氧化铝ppt课件

晶须
薄膜
晶粒
Kim K.H.等以铝的烷基物和氧气为反应物, 反应器的压力保持在215x103Pa,氧气必须过量 的条件下使反应物产生适度的等离子体而发生 化学反应,制备了5~150mI的无定形态的-Al2O3。
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2.4液相法
液相法又称湿化学法,是目前科研领域和工业上应用最广，也是最为 有效的制备纳米微粒的方法之一。常用的液相化学法包括沉淀法、溶胶 一凝胶法、微乳液法、有机醇盐水解法、喷雾热解法、水热法等。
有机醇铝盐水解法：有机醇铝盐水解法是将铝和醇在催化剂作用 下进行化学反应生成醇铝盐， 提纯后成为高纯醇铝盐， 水解后生成 水合氧化铝， 再焙烧成为高纯氧化铝。
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2.4液相法
水热法：制备-Al2O3粉体一般以Al的氧 化物(一Al2O3)或氢氧化物(AlOOH、Al(OH)3) 作为前驱体,在密闭系统里搅拌。加热,在加热 过程中前驱体的溶解度随温度升高而增加,最 终导致溶液过饱和并逐步形成更稳定的Al2O3新相。
下仍能保持其性能不变；
水系流延成形 Al2O3陶瓷基片，利用非水系
（2 ）高强度 ，在很大压力梯度操作 流延成形可以制备表面光滑 、平整、致密
下 ， 不会被压缩或产生蠕变，机械性能好；度高的Al2O3陶瓷基片，但在制备工艺中，
（3 ）化学稳定性好 ，能耐强酸强碱 基片的烧结温度高、耗能大。 因此可以在
但此种方法容易形成SO3、NH3等气体,给环境造成严重污染。
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2.3气相法
气相法是利用气体或通过等离子体、激光蒸发、气相
电子束加热或电弧加热等方法将物质变为气体,使
核
颗
之在气态下发生物理或化学反应,最后在冷却过程
气体 粒
中凝聚成超细颗粒的方法。气相法分为：蒸发冷凝
法(PVD)和化学气相沉积法(CVD)两种。
改良拜耳法，是将铝酸钠溶液通过深度脱硅、除 铁等净化工序得到高纯铝酸钠溶液，通过控制铝酸钠 溶液的分解条件，使结晶过程中氢氧化铝向种子析出 的速度极为缓慢，抑制异常晶核的形成，减少氢氧化 铝中Na,Si等杂质的夹杂，得到高纯氢氧化铝，再经锻 烧、研磨等工序制得高纯氧化铝。
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2.2固相法
（1）盐类热分解法：化学热分解法是常用的一种固相制备粉体的 方法。将重结晶提纯后的硫酸铝钱[NH4Al(SO4)212H2O]在空气中进 行热分解,就能获得性能良好的Al2O3粉末。其分解过程如下:
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3.氧化铝的应用
氧化铝陶瓷刀具
早在20世纪初，德国与英国已开始采用陶瓷刀具取代传统的碳素
工具钢刀具，但由于当时的陶瓷脆性较大，所以其应用受到局限。如
何克服陶瓷刀具材料的脆性，提高其韧性，成为近百年来陶瓷刀具材
料研究的主要课题。20世纪50年代以前以纯Al2O3陶瓷为主，60年代
至70年代以Al2O3/TiC复合陶瓷为主，70年代后期至80年代初期发展
氧化铝陶瓷基片
Al2O3陶瓷膜在净化工业用水加工、海
Al2O3陶瓷基片具有机械强度高、绝缘
水淡化、气体分离、催化反应等方面都具有 性好、避光性高等优良性能，广泛用于多层
大量的应用，陶瓷膜与有机高分子膜相比： 布线陶瓷基片、电子封装及高密度封装基片。
（1 ）耐高温 、热稳定性好 ，在高温
目前 ， 在工业应用中大部分都采用非
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2.4液相法
微乳液法：主要是油包水(w/o)型 体系微乳液的结构示意图,A1+3可以溶 解在水相结构中,形成极其微小而且被 表面活性剂和油相包围着的水核,这些 水核可以使氧化铝成核、生长、聚结、 团聚等过程局限在一个微小的球形液滴 中,从而形成球形颗粒,又避免了颗粒的 进一步团聚。
Oil Water
了氮化硅基陶瓷刀具材料及ZrO2相变增韧陶瓷刀具材料，80年代后期
到90年代，发展了晶须增韧陶瓷刀具材料。
增韧 Al2O3陶 瓷 刀 具 是 指 在 Al2O3基 体 中 添 加 增韧
或增强材料。 目前常用的增韧方法有：ZrO2相变增韧、晶须增韧、
第二相颗粒弥散增韧等。
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3.氧化铝的应用
多通道管式陶瓷膜元件
CaO • Al2O3
-Al2O3
Al2O3有很多种晶型，目前发现的在十二种以上，其中 常见的有 、、、、、等。其中是高温稳定晶型， 其它均为不稳定的过渡晶型，在高温下可以转变为相。
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1.氧化铝的结构与性质
图：-Al2O3晶体结构
-Al2O3为刚玉结构，属于三方晶系。正负 离子配位数为6:4，在三次轴平面内O2-作近似六 方密排（A-B-A-B），而Al3+则位于氧的八面体 间隙（在两氧离子层之间），填充三分之二八面 体间隙。
沉淀法：在一定pH值下,利用A(NO3)3,Al2(SO4)3或AICl3溶液为原料, 加入分散剂,利用氨水、尿素、碳酸氢氨为沉淀剂,都可沉淀出Al(OH)沉 淀,经过高温锻烧便可获得Al2O3粉末。
溶胶凝胶法：首先制取金属醇盐[M(OR)n],再将醇盐在一定的水解体 系中进行水解一聚合反应形成溶胶,进一步经缩聚反应获得凝胶,凝胶经 解凝得超细粉的前驱体,再通过热处理获得超细粉末。
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2. 氧化铝的制备方法
2.1改良拜耳法 2.2固相ห้องสมุดไป่ตู้ 2.3液相法 2.4气相法
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2.1改良拜耳法
拜耳法： 1.加热用氢氧化钠溶解矿石。氧化铁不溶，二氧化硅溶 解为硅酸根（Si(OH)62−），氧化铝溶解为铝酸根 （Al(OH)4−）。
2.过滤，加酸处理，氢氧化铝沉淀出来，再过滤。 3.强热氢氧化铝，可得无定形之白色氧化铝粉末。
Al2O3结构陶瓷
1.氧化铝的结构与性质 2.氧化铝的制备 3.氧化铝的应用 4.我国铝土矿资源
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制作人：侯韶克
1.氧化铝的结构与性质
-Al2O3
Al2O3(
Li2O3 • Al2O3 固溶体
)
>1000℃ Li2O3
1200~1300℃
Na2O K2O CaO BaO
-Al2O3 （Na2O•11Al2O3）
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1.氧化铝的性质
-Al2O3具有熔点高、硬度高、耐磨损和绝缘性优异 等特点。 -Al2O3性能如下表：
性质 熔点/℃ 密度/gcm-3 膨胀系数/106/℃ 热导率/Wm-1K-1 杨氏模量/GPa 维氏硬度/GPa 体积电阻率/m 介电常数
数值 2040 3.98 8.5 29 380 18 1012 9