异丙醇铝水解制备α-Al2O3的影响
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异丙醇铝水解制备α-Al2O3的影响研究与开发文章编号：１００１—９６４２（２００６）０１—００２５一０３晶种的加入对异丙醇铝水解制备Ⅸ一ＡＩ２０３的影响王细凤１，罗昔贤’，温嘉琪２，肖志国１（１大连路明发光科技股份有限公司，大连；２大连路明纳米材料有限公司）【摘要】：以异丙醇铝水解制备０ｃ—Ａ』。
ｏ、粉体，研究了晶种的加入对前驱体物相变化、氧化铝粉体的形貌以及其烧结性能的影响。
结果表明，加入５％左右的ｃｃ—Ａ｜。
ｏ、作为晶种时，可以降低氧化铝粉体的转相温度，能获得分散性更好、平均粒径更小的ａ—Ａ』。
ｏ。
粉体，其烧结性能也有所提高。
【关键词】：异丙醇铝，晶种，氧化铝，烧结２．１实验方法将分析纯的异丙醇铝溶解在适当比例的异丙醇里，然后以一定速度滴加到经异丙醇稀释后的去离子水中，经水解、老化后得到水解产物，过滤后在烘箱中８０℃左右烘干，即得到氧化铝前驱体。
将氧化铝前驱体过２００目筛后，加入一定量的ｏｃ—Ａｌ，Ｏ，（ＡＫＰ一３０００，０．４—０．７“ｍ，＞９９．９９％）作为晶种，以无水乙醇为分散剂，用玛瑙球作球磨介质，在高速球磨机上球磨１２小时，使晶种均匀地分散在前驱体中，然后烘干、研磨、过２００目筛，将粉体在不同温度下灼烧，得到疏松的白色粉体。
灼烧获得的氧化铝粉体在钢模中以２０ＭＰａ的压力压制成型，获得直径为ｌ５１引言高纯超细氧化铝粉体因其纯度高、粒径小，显示出了常规材料所不具有的光、电、磁、热和机械特性，因而它作为一种新型功能材料广泛用于光学、化工及特种陶瓷等多个领域。
但通常用的液相法制备的氧化铝粉体，需在高温下才能转化为ＣｃＡｌ，Ｏ，，而前驱体经高温煅烧后易发生团聚，比表面积急剧下降，平均粒径急剧上升，难以制得高质量的超细粉体。
只有在较低的温度下才能制备高质量的Ｏｃ—Ａ１．Ｏ，粉体１１］，因此如何降低氧化铝粉体的转相温度，成为人们研究的焦点。
ｍｍ的圆片状生坯，在箱式炉中进行烧结，升温速度为１０℃／ｍｉｎ，在一定温度下保温１．５小时，用Ａｒｃｈｅｍｉｄｅｓ原理测定烧结体的密度，然后计算烧结率。
２．２表征采用Ｘ射线衍射仪（Ｄ／ｍａｘ一ⅢＡ）分析氧化铝粉体的物相组成，用扫描电镜（ｐｈｉｌｉｐｓ粉末的颗粒尺寸及形貌。
３晶种及添加剂的加入被认为是行之有效的方法，在碳酸铝铵热分解生产高纯ｃ【一Ａｌ，０，粉体过程中，ｌ，Ｏ：晶种的加入能降低前驱体的转相温度，使氧化铝产品有更好的烧结活性［２１。
Ｋｕｍａｇａｉｅｔａｌｌ３１．研究Ｇ【ＸＬ一３０）观察Ａ实验结果与讨论表明，ｏ【一Ａｌ，Ｏ，晶种的加入可以使Ａ１００Ｈ到仅Ａｌ，Ｏ，的转相温度降低ｌ７０℃左右。
．Ｚｈ卜ＰｅｎｇＸｉｅｅｔａｌｆ４１研究表明，Ｏ【一Ａｌ，Ｏ，晶种的加入，可以降低其转相温度，而且发现晶种的粒子大小及其分布对氧化铝产品的粒子大小及分布有重要的影响，品种的形貌对氧化铝的形貌也有较重要的影响。
醇铝盐水解制备氧化铝是液相法中的一种，由于其具有生产氧化铝纯度高、成本较低等优势而成为国内外研究的热点，但其前驱体同样需在高温下灼烧才能得到ａ—Ａｌ，Ｏ，粉体［５】，因此产品极易产生团聚而影响其在精细陶瓷、高压钠灯管等领域的应用，本文以异丙醇铝水解制备ｃ【一Ａｌ，Ｏ，为例，考察了ｄ—Ａｌ，Ｏ，晶种的加入对前驱体加热过程中转３．１晶种的加入量对前驱体加热过程中相转变的影响分别加入质量分数为ｌ％、３％、５％、７％的０ｃ—Ａｌ，０，作为晶种，然后在不同温度下灼烧，考察晶种的加入量对前驱体转相的影响，并与未加晶种时作比较，其结果如表ｌ所示。
从表１可以看出：Ｏｌ—Ａｌ，Ｏ，品种的加入不能改变氧化铝粉体的转相顺序，从前驱体到０【一Ａｌ，Ｏ，粉体的形成，需经过如下几种晶型的转变：４Ｚ（０ＩＨ），——二生马ｙ一—｝拶一一秒一—｝口一Ａ，，ｏ，但对ａ相转相速度有一定的促进作用，当加入品种量少于５％时，随着晶种量的增加，转相温度降低得更多，这是因为ｖ—Ａｌ，Ｏ，、６一Ａｌ，Ｏ，、ｅ—Ａｌ，Ｏ、的晶格结构都是近似的阴离子立方密堆积，Ｙ一６和６一ｅ的转变为位移转变，所以它们之间的转变仅需较少的能量。
ｅ一Ⅸ是重建性的，经历成核和晶体生长过程，成核过程需要较多的激活能，在灼烧的时候加入相、产品形貌及其烧结性的影响。
２实验６如王∞细卸凰一ｑ∞盯４一收作的稿者研日简究如、￡要从事超细粉体材料足够量的晶种，能起到成核点的作用，降低转变时的激活能，从而降低相转变温度，这个过程可以由不均万方数据霉ｉ豢奢瘩黼ｌｉ熬曩爨醚壤§翻藏熬≤颡馘獭赫；灞霪ｉ鎏ｉ麟ｉ∥中国陶瓷２００６年第２期表１前驱体在灼烧过程中的相变ｔａｂＩｅｌｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｎｌａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓａｎｌｐｌｅｓｄｕｒｊｎｇｃａＩｃｉｎａｔｊｏｎｓＴｅⅡｌｐ．（℃）３００５００７００８００９００ｌＯ∞１０５０１１００１１５０空白ＡＹＶ＋６６＋ｅ６＋ｅｅ＋。
【ｅ＋Ⅸｅ＋ｃｃ旺１％ＡＹＹ＋６６＋ｅ６＋ｅｅ＋Ⅸｅ＋０【ｅ＋ｏ【ｃ【３％ＡＹＶ＋６６＋ｅ６＋ｅｅ＋ｏ【ｅ＋０【ｏ【０【５％ＡＶＶ＋６６＋ｅ６＋ｅＯ＋ｏ【Ｏ【。
【０（７％Ａｙｖ＋６６＋ｅ６＋ｅｅ＋０［０【ｃｃ匀成核理论解释（ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ），间的平均距离变得更短，当临近的晶界相遇时，防碍每个晶种均可提供多点成核，成核能和相变温度大大晶体生长。
有限的晶体生长的空间是导致晶粒变细的降低。
随着晶种含量的增多，前驱体中晶核密度增大，主要原因，另外其转相温度降低，也抑制了晶体的生提供了更多的晶核场，大大降低了相变活化能和Ｏ【一长及粒子的团聚，因而加人晶种所得到的ａ—Ａｌ，Ｏ，粉Ａｌ，Ｏ，的成核能，从而提高了相变的推动力，可以在更体具有较小的粒径及更好的分散性。
从图ｌ也可看出，低的温度下转变成＆一Ａｌ，Ｏ：。
但当加入晶种量高于５％加入晶种得到的氧化铝粉体的粒子分布更均匀而且有时，其转相温度也不能再进一步降低，这是因为加入更好的形貌，这可能是因为一定量ａ—Ａｌ，Ｏ，晶种的加晶种量太多只有～部分起到了晶核的作用，因而不能入，在一定程度上可以改变氧化铝粉体粒子的生长方进一步提高相变的推动力，因此加入晶种量为５％左右向，从而影响产品表观性能。
比较合适。
３．３晶种的加入对Ⅸ一ＡＩ：ｏ，烧结性的影响从表１也可看出，晶种的加入对异丙醇铝水解制备氧化铝粉体转相温度的降低并不是太明显，最低的加入晶种以及不加晶种所制得的ｏ【一Ａｌ，Ｏ，粉体在不同温度下的烧结率如图２所示，从图２可以看出：当仅一Ａｌ，Ｏ，转相温度也需在１０５０℃，这与李继光等㈦的研究结果有所不同。
加入５％Ｏ【一Ａｌ，０，作为晶种时，温度达到ｌ５００℃时，３．２晶种的加入对Ｏ【一ＡＩ，Ｏ，形貌的影响图１是氧化铝前驱体在不加晶种与加入晶种５％灼９８９６烧后的扫描电镜图，从图可以看出，加入晶种后，氧９４化铝粉体有更好的分散性和更小的粒径，这是因为晶９２种的加入，同样的空间有更多的晶体生长点，晶种之９０８８８６８４１３００１４００１５００１６００１７００ｓｍｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（℃）图２两种ｃｃ—ＡＩ：ｏ。
粉体烧结率与烧结温度的关系ｆｉｇ．２ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｉｎｔｅｒｉｎｇｒａｔｅａｎｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｎｌｐｅｒａｔｕｒｅｆＯｒｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｏ【一Ａ１２０３ｐｏｗｄｅｒ氧化铝的烧结率就能达到９６％以上，而不加晶种的氧化铝粉体在同样条件下的烧结率只能达到９４％左右，只有烧结温度到ｌ６００℃才能得到烧结率为９６％以上的烧结体，这主要是因为在氧化铝前驱体中加入一定浓度的晶种，得到的氧化铝粉体有更好的分散性及更小的粒径。
在烧结过程中，不同粒径Ｏ【Ａｌ，Ｏ，粉末所需的激活能是不一样的，纳米级Ｏ【Ａ１，Ｏ，的激活能比亚微米及微米级Ｏ【一Ａｌ，Ｏ，的激活能低得多。
同时软团聚粉体所需的激活能比硬团聚粉体低，这是因为软团聚在成型时被破坏，烧结在初始粒子状态进行，扩散距离短，所需激活能低。
硬团聚粉体则相反，成型时不能完全被压碎，生坯的均匀性不好，未破碎的团聚块图１０【一ＡＩ：ｏ。
的扫描电镜图（仅一未加晶种。
有相对较高的密度，在低温阶段就会发生优先烧结，ｂ一加入５％的ａ—Ａｌ２０３晶种）ｆｉｇ．１ＳＥＭｐｉｃｔｕｒｅｓｏｆａ—Ａｌ２０３（ａ—ｗｉｔｈｏｕｔｓｅｅｄ烧结的差异性能导致生坯块中产生应力，导致团聚体ｂ—ｗｉｔｈ５％ｏ【一Ａｌ２０３ｓｅｅｄ）与周围粒子之间产生裂纹，从而影响其烧结性。
雾移。
ｌ爱篱雾修簦｝ｊ＝魁孵锶黪参肇囊囊ｉ鏊麓骥誊囊壤ｉ燮麟：万方数据２００６年第２期４中国陶瓷℃时，粉体的烧结率就能达到９６％以上。
结论在超细粉体的制备过程中，除要求颗粒尺寸为纳参考文献米级，颗粒尺寸分布狭窄外，很重要的一点是防止颗粒的硬团聚，因为粉体中硬团聚的存在，将使烧结体【１］李江，潘裕柏，陈志刚等．湿化学法制备ｄ—Ａｌ，Ｏ，纳米粉．硅酸盐通报，２００３（１）：９２—９５中形成裂纹状缺陷，严重影响粉体的成型性能和烧结活性，这会限制其在陶瓷行业的应用。
本文通过加入仅一Ａｌ，Ｏ，晶种，对异丙醇铝水解制备０【一Ａｌ，Ｏ，粉体进行研究，通过实验可以初步得出如下结论：４．１以仅［２】李继光，孙旭东，赵志江等．籽晶对碳酸铝铵热分解相变及ａ—Ａ１．０，纳米粉烧结活性的影响。
金属学报，１９９９，３５（１０）：１０９９一ｌ１０２［３】ＫｕｍａｇａｉＭ，ＭｅＳｓｉｎｇＧＬ，Ｅｎｈａｎｃｅｄｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ’ｂＯｅｈｍｉｔｅＳｏｌｇｅｌｂｙａ—ａｌｕｍｉｎａｓｅｅｄｉｎｇ．ＪＡｍＣｅｒａｍｓｏｃ１９８４；６７：Ｃ２３０—２３１Ａｌ，Ｏ，作为晶种，不能改变水解前驱体的转相顺序，但能降低ａ相的转相温度，晶种的加入量为５％左右比较合适。
４．２前驱体中加入５％仅到分散性更好，粒度更细的ⅨＡｌ，Ｏ，作为晶种，可以得Ａｌ，Ｏ，粉体。
５００ｆ４１ＺｒｌｉＰｅｒｌｇⅪｅ，ＪＩＷｅｉＬｕ，ＬｉｏｎＣｈｕｎＧａｏｅｔａｌ，Ｉｎｎｕｅｎ。
ｅＯｆｄｊ丘ｅｒｅｎ￡ＳＥ冶ｄｓａｎｄｔｒａｎ《０１１ｎａｔｉｏｎｏｆａｌｕｍｊｎｕｍｈｖｄｒＯｘｉｄｅｓｇｒａｉｎｓｂｙｈｏｔｐｒｅｓｓｉｎｇ．ｍＯｒｐｈＯｌｇｙＯｆａｌｕｍｉｎａＭａｔｅｒｉａｌＳ＆Ｄｅｓｉｇｎ２４（２００３）２０９—２１４．【５］王保奎，郑斯峒．醇铝水解产物加热过程中的晶型转变．大连铁道学院学报，１９９２，１３（３）：１１９１２ｌ４．３引入晶种产品具有更好的烧结活性，在ｌＥＦＦＥＣＴＳＯＦＳＥＥＤＯＮＳＹＮＴＨＥＳＩＺＩＮＧⅨ一Ａ１２０３ｗｉｔｈＡＬＵＭｌＮＵＭＡＬＫＯＸＩＤＥＷａｎｑｆ１２ｊＸｌｆｅｎＣＩｒＬｕｏＨＹＤＲＯＬＩＺＩＮＧＪｆａｑ｛１×｜８０ｚｈＩｑｕｏｏＬｔｄ．Ｘ｛ｘ｜ａ斥ＷｅｎＤａ｜ｉａｎＬｕｍ｜ｎｑ～ａｎＯｍｅｔｅｒＤａ｜ｊａｎＬｕｍｉｎｇＬｉｇｈｔＳ＆ＴＭａｔｅｒｌａ｜ＣＯＣＯｊｊＬｔｄｊＤａｔｌａｎ｛ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｅｅｄｏｎ【Ａｂｓｔｒａｃｔ】：０【一Ａ１，Ｏ，ｐｏｗｄｅｒｗａｓｓｙｎｍｅｓｉｚｅｄｂｙａｌｕｍｉｎｕｍｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅｈｙｄｒ０１ｉｚｉｎｇ，ｔｈｅｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｈｏｔｏｇｒａｇｈｏｆａ—Ａｌ，０，ａｎｄｉｔｓｓｉｎｔｅｒｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｒｅｓｕｌｔｉｓｔｈａｔａｆｔｅｒＤｏｗｄｅｒｈａｄａｗｅｒｅｉｎＶｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅａｄｄｉｎｇ５％Ⅸ一Ａｌ，Ｏ，ｓｅｅｄ，ｔｈｅａｌｐｈａｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｅｒｍａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｉｎｔｅｒｅｄｅａｓｉｌｉｅｒ．ｓｅｅｄ，ａｌｕｍｉｎａ，ｓｉｎｔｅｒｉｎｇｗａｓｌｏｗｅｒ，Ⅸ一Ａｌ，０１ｂｅｔｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉＯｎ，【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】：ａｌｕｍｉｎｕｍｉｓｏｐｒｏｐｏｘｉｄｅ，（上接第２０页・Ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｏｎｐａｇｅ２０）ｏｆｒｅｆｒａｃｔｏｒｙｏ妇ｄｅｓＭａｔＳｃｉＥｎｇＡ２６ｌ（１—２）：１８８一１９５学性能，人们探索出多种制备ＭｏＳｉ，基复合材料的方法，包括颗粒弥散增韧，晶须和纤维增韧及固溶增韧，使材料的断裂韧性远远高于单相的ＭｏＭＡＲ１５１９９９［６］ＨｅｂＳｕｒＭＧ，ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｉＣ（ｆ）／ＭｏＳｉ，一Ｓｉ，Ｎ。
