂O₃、θ-Al₂O₃,、Al₂O₃,、Al₂O₃、κ-Al₂O₃,、σ-Al₂O₃,、ρ-Al₂O₃、χ-Al₂O₃等,。不同晶型的氧化鋁之間性質(zhì)差異較大,，這意味著氧化鋁的應(yīng)用非常廣泛。

氧化鋁的魅力之二在于擁有多種不同的形貌,，如纖維狀,、砂狀、板狀,、球狀,、棒狀、多孔膜等,，這些特殊的形貌在很多領(lǐng)域發(fā)揮出神奇的作用,。

在不同形狀的氧化鋁粉體中，球形氧化鋁具有規(guī)則的形貌,，較小的比表面積,，較大的堆積密度和較好的流動(dòng)性能，可極大地提高制品的應(yīng)用性能,。

例如：球形氧化鋁有良好的壓制成型和燒結(jié)特性,，對(duì)于制得高質(zhì)量的陶瓷制品極為有利；作為研磨拋光材料,，球形氧化鋁可以避免產(chǎn)生劃痕,；在石油化學(xué)工業(yè)中，對(duì)氧化鋁載體的孔徑分布和孔結(jié)構(gòu)提出了越來(lái)越高的要求,，球形氧化鋁粉體可通過(guò)調(diào)整粒級(jí)配置來(lái)調(diào)控形成催化劑載體顆粒的孔徑及其分布......

01.新能源汽車(chē),、電子電力領(lǐng)域的“散熱使者”

在新能源汽車(chē)以及儲(chǔ)能領(lǐng)域，隨著電池的能量密度越來(lái)越高,，對(duì)散熱的要求也越來(lái)越高,，高溫會(huì)對(duì)電池的性能和可靠性帶來(lái)不利影響,，甚至?xí)�引發(fā)安全性問(wèn)題。在消費(fèi)電子和5G網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域,，隨著電子產(chǎn)品性能越來(lái)越強(qiáng)大,，內(nèi)部元器件集成度和組裝密度的提高將導(dǎo)致其工作功耗和發(fā)熱量不斷增大，電子產(chǎn)品發(fā)熱散熱問(wèn)題日益突出,，高溫會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品的性能與可靠性產(chǎn)生不利影響,，甚至引發(fā)熱失效問(wèn)題，從而引起整個(gè)電子產(chǎn)品的故障,。

電子設(shè)備失效原因

相關(guān)研究表明,，電子元件的故障發(fā)生率隨工作溫度的提高呈指數(shù)增長(zhǎng)，目前,，普遍使用具有高導(dǎo)熱率的導(dǎo)熱材料作為熱界面材料和封裝材料來(lái)及時(shí)將熱量導(dǎo)出,，從而保障電子元器件的正常運(yùn)行。因此導(dǎo)熱材料對(duì)于解決動(dòng)力電池,、儲(chǔ)能電池和電子產(chǎn)品的熱管理問(wèn)題具有重要作用,。

熱界面材料使用示意圖

當(dāng)前，以聚合物為基體,，與高導(dǎo)熱填料共混形成的聚合物復(fù)合材料是最常用的熱界面材料,。由于聚合物的熱導(dǎo)率很低，所以復(fù)合材料導(dǎo)熱率的提升主要依靠導(dǎo)熱填料的作用,。

在眾多導(dǎo)熱填料中,，綜合其性能、技術(shù)成熟度,、生產(chǎn)成本等,，球形氧化鋁憑借較高的導(dǎo)熱性能、高填充系數(shù),、較好的流動(dòng)性、成熟的工藝,、豐富的規(guī)格以及相對(duì)合理的價(jià)格,，是導(dǎo)熱散熱領(lǐng)域最主流的導(dǎo)熱粉體類(lèi)別。

通常,，球形氧化鋁在一定的填充量下,，其對(duì)應(yīng)聚合物復(fù)合導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)很容易達(dá)到 3w/（m·k ）以上，通過(guò)較好的粒徑級(jí)配以及表面改性,，高端球形氧化鋁產(chǎn)品可以將聚合物復(fù)合導(dǎo)熱體系的導(dǎo)熱系數(shù)最大提升至 8w/（m·k）,。因此，球形氧化鋁被廣泛應(yīng)用于硅膠,、灌封膠,、環(huán)氧樹(shù)脂、塑料,、橡膠,、硅脂、散熱陶瓷等不同導(dǎo)熱材料中,，可以滿(mǎn)足大部分中高端導(dǎo)熱界面材料,、導(dǎo)熱工程塑料以及鋁基覆銅板等領(lǐng)域填料的應(yīng)用需求。

02.拋光領(lǐng)域的“三大‘魔’頭”之一

隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,，由于特征尺寸的減小和高密度器件的實(shí)現(xiàn),，集成電路材料層之間的平坦度變得越來(lái)越關(guān)鍵，對(duì)半導(dǎo)體制程中的超精密表面處理效率和表面質(zhì)量的要求也越來(lái)越高,。

化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)（CMP）結(jié)合了機(jī)械摩擦和化學(xué)腐蝕的雙重作用,，是目前半導(dǎo)體制造中最常用的拋光方法。拋光液的性能是影響化學(xué)機(jī)械拋光質(zhì)量和拋光效率的關(guān)鍵因素之一,，拋光液一般包含氧化劑,、絡(luò)合劑、表面活性劑,、磨料、pH調(diào)節(jié)劑,、腐蝕抑制劑等成分,，各種添加劑的選擇和含量對(duì)拋光效果都會(huì)產(chǎn)生很大的影響,。其中磨粒主要通過(guò)微切削、劃擦等方式承擔(dān)著CMP拋光中機(jī)械作用,。

CMP拋光液產(chǎn)業(yè)鏈

據(jù)了解，CMP拋光材料在半導(dǎo)體材料中價(jià)值量占比達(dá)7%,，拋光液在CMP拋光材料成本中占比達(dá)49%，而磨料約占拋光液成本的50%-70%,，從成本占比就可以看出磨料在半導(dǎo)體制程中有多重要,。

當(dāng)采用高純亞微米級(jí)球形氧化鋁粉作為化學(xué)機(jī)械拋光液磨粒時(shí)，去除率高,、拋光快,、拋光面不易產(chǎn)生微細(xì)劃痕、光潔度高,，成為化學(xué)機(jī)械拋光行業(yè)“三大‘魔’頭”之一（其余兩種為SiO₂,、CeO₂）。

03.陶瓷領(lǐng)域的“燒結(jié)藝術(shù)”

在陶瓷領(lǐng)域中,，氧化鋁陶瓷具有良好的耐高溫,、耐腐蝕、高的化學(xué)穩(wěn)定性,、較好的介電性能,、硬度大、熔點(diǎn)高且耐磨損等優(yōu)良性能,，故氧化鋁陶瓷在國(guó)內(nèi)的陶瓷領(lǐng)域中有著很重要的作用,。

一般的陶瓷在自身特性方面表現(xiàn)出不宜燒結(jié)成型，球形氧化鋁是氧化鋁的眾多形貌中致密性能,、穩(wěn)定性能,、改善燒結(jié)性能最好的一種，很好的解決了這一問(wèn)題,。一直以來(lái),，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)氧化鋁陶瓷的性能都進(jìn)行了研究，其中球形氧化鋁陶瓷的粒徑大小,、晶體結(jié)構(gòu),、形貌都會(huì)決定氧化鋁陶瓷的應(yīng)用性能。現(xiàn)如今,，球形氧化鋁陶瓷已經(jīng)應(yīng)用到了工業(yè)的很多方面,。

04.催化劑載體領(lǐng)域的“活性大師”

載體對(duì)于催化劑及其催化領(lǐng)域來(lái)說(shuō)是非常重要的一部分，因?yàn)槠涮赜械目捉Y(jié)構(gòu)和機(jī)械強(qiáng)度,，可以使活性劑均勻的分布在孔結(jié)構(gòu)上,，以便得到更好的催化作用，又因?yàn)榍蛐窝趸�鋁是很多材料中催化活性較高的,，使催化活性穩(wěn)定性得到改善,。另外球形氧化鋁因其優(yōu)良的形貌可以降低磨損性，降低了生產(chǎn)成本,，所以球形氧化鋁粉體在催化劑載體領(lǐng)域中占有至關(guān)重要的作用,。

圖片來(lái)源：廣州匯富研究院

05.表面防護(hù)涂層領(lǐng)域的“鎧甲勇士”

因?yàn)榍蛐窝趸�鋁具有高硬度、耐腐蝕,、耐高溫、形貌規(guī)則,、大小均一和分散均勻等特點(diǎn),，所以常常被拿來(lái)用作防護(hù)材料。將球形氧化鋁用作噴涂材料是目前的研究熱點(diǎn)之一,，噴涂材料不僅對(duì)高分子材料,，玻璃金屬及合金材料有防護(hù)作用,，而且能夠提升廚房炊具等一些不銹鋼產(chǎn)品的壽命。它既改變了材料的性能,，又能使材料變得光滑耐磨,，同時(shí)球形氧化鋁粉體作為噴涂材料在不同的環(huán)境中有著不同的應(yīng)用，不僅過(guò)程簡(jiǎn)單,，而且對(duì)于多種材料表面都有著防護(hù)作用,。

06.光學(xué)領(lǐng)域的“發(fā)光精靈”

球形氧化鋁在電子和光學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，球形氧化鋁作為基底,，加入稀土元素作為激活劑,，這種方法可以生產(chǎn)出性能更好的紅色發(fā)光材料。而球形氧化鋁顆粒大小均一,、分散性均勻,，較其他形狀的氧化鋁來(lái)說(shuō)發(fā)光性能較好，并能更好地決定發(fā)光材料的填充結(jié)構(gòu),。

07.3D打印領(lǐng)域的“塑形大師”

球形氧化鋁因具有高強(qiáng)度,、高球化率和耐高溫的特性而作為3D打印最常用的材料之一。由于球形氧化鋁粉體具有良好的顆粒流動(dòng)性,、化學(xué)反應(yīng)速率和堆積性，因此作為打印漿料時(shí)具有固含量高,、流動(dòng)性好、易清洗和機(jī)械性能高等優(yōu)點(diǎn),。

小結(jié)

隨著我國(guó)氧化鋁工業(yè)的發(fā)展,，氧化鋁產(chǎn)品已經(jīng)從單一的冶金氧化鋁發(fā)展到數(shù)百種滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的特種氧化鋁,。其中,，因球形氧化鋁粉體具有形貌規(guī)則,、粒度均勻,、表面光滑和顆粒磨損小等優(yōu)點(diǎn),，在導(dǎo)熱填料,、研磨拋光,、催化劑及其載體,、表面防護(hù)涂層和陶瓷添加劑等領(lǐng)域已成為不可或缺的材料。尤其是隨著新能源汽車(chē)和5G行業(yè)熱管理領(lǐng)域?qū)��?dǎo)熱材料的需求正處于上升和爆發(fā)期,，作為核心材料的球形氧化鋁市場(chǎng)需求將持續(xù)火熱,，前景廣闊。

參考來(lái)源：

[1]中國(guó)粉體網(wǎng).粉體大數(shù)據(jù)研究

[2]百圖股份招股說(shuō)明書(shū)

（中國(guó)粉體網(wǎng)/山川）

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