无定形Al2O3与α-Al2O3

摘要本实验是研究高纯氧化铝粉体的制备方法，属于氧化铝粉体制备领域。

之所以研究这个课题，是因为近年来，国内高纯、超细α- Al2O3的应用领域迅速拓宽，引进和消化吸收的氧化铝高技术材料生产线增加，使得高纯、超细α-Al2O 3的研究、开发成为一个非常活跃的领域【1】。

又由于生产1t多品种Al2O3可获利润为等量级的冶金级Al2O3的10倍，甚至100倍，可创造相当可观的经济效益。

因此，迅速开发一种低成本、具有竞争力的高纯、超细α- Al2O3的新方法显得尤为重要。

故而，设计高纯氧化铝的制备方案，具有很高的经济价值和社会意义。

称取一定量的氢氧化铝快脱粉粉体，加水配制成悬浊液，为了使氢氧化铝理解完全，在85℃下边加热边搅拌一个小时【2】。

滴加配制的稀HNO3（1:3），调PH 为5.0~6.0除去其中的杂质硅，再用组织搅拌匀浆机搅拌清洗10分钟，用G4漏斗抽滤，重复清洗步骤5遍，除去杂质钠离子、钾离子以及引入的硝酸根离子。

在110℃的烘箱中烘一个小时后，再分别在600℃和1200℃的马非炉中各煅烧一个小时，制得高纯氧化铝粉末【3,4】。

用所设计的方案，制备得到得的高纯氧化铝，经过检测其中各杂质的含量：硅含量21ppm,铁含量为17ppm.根据高纯氧化铝制备标准，符合制备要求。

所制备的高纯氧化铝纯度达到99.997％，可用作荧光粉用高纯氧化铝关键词:氢氧化铝；高纯氧化铝；制备ABSTRACTThis experiment is to study the high-purity alumina powders, are areas of alumina powder. The reason of this issue, because in recent years, the domestic high-purity, ultra-fine α- Al2O3 rapidly expanding areas of application, introduction and absorption of increased alumina production line of high-tech materials to make high purity, ultra-fine α- Al2O3 of to develop into a very active area. Also, because many species produce 1t Al2O3profitability of metallurgical grade Al2O3such magnitude is 10 times, or even 100 times, can create considerable economic benefits. Therefore, the rapid development of a low-cost, competitive high-purity, ultrafine α-Al2O3in the new method is particularly important. So, design preparation of high purity alumina program, with high economic value and social significance.Weigh a certain amount of aluminum hydroxide fast off body, prepared with water into a suspension, in order to understand fully aluminum hydroxide,heated at 85 ℃below stirring for an hour. Dropping the preparation of dilute HNO3 (1:3), adjust PH to 5.0 ~ 6.0 to remove impurities including silicon, and then mixing Homogenize the tissue for 10 minutes stirring cleaning, filtration funnel with a G4, repeat cleaning steps 5 times to remove impurities Sodium, potassium, as well as the introduction of nitrate ion. At 110 ℃drying oven for an hour, then at 600 ℃and 1200 ℃horse non-burning oven for an hour each, obtained high-purity alumina powder.Results: The design options were prepared from high purity alumina, have been tested in which the impurities: silicon content of 21ppm, iron content of 17ppm.Conclusion: According to the preparation of high purity alumina standard, meet the preparation requirements. Therefore, the design of high-purity alumina with aluminum hydroxide preparation program is mature.Key words: Aluminum hydroxide；Alumina; Preparation目录第一章概述 (5)1.1 氧化铝的性质 (5)1.2 氧化铝的用途 (5)1.3 氧化铝制品的国内外形势 (6)第二章氧化铝的制备方法 (8)2.1国外制备氧化铝的方法 (8)2.2 国内制备高纯氧化铝的方法 (9)第三章实验设计及除杂 (11)3.1 除去杂质 (11)3.2设计实验方案 (11)第四章实验方案 (12)4.1实验准备 (12)4.1.1实验原理 (12)4.1.2实验仪器和试剂 (12)4.2实验过程 (12)4.2.1 试验流程图 (13)4.2.2实验步骤： (14)4.3 改进后的实验方案 (15)4.3.1 实验流程图如下 (15)4.3.2 改进的实验步骤 (16)4.4 检测及指标 (16)4.4.1 检测方法 (16)4.4.2产品中杂质含量标准 (17)4.5检测结果 (18)参考文献： (19)致谢 (20)第一章概述1.1 氧化铝的性质纯氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度为3.9﹣4.0g／cm3,熔点为2050，沸点为2980，不溶于水，为两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中。

蓝宝石原料：氧化铝的2种晶型蓝宝石原料纯净的氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9-4.0g/cm3，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，氧化铝主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取．铝土矿（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是铝在自然界存在的主要矿物，将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍，获得铝酸钠溶液；过滤去掉残渣，将滤液降温并加入氢氧化铝晶体，经长时间搅拌，铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀；将沉淀分离出来洗净，再在950-1200℃的温度下煅烧，就得到α型氧化铝粉末，母液可循环利用．此法由奥地利科学家拜耳（K．J．Bayer）在1888年发明，时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法，人称“拜耳法”．在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基．γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用．目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90％以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10％．6.自然界天然存在的α型氧化铝晶体叫做刚玉，常因含有不同的杂质而呈现不同的颜色．刚玉一般呈带蓝或带黄的灰色，有玻璃或金刚光泽，密度在3.9-4.1g/cm3，硬度8.8，仅次于金刚石和碳化硅，能耐高温．含有铁的氧化物的刚玉砂叫金刚砂，呈暗灰色、暗黑色，常作研磨材料，用于制各种研磨纸、砂轮、研磨石，也用于加工光学仪器和某些金属制品因天然刚玉产量供不应求，工业上常将纯α型氧化铝粉末在高温电炉中烧结制成人造刚玉，也称电熔刚玉．它能耐1800℃以上的高温，是制造高级特殊耐火材料的原料，有高温下机械强度大，抗热震性好，抗侵蚀性强，热膨胀系数小等特点，用于制火箭发动机燃烧室内衬、喷咀，雷达天线保护罩，原子能反应堆材料，高级高频绝缘陶瓷，冶炼纯金属和合金的坩埚，高温发热原件，热电偶保护管，各种高温炉的炉衬等．人造刚玉还用于制精密仪表轴承和金属丝的拉丝具．我国自1958年起就能产生人造刚玉了．7.氧化铝，化学符号：Al2O3、分子量102，纯净氧化铝是白色无定形粉末，俗称矾土，密度3.9-4.0g/cm3，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，为两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，有四种同素异构体β－氧化铝δ－氧化铝v－氧化铝a－氧化铝，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取。

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！”2.老人们都笑了，自巨石上起身。

而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。

我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。

”6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。

”7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。

8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。

9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。

分子结构图名称中文名称：铝氧，三氧化二铝英文别名：Aluminum oxide化学式Al2O3相对分子质量101.96性状难溶于水的白色固体。

无臭。

无味。

质极硬。

易吸潮而不潮解。

两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂。

相对密度(d204)4.0。

熔点约2000℃。

储存密封干燥保存。

SCRC100009用途用作分析试剂。

有机溶剂的脱水。

吸附剂。

有机反应催化剂。

氧化铝课题资料总结1 氧化铝晶型1.1 α-Ａｌ2Ｏ3α-Ａl2Ｏ3属三方晶系,在铝的氧化物中是最稳定的相,具有熔点高、硬度大、耐磨性好、机械强度高、电绝缘性好、耐腐蚀等性能,是制造纯铝系列陶瓷、磨料、磨具及耐火材料的理想原料。

1.2 β-Ａｌ2Ｏ3β-Ａl2Ｏ3并非氧化铝的异构体,而是一种铝酸盐。

通式为Ｍ2Ｏ.ｘＡl2Ｏ3,Ｍ为一价阳离子,也可被二价或三价阳离子置换。

β-Ａl2Ｏ3属六方晶系,具有密度大、气孔率低、机械强度高、耐热冲击性能好、离子导电率高、粒度分布均匀且细、晶界阻力小等特点。

它可用作钠硫(Ｎａ/Ｓ)蓄电池中的固体电解质薄膜陶瓷隔板,既作为离子导电体,又具有隔离钠阴极和多硫钠阳极的双重作用;还可用于室温电池,钠热敏元件,制作玻璃、耐火材料和陶瓷的原料等。

1.3 γ-Al2O3γ-Ａl2Ｏ3是由一水软铝石在低温(500～750℃)煅烧得到,γ-Ａl2Ｏ3属立方晶系,为多孔性、高分散度的固体物料,具有很大的比表面积,活性大,吸附性能好。

它广泛应用于各种行业中的吸附剂和脱水剂、汽车尾气净化剂;制备航天航空、兵器、电子、特种陶瓷等尖端材料的原料,石油化工和化学工业中用作催化剂(炼制石油)或载体(使石油氢化)。

纳米γ-Ａl2Ｏ3ＣＭＰ(化学机械抛光)浆料可用于集成电路生产过程中层间钨、铝、铜等金属布线材料及薄膜材料的表面平坦化,以及高级光学玻璃、石英晶体及各种宝石的化学机械抛光。

1.4 δ-Ａl2Ｏ3δ-Ａl2Ｏ3是由一水软铝石在800～1 050℃煅烧得到,δ-Ａl2Ｏ3属四方晶系,有强吸附能力和催化活性,可用作吸附剂、干燥剂、催化剂及其载体。

1.5 η-Ａl2Ｏ3η-Ａl2Ｏ3是由拜尔体的氢氧化铝在一定的升温速率下在400～750℃煅烧得到,η -Ａl2Ｏ3属立方晶系,具有比较大的孔容和比表面积,主要用作催化剂的载体。

1.6 θ-Ａl2Ｏ3θ-Ａl2Ｏ3是由拜尔体的氢氧化铝在一定的升温速率下在900～1 100℃煅烧得到,θ-Ａl2Ｏ3属单斜晶系,其性能介于γ-Ａl2Ｏ3和α-Ａl2Ｏ3之间,常与γ-Ａl2Ｏ3和α-Ａl2Ｏ3共存。

一硼单质及其化合物制作成员：摆宫泽贾震韦仕富(1) 硼单质硼单质可以分为晶体和无定形两大类。

晶体硼呈灰黑色，硬度极高，导电性差，但它的电导率却随着温度的升高而增大，从而显示出与金属导体的不同。

不太纯的无定形硼为棕色粉末。

晶体硼单质的化学反响活性较低，无定形硼相对活泼。

①硼单质的晶体构造晶体硼单质根本构造单元为正二十面体，12个硼原子占据着多面体的顶点。

α—菱形硼：B12构造单元间的硼硼化学键属于三中心二电子键。

由片层间B12构造单元按面心立方最密堆积方式形成晶体，其中所以硼原子间均形成共价键，使单质硬度大，导热能力强，导电能力弱。

β—菱形硼：构造更复杂，其中含B84构造单元。

②硼单质的化学性质1 常温下与F2化合：2B+3F2=2BF32 在空气中燃烧，放出大量热：4B+3O2=2B2O33 由于硼氢键的键能很大，所以硼能从许多稳定的氧化物如SiO2，P2O5中夺取氧。

硼在炼钢过程中可以作为去氧剂。

4 赤热下，无定形硼与水蒸气反响：2B+6H2O(g)=2B(OH)3+2H25 在高温下硼能同N2，S,*2等非金属单质反响2B+N2=2BN2B+3Cl2=2BCl22B+3S=B2S36 在高温下硼也能同金属反响生成金属硼化物，如NbB4，ZrB2,LaB6等。

硼化物一般具有高硬度高熔点。

7 无定形硼不与非氧化性酸作用，但可以与热浓H2SO4，热的HNO3反响：B+3HNO3(浓〕=B(OH)3+3NO2↑2B+3H2SO4(浓〕=2B(OH)3+3SO2↑8 有氧化剂存在时，硼和强碱共熔可得到偏硼酸盐：2B+2NaOH+3KNO3=2NaBO2+3KNO2+H2O③硼单质的制备工业上用碱法分解硼镁矿制取单质硼。

Mg2B2O5•H2O+2NaBO2=2NaBO2+2Mg(OH)24NaBO2+CO2+10H2O=NaB4O7•10H2O+Na2CO3NaB4O7+H2SO4+5H2O=4H3BO3+Na2SO42H3BO3=B2O3+3H2OB2O3+Mg=2B+3MgO用硫酸与硼镁矿反响一步制得硼酸：Mg2B2O5•H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4●(2) 硼氢化合物称为硼烷，的有：B2H6，B4H10，B5H9，B8H16，B8H18等，BnHn+4和BnHn+6共20 多种。

展开编辑本段概要管制信息本品不受管制名称中文名称：铝氧，三氧化二铝英文别名：Aluminum oxide化学式Al2O3相对分子质量101.96性状白色结晶性粉末。

无臭。

无味。

质极硬。

易吸潮而不潮解。

溶于浓硫酸，缓慢溶于碱液中形成氢氧化物，几乎不溶于水及非极性有机溶剂。

相对密度(d204)4.0。

熔点约2000℃。

储存密封干燥保存。

SCRC100009用途用作分析试剂。

有机溶剂的脱水。

吸附剂。

有机反应催化剂。

研磨剂。

抛光剂。

质检信息质检项目指标值水中溶解物，% ≤0.5硅酸盐(SiO3) 合格碱金属及碱士金属，% ≤0.50重金属(以Pb计)，% ≤0.005氯化物(Cl)，% ≤0.01硫酸盐(SO4)，% ≤0.05灼烧失量，% ≤5.0铁(Fe)，% ≤0.01编辑本段物理性质式量 101.96 amu熔点 2303 K沸点 3250 K真密度 3.97 g/cm3松装密度：0.85g/mL（325目~0）0.9g/mL（120目~325目）晶体结构三方晶系 (hex)导电性常温状态下不导电热化学属性ΔfH0liquid ?1620.57 kJ/molΔfH0solid ?1675.69 kJ/molS0liquid, 1 bar 67.24 J/mol·KS0solid 50.9 J/mol·K编辑本段安全性食入低危险吸入可能造成刺激或肺部伤害皮肤低危险眼睛低危险在没有特别注明的情况下，使用SI单位和标准气温和气压。

氧化铝是铝和氧的化合物，分子式为Al2O3。

在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。

编辑本段应急处理隔离泄漏污染区，限制出入。

建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。

避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。

若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。

收集回收或运至废物处理场所处置。

编辑本段中国工业概况我国具有较丰富的铝土矿资源，迄今已探明保守储量23亿吨，位居世界第4，具备发展氧化铝工业的资源条件。

γ-Al2O3、η-Al2O3、κ-Al2O3、χ-Al2O3、θ-Al2O3、α-Al2O3
、ρ-Al2O3和无定形相，共8种晶相。

ρ-Al2O3是结晶度最差，常温有胶结性能，500度后转变为γ-Al2O3，1000度后全变为α-Al2O3。

α-Al2O3在常温与高温都是稳定相。

即平时的刚玉材料的主晶相。

α-Al2O3也叫煅烧氧化铝,具有熔点高、硬度大、绝缘性能强、耐磨性好、化学性质稳定等特点。

广泛用于耐火材料、绝缘器材、集成电路基板、磨料磨具、陶瓷材料等许多领域。

α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；。

氧化铝的性质
氧化铝又称Al2O3，分子式为102，是一种白色无定形粉末，不溶于水，俗称铝矾土。

不要让未经稀释或大量的产品接触对水有轻微危害的地下水、水道或污水系统，未经政府许可，不要将材料排放到周围环境中。

氧化铝的性能和稳定性:
1、如果按照规范使用和储存，它不会分解，也没有已知的危险反应，从而避免氧化物。

2、氧化铝纤维用于强化金属时，与金属有良好的溶解性。

此外，它不会对金属产生化学反应，是一种理想的金属增强纤维。

氧化铝纤维是多晶耐火纤维的重要品种。

氧化铝纤维的导热系数、热收缩率和热容量较低。

它具有耐高温、高热的特点。

长期使用温度为1300~1400℃，高于普通硅酸铝纤维(1000~1100℃)，高使用温度为1500~1700℃。

和碳/碳化硅纤维等非氧化物的纤维对比，Al2O3纤维不仅是拥有高强度、高模量、耐高温等优异性质，而且具有良好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。

可在酸性环境、氧化气氛、还原气氛和真空条件下使用，对碱性环境有一定的耐腐蚀性，但易被铅蒸气和五氧化二钒腐蚀。

3、易吸水但不潮解。

它是一种两性化合物。

4、它会导致呼吸困难。

最好在通风柜中操作，并储存在干燥和惰性条件下。

铝氧化的化学方程式
铝在空气中氧化的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3。

铝是一种银白色的活泼金属，常温下纯铝与空气中的氧气结合生成氧化铝，先生成的氧化铝层会妨碍氧与铝的反应，掩护里面的铝不被进一步氧化。

铝含量分布
地壳中含量最丰富的金属元素，含量8.3%。

主要以铝硅酸盐矿石存在，还有铝土矿和冰晶石。

氧化铝为一种白色无定形粉末，它有多种变体，其中最为人们所熟悉的是α－Al2O3和β－Al2O3。

自然界存在的刚玉即属于α-Al2O3，它的硬度仅次于金刚石，熔点高、耐酸碱，常用来制作一些轴承，制造磨料、耐火材料。

如刚玉坩埚，可耐1800℃的高温。

Al2O3由于含有不同的杂质而有多种颜色。

例如含微量Cr(III)的呈红色，称为红宝石；含有Fe(II)，Fe(III)或Ti(IV)的称为蓝宝石。

铝是一种轻金属，化学符号为Al，原子序数为13。

铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。

在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。