液相化学合成法制备高纯Al_2O_3超细粉体
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２ （ Ｈ ３３ ￣Ｏ ＝ １ Ｓ ４ ＋ Ｈ２ ＡＩ ） Ｈ Ｓ ４Ａ ２ Ｏ ） ６ ０ Ｏ ＋ （ ｓ Ａ ２ ＯＤ＋ ｔ ） Ｏ ＋ ２ ２ ２ Ｈ Ａ （Ｏ ２１ Ｈ ０ １Ｓ ３（ ｈ ２ ４Ｉ Ｈ ０＝ Ｎ ４ Ｉ ０ 。２ ２ （ Ｎ Ｓ Ｓ
Ｎ 、 ａＭｇＦ 、ｉ 得 溶液 ， 静置、 干燥后得到黄色透明凝胶 ， ５０ 左右 除去 Ｋ、 ａＣ 、 、ｅＳ 等杂质及机械 混入物 ， 在 ８￣ Ｃ 的球形 － １ ３ 。 Ａ ２ 粉 用该法制备高纯 Ａ ２ ０ １ ｌ 超细粉末 具有原料便宜 ， 设备简单 ， 粒子分散性好等优点阴 。
该方法的关键是要制备很纯的硫酸铝铵 ， 因此要
胺为原料 ， 在室温下不断搅拌的 同时 ， 向一定浓度的
硝酸铝溶液缓 慢加入适量的六次甲基 四胺溶液， 继续 搅拌得到透明溶胶 ， ５ ℃水浴 １ｒ ｎ 得到透 明凝 经 ０ ５ ｉ， ａ 胶。 凝胶经陈化和 ７ ℃干燥后 ， ０ 通过 ７ｏ２ ｏ ＇热处理 ， ｔ 可 得到平均粒径为 １ｎ 以下 的球 形 ＿ １ 粉 ， ０ｍ Ａ 再
１ ．碳酸铝铵（ Ａ Ｈ） ．２ ２ Ａ Ｃ ￣ 法
在 ｉ０ ｏ热处理可得 仪－ Ｉ）粉 。用该法制得的样 气制成的硫酸铵可 以循环使用 。 ｉ０ Ｃ Ａ ３ （ 这种工艺的特点是比 品在热处理过程 中相变过程简单 ， 且稳定相 仅 Ａ ２ —１ Ｉ
能在较低温度下得到 ， 从而可避免纳米粉粒度的过度 粗化和纳米粉的硬 团聚。
２ＮＨ ） Ｏ＋ Ｃ ＋ ３ ０ （ ４ Ｓ ４３ Ｏ２１Ｈ２ ２ ２ ￣ Ｉ Ｈｈ Ｏ — ２ ３３ ０＋ Ｃ ｚＡ１ ＮＨ Ａ（ Ｏ Ｃ ３＋ ＮＨ ＋ Ｈ２ ２ Ｏ ＋ ２ ０３
水热合成法是指在密封的反应容器（ 高压釜） 中， 以水或有机溶剂为反应介质 ， 通过对反应容器加法是制备结晶良好、 团聚超细纳米陶瓷粉体的 无 优选方法之一ｆ ９ 】 。其原理是在高温高压下一些氢氧化
１４ 水热 合成 法 ．
Ａ Ａ溶液边搅拌边加入至 Ａ Ｃ溶液 中，反应生成碳 本 约为 ３ 元 ／ｇ Ｈ ０ ｋ。
沉降 、 过滤、 沉涤 、 烘干、 研碎后 ， 加入添加剂混匀 ， 在 １０ ｏ以上的温度下热分解制得 （ 超细粉 。 ０ １ Ｃ ） ３ 化学
反应式如下 ：
４ Ｈ Ｈ Ｏ．Ｎ￣ Ｎ ４Ｃ ￣ ＋ ｓ ￣ ２ ２ ＝ Ｌ Ｉ ）Ｃ ｏ３ １ Ｈ ０ Ｎｔ Ａ（ ２Ｏ ＯＨ
（ 以无机盐为先驱体 ， ２ ） 胺盐 为催化剂 的溶胶 一
凝胶法
２ ４ Ｓ ４ ・２ ２ ＮＨ Ａ１ Ｏ ） １ Ｈ ０ （ ２
２ ｓ２ Ｉ￣ ４ ０ ０ ＋ Ｎ － ｔ＋ Ｓ ３Ｔ ［
该法采用分析纯 Ａ （ Ｏ） ９ ２ Ｉ 。 ・Ｈ０和六次 甲基 四 Ｎ 。
＋ ３ ２ １Ｈ０ｔ
明溶液 ， 经微孔滤膜过滤后 ， 将该溶液在一定温度下
绶 ｌ蒸发 ， 曼 得到具有一定粘度和流动性的淡黄色透明
焙烧数小时 ， 得到平均粒径 为 １ｎ 纯度达 ９ ． ％ ４ ｍ， ９８ ９
用系统中的母洗液 。通过硫酸铝铵的多次精制 ， 净化 到精制硫酸铝铵 ， 硫酸铝铵在脱水 炉中脱水后 ， 进高 温炉分解生成 Ａ 产品。其反应过程可表述如下 ： ｌ
且设备简单 ，制备工艺影响因素可控 ，产 品收集容
易， 是研究最多和最有希望的方法嘲 。
蚀、 比表面积大、 反应活性高 、 绝缘性好 ， 在低温下易 于成型等优异特 性。同时 Ａ ３ １）超细粉体 由于纯度 （
高、 颗粒细小且分布均匀 ， 其表面电子结构和晶体结 构发生较大的变化 ，因而具有小尺寸效应 、表面效 应、 量子效应以及宏观量子隧道效应等特殊性能 ， 是
法原料来源少、成本高的缺点 ，较适宜应用于高纯 分解， Ｈ Ｏ Ｓ 。 Ｎ－ …・ 待 ２或 Ｏ 或 Ｉ Ｉ 播发后 ￣
该法是将分析纯 Ａ（ Ｏ） ９ ２ ｌ ｓ ・Ｈ ０和柠檬酸 按一 Ｎ 。
定配比溶于水中 ，加入适 量分散剂 ，用浓 Ｈ Ｏ 或 Ｎ 。
Ｎ－・ ２ Ｉ ＨＯ调节溶液到一定的初始 ｐ Ｉ ３ Ｈ值 ， 得到无色透
收稿 日期 ： ０４ ０—４ ２０－ ３０
通讯联系人 ： 唐志阳， － ａ ： ｎ ｃ ｕ ｇ ｄ ２ ． ｒ Ｅ ｍ ｉ ｔ ｇ ｈ ｎ ｏ ＠１ ６ ｏ ｌａ ｃｎ
式 中， Ｉ Ｒ Ａ（ ）为醇铝 ， Ｉ。 Ｏ Ａ Ｒ 为烷基铝 ， Ｒ为烷基 。该
法 所得产 品平均粒 径 比其它 工 艺小 ， 径可小 于 粒
《 陶瓷学报》 Ｏ １年第 ３期 ２１
０１ ． ｍ， 纯度高（ 可达 ５ Ｎ级 ） 水解时生成的 Ｒ Ｈ可 。 Ｏ 以循环使用 ， 以降低成本 。该法的特点是制备工艺复
力搅拌下，滴加氨水到 ｐ Ｈ值为 ８ 继续搅拌 ２ ｍ ｎ ， ０ｉ 后 ，把溶胶乳化液移入烘箱到半凝胶状 ， 然后置于 Ａ ２。 ｌ 坩埚中 ， １ ℃／ ｉ 升温速度在马弗炉中分别 ｏ 以 ０ ｍｎ 升至设定煅烧温度（ ｉ０ ｉ０ ℃和 １０ ｏ ， ２０ ｃ）恒温 ３ｍ ｎ ０ ｉ，
（） ＡＣ ・Ｈ０为原料 ， Ｐ和 Ｐ Ｇ为表面活 ３以 １ｈ ６ ２ Ｏ Ｅ
性剂的溶胶 一凝胶法
该法是硫酸铝铵热分解法的改进方法。 它是在用
该法采用 ＡＣｓ Ｈ０为原料 ， １ｌ ６ ２ ＂ 同时考虑到 Ｏ 对 硫酸溶解 Ａ （ Ｈ ￣ Ｐ Ｉ ）获得硫 酸铝后 ， Ｏ 再用硫酸铵与之反 溶胶乳化作用和 Ｐ Ｇ的空间位阻作用的结合能起到 应 ， Ｅ 得到硫酸铝铵 ， 再将硫酸铝铵重结晶精制 ， 然后将 更好的分散作用。 实验过程是将适量的 Ｏ 和 Ｐ Ｇ Ｐ Ｅ 混 精制硫酸铝铵 （ 记作 Ａ 配成近似饱和水溶液 ， Ａ） 另取 合表面活性剂溶液加入 １０ ｌ ％ ｌｈ溶液中， ０ｍ Ａ Ｃ ５ 在磁 精制碳酸氢铵 （ 记作 Ａ ｃ 配成所 定浓度水溶液 ， Ｈ ） 并
一
１ 制备 高纯 ｏ。 超细粉体常用的液 相化 学合 成法
１１ 溶胶 一凝胶 法 ．
种极为重要的结构及功能陶瓷材料 ，被应用于精
该法利用不 同的前驱体 （ 金属铝 、 的无机物 、 铝 铝的有机物 ） 经水解制备氢氧化铝溶胶 ， 溶胶经脱水 或除阴离子变成凝胶 ， 加热凝胶得到无水 Ａ２。由溶 １ 。 ０
摘 要
综述了目 前制备高纯 Ａ 超细粉体的三大类方法， ｌ 对其中应用和研究最多的液相化学合成法的各种方法作了较详细的介
绍 ， 了各种方法的优缺点 。简述了高纯 Ａ ３ 分析 １ 超细粉体的特性及应 用。 Ｄ 关键词 液相化学合成 ； ； ２ 纯度 ｏ 超细粉体 ； 制备
中图分类号 ：Ｑ１ ４７ 文献标识码 ： Ｔ ７ ．５ Ａ
《 陶瓷学报） ｏ １ ２ ｌ 年第 ３期
加纯氨水调节所需 ｐ Ｈ值 。按实验规模 ， 将一定量的
酸铝铵 ： ＨＡ （Ｈ ２Ｏ （ Ｎ ４Ｉ ） ￣ Ｏ Ｃ 记作 Ａ Ｃ 。 Ａ Ｈ） 沉淀经老化 、
的纳米 氧化 铝 ， 度达 ９ ．％， 纯 ９ ８ 粒径 为 ７ ２ ｎ 成 — ０ ｍ，
法三种 。其中气相法和固相法虽然有各自的优点 ，
铝水解工艺。 水解后得到的水合 Ａ２ 通过高温焙烧 ｌ Ｉ
２ （ Ｒ ３６ ２ ÷ ２ ３３ ０ ６ Ｏ ＡＩ ） Ｈ ０＿Ａｌ ・Ｈ２ ＋ Ｒ Ｈ Ｏ ＋ ０
但气相法对设备的要求非常严格 ， 操作也很复杂 ， 且 即可制得超细 Ａ２。 ｌ） （ 。反应式如下 ： 产率低 ， 成本偏高 ， 粉末的收集较 困难 ； 固相法的缺
第 ３ 卷第 ３ ２ 期 ２ １ 年 ９月 ０１
《 陶瓷学报》
Ｊ ０ＵＲ Ａ ， ＲＡＭ Ｉ Ｎ Ｉ ＯＦ ＣＥ ＣＳ
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ ３ Ｉ３ 、 Ｓ ｐ ２ １ ｅ． ０ １
液相化学合成法制备高纯 Ａ２ ３ Ｉ 超细粉体 Ｏ
唐志阳
（ 无锡工艺职业技术学院， 江苏 宜兴 ２４０ ） １２６
均匀合成的特点 ，能有效而合理地控制所制备的粉
０ 引 言
高纯 Ａ ３ ｌ 超细粉体 具有高熔点 、 （ ） 高强度 、 高硬 度、 电阻高、 机械性能好 、 、 耐磨 耐高温 、 抗氧化 、 耐腐
体的粒度 ，所制备的 Ａ ￣３ Ｉ 超细粉体表面活性高 、 ０ 平 均粒径小 、 粒径 分布窄 、 纯度高 、 匀性好 、 均 成本低 ，
（ 以无机盐为先驱体 ， １ ） 柠檬酸作 配体 的溶胶 一 凝胶法
粉体。 研究结果表明 ， 该法具有操作简便， 所用原料价
１２ 热分 解法 ．
产生硬团聚 ， 干胶在不同的温度下进行热处理 ， 即可 格便宜等特点 ， 是一种技术先进经济合理的工艺方法。
该方法是将铝盐或铝的氢氧化物加热焙烧使其 一Ｉ。 Ａ２ ， ０ 再转变为 仪 Ａ 。 一 １ 粉末。 Ｏ 常用的铝盐有硝酸铝、 硫酸 铝、 硫酸铝铵等。例如用硫酸铝铵热分解法可制得纯 度 ９． ９ ％以上 ， ９ 粉末粒度 ０ ｍ以下的 ． ５ １ ． 硫酸铝铵热分解法 ．１ ２ 该法一般先用硫酸溶解 Ａ （ Ｈ。制得硫酸铝溶 Ｉ ） Ｏ ， 液后， 加入硫酸铵与之反应 ， 制得硫酸铝铵。 严格控制 反应温度 、 配比和 ｐ Ｈ值 ， 进行合成 、 结晶 ， 可循环利 粉嘲 。
即直接得到一平均粒径为 ７ｎ ０ｍ颗粒均匀的 一 １ 。 Ａ２ ０
杂、 过程控制比较困难且成本高嘲 。
ｌ ．无机铝盐溶胶 一凝胶法 ＿２ １
该法是用无机铝盐在一定的条件 下水解形成均 匀透明的凝胶 ， 这种凝胶体可直接用烘箱烘干而不会 得到不同晶型的、粒度在亚微米级且尺寸较均一 的 Ａ ０ 超细粉体 。该法克服了有机铝水解溶胶 一 ４。 凝胶 Ａ 。 ｌ 超细粉的工业化生产 。该法有下列三种 ： Ｏ
采用高纯度的原料 （ 包括水 ）否则即使多次结晶提纯 ， 仍难以满足要求。 还有硫酸铝铵脱水成无水硫酸铝铵
时要注意不能让硫酸铝铵在结 晶水 中溶解 ， 否则会生
成多孔隙特别轻的产 品 ， 品煅烧过程 中， 在产 收集炉
较简单 ， 制得的粉体团聚少 ， 但存在热溶解现象 ， 脱水 硫酸铝铵体积膨胀 ， 热分解 中产生污染环境的 Ｓ 。 Ｏ 气 体等。且生产周期长 ， 以实现规模化生产 。 难
点是能耗较大 ， 效率低 ， 产品粒径 不够微细 ， 粒子易
２ Ｒ＋ ２ ０ ＡＩ ￣Ｈ２ ６ Ｏ ６ ２ Ａｌ３ＩＨ２ ２ ３ Ｏ＋ Ｒ Ｈ＋ Ｈ Ｏ３ Ｔ
ＡＩ ‘ Ｈ２ Ａ１ ＋ Ｈ２ ２ ３ ０ ０３ ２ ３ ０ ０３
氧化变形 ， 噪音大 ， 粉末的收集困难。液相化学合成
法是 目前实验室和工业上普遍 采用的合成 Ａ２ 超 ｌ 细粉体的方法 ，它的优点是具有控制在分子水平上
细陶瓷、 催化剂载体 、 复合材料 、 荧光材料 、 湿敏性传
感器 、 切削工具、 研磨材料及红外吸收材料等许多方 面 ， 、 医疗和信 息等领域有着广泛的应用［ １ 在光 电、 １。 １ ２
近年来随着高纯 Ａ ３ １）超细粉应用领域的迅速 （
胶变成凝胶是此法的关键 ， 粉粒 的大小和形状 由此
控制 。凝胶过程 的脱水可采用有机溶剂萃取或直接
加热干燥嘲 。
拓宽 ， 国内外对高纯 ２。 ｏ 超细粉体的制备方法进行
了大量的研究 。 １ 。 Ａ． 超细粉体的制备方法很多， 目 ２ ０ 到 前为止大致可分为 ： 气相法 、 液相化学合成法和固相
１ ．有机铝水解溶胶 一凝胶法 ．１ １ 有机铝水解主要 有醇铝即烷氧基铝水解和烷基
物在水中的溶解度大于对应的氧化物的溶解度 ， 于是
在该工艺的生产过程中 ， 要注意掌握 Ｎ ｃ ） Ｈ （ ３ 和 Ｎ ，１ Ｏ）的摩尔比和反应温度。这种工艺的特 Ｈ Ａ（ ４ ｓ
氢氧化物溶于水 中同时析 出氧化物 ， 这样避免了一般 湿化学法需要经过煅烧使氢氧化物转化成氧化物这
Ｎ 、 ａＭｇＦ 、ｉ 得 溶液 ， 静置、 干燥后得到黄色透明凝胶 ， ５０ 左右 除去 Ｋ、 ａＣ 、 、ｅＳ 等杂质及机械 混入物 ， 在 ８￣ Ｃ 的球形 － １ ３ 。 Ａ ２ 粉 用该法制备高纯 Ａ ２ ０ １ ｌ 超细粉末 具有原料便宜 ， 设备简单 ， 粒子分散性好等优点阴 。
该方法的关键是要制备很纯的硫酸铝铵 ， 因此要
胺为原料 ， 在室温下不断搅拌的 同时 ， 向一定浓度的
硝酸铝溶液缓 慢加入适量的六次甲基 四胺溶液， 继续 搅拌得到透明溶胶 ， ５ ℃水浴 １ｒ ｎ 得到透 明凝 经 ０ ５ ｉ， ａ 胶。 凝胶经陈化和 ７ ℃干燥后 ， ０ 通过 ７ｏ２ ｏ ＇热处理 ， ｔ 可 得到平均粒径为 １ｎ 以下 的球 形 ＿ １ 粉 ， ０ｍ Ａ 再
１ ．碳酸铝铵（ Ａ Ｈ） ．２ ２ Ａ Ｃ ￣ 法
在 ｉ０ ｏ热处理可得 仪－ Ｉ）粉 。用该法制得的样 气制成的硫酸铵可 以循环使用 。 ｉ０ Ｃ Ａ ３ （ 这种工艺的特点是比 品在热处理过程 中相变过程简单 ， 且稳定相 仅 Ａ ２ —１ Ｉ
能在较低温度下得到 ， 从而可避免纳米粉粒度的过度 粗化和纳米粉的硬 团聚。
２ＮＨ ） Ｏ＋ Ｃ ＋ ３ ０ （ ４ Ｓ ４３ Ｏ２１Ｈ２ ２ ２ ￣ Ｉ Ｈｈ Ｏ — ２ ３３ ０＋ Ｃ ｚＡ１ ＮＨ Ａ（ Ｏ Ｃ ３＋ ＮＨ ＋ Ｈ２ ２ Ｏ ＋ ２ ０３
水热合成法是指在密封的反应容器（ 高压釜） 中， 以水或有机溶剂为反应介质 ， 通过对反应容器加法是制备结晶良好、 团聚超细纳米陶瓷粉体的 无 优选方法之一ｆ ９ 】 。其原理是在高温高压下一些氢氧化
１４ 水热 合成 法 ．
Ａ Ａ溶液边搅拌边加入至 Ａ Ｃ溶液 中，反应生成碳 本 约为 ３ 元 ／ｇ Ｈ ０ ｋ。
沉降 、 过滤、 沉涤 、 烘干、 研碎后 ， 加入添加剂混匀 ， 在 １０ ｏ以上的温度下热分解制得 （ 超细粉 。 ０ １ Ｃ ） ３ 化学
反应式如下 ：
４ Ｈ Ｈ Ｏ．Ｎ￣ Ｎ ４Ｃ ￣ ＋ ｓ ￣ ２ ２ ＝ Ｌ Ｉ ）Ｃ ｏ３ １ Ｈ ０ Ｎｔ Ａ（ ２Ｏ ＯＨ
（ 以无机盐为先驱体 ， ２ ） 胺盐 为催化剂 的溶胶 一
凝胶法
２ ４ Ｓ ４ ・２ ２ ＮＨ Ａ１ Ｏ ） １ Ｈ ０ （ ２
２ ｓ２ Ｉ￣ ４ ０ ０ ＋ Ｎ － ｔ＋ Ｓ ３Ｔ ［
该法采用分析纯 Ａ （ Ｏ） ９ ２ Ｉ 。 ・Ｈ０和六次 甲基 四 Ｎ 。
＋ ３ ２ １Ｈ０ｔ
明溶液 ， 经微孔滤膜过滤后 ， 将该溶液在一定温度下
绶 ｌ蒸发 ， 曼 得到具有一定粘度和流动性的淡黄色透明
焙烧数小时 ， 得到平均粒径 为 １ｎ 纯度达 ９ ． ％ ４ ｍ， ９８ ９
用系统中的母洗液 。通过硫酸铝铵的多次精制 ， 净化 到精制硫酸铝铵 ， 硫酸铝铵在脱水 炉中脱水后 ， 进高 温炉分解生成 Ａ 产品。其反应过程可表述如下 ： ｌ
且设备简单 ，制备工艺影响因素可控 ，产 品收集容
易， 是研究最多和最有希望的方法嘲 。
蚀、 比表面积大、 反应活性高 、 绝缘性好 ， 在低温下易 于成型等优异特 性。同时 Ａ ３ １）超细粉体 由于纯度 （
高、 颗粒细小且分布均匀 ， 其表面电子结构和晶体结 构发生较大的变化 ，因而具有小尺寸效应 、表面效 应、 量子效应以及宏观量子隧道效应等特殊性能 ， 是
法原料来源少、成本高的缺点 ，较适宜应用于高纯 分解， Ｈ Ｏ Ｓ 。 Ｎ－ …・ 待 ２或 Ｏ 或 Ｉ Ｉ 播发后 ￣
该法是将分析纯 Ａ（ Ｏ） ９ ２ ｌ ｓ ・Ｈ ０和柠檬酸 按一 Ｎ 。
定配比溶于水中 ，加入适 量分散剂 ，用浓 Ｈ Ｏ 或 Ｎ 。
Ｎ－・ ２ Ｉ ＨＯ调节溶液到一定的初始 ｐ Ｉ ３ Ｈ值 ， 得到无色透
收稿 日期 ： ０４ ０—４ ２０－ ３０
通讯联系人 ： 唐志阳， － ａ ： ｎ ｃ ｕ ｇ ｄ ２ ． ｒ Ｅ ｍ ｉ ｔ ｇ ｈ ｎ ｏ ＠１ ６ ｏ ｌａ ｃｎ
式 中， Ｉ Ｒ Ａ（ ）为醇铝 ， Ｉ。 Ｏ Ａ Ｒ 为烷基铝 ， Ｒ为烷基 。该
法 所得产 品平均粒 径 比其它 工 艺小 ， 径可小 于 粒
《 陶瓷学报》 Ｏ １年第 ３期 ２１
０１ ． ｍ， 纯度高（ 可达 ５ Ｎ级 ） 水解时生成的 Ｒ Ｈ可 。 Ｏ 以循环使用 ， 以降低成本 。该法的特点是制备工艺复
力搅拌下，滴加氨水到 ｐ Ｈ值为 ８ 继续搅拌 ２ ｍ ｎ ， ０ｉ 后 ，把溶胶乳化液移入烘箱到半凝胶状 ， 然后置于 Ａ ２。 ｌ 坩埚中 ， １ ℃／ ｉ 升温速度在马弗炉中分别 ｏ 以 ０ ｍｎ 升至设定煅烧温度（ ｉ０ ｉ０ ℃和 １０ ｏ ， ２０ ｃ）恒温 ３ｍ ｎ ０ ｉ，
（） ＡＣ ・Ｈ０为原料 ， Ｐ和 Ｐ Ｇ为表面活 ３以 １ｈ ６ ２ Ｏ Ｅ
性剂的溶胶 一凝胶法
该法是硫酸铝铵热分解法的改进方法。 它是在用
该法采用 ＡＣｓ Ｈ０为原料 ， １ｌ ６ ２ ＂ 同时考虑到 Ｏ 对 硫酸溶解 Ａ （ Ｈ ￣ Ｐ Ｉ ）获得硫 酸铝后 ， Ｏ 再用硫酸铵与之反 溶胶乳化作用和 Ｐ Ｇ的空间位阻作用的结合能起到 应 ， Ｅ 得到硫酸铝铵 ， 再将硫酸铝铵重结晶精制 ， 然后将 更好的分散作用。 实验过程是将适量的 Ｏ 和 Ｐ Ｇ Ｐ Ｅ 混 精制硫酸铝铵 （ 记作 Ａ 配成近似饱和水溶液 ， Ａ） 另取 合表面活性剂溶液加入 １０ ｌ ％ ｌｈ溶液中， ０ｍ Ａ Ｃ ５ 在磁 精制碳酸氢铵 （ 记作 Ａ ｃ 配成所 定浓度水溶液 ， Ｈ ） 并
一
１ 制备 高纯 ｏ。 超细粉体常用的液 相化 学合 成法
１１ 溶胶 一凝胶 法 ．
种极为重要的结构及功能陶瓷材料 ，被应用于精
该法利用不 同的前驱体 （ 金属铝 、 的无机物 、 铝 铝的有机物 ） 经水解制备氢氧化铝溶胶 ， 溶胶经脱水 或除阴离子变成凝胶 ， 加热凝胶得到无水 Ａ２。由溶 １ 。 ０
摘 要
综述了目 前制备高纯 Ａ 超细粉体的三大类方法， ｌ 对其中应用和研究最多的液相化学合成法的各种方法作了较详细的介
绍 ， 了各种方法的优缺点 。简述了高纯 Ａ ３ 分析 １ 超细粉体的特性及应 用。 Ｄ 关键词 液相化学合成 ； ； ２ 纯度 ｏ 超细粉体 ； 制备
中图分类号 ：Ｑ１ ４７ 文献标识码 ： Ｔ ７ ．５ Ａ
《 陶瓷学报） ｏ １ ２ ｌ 年第 ３期
加纯氨水调节所需 ｐ Ｈ值 。按实验规模 ， 将一定量的
酸铝铵 ： ＨＡ （Ｈ ２Ｏ （ Ｎ ４Ｉ ） ￣ Ｏ Ｃ 记作 Ａ Ｃ 。 Ａ Ｈ） 沉淀经老化 、
的纳米 氧化 铝 ， 度达 ９ ．％， 纯 ９ ８ 粒径 为 ７ ２ ｎ 成 — ０ ｍ，
法三种 。其中气相法和固相法虽然有各自的优点 ，
铝水解工艺。 水解后得到的水合 Ａ２ 通过高温焙烧 ｌ Ｉ
２ （ Ｒ ３６ ２ ÷ ２ ３３ ０ ６ Ｏ ＡＩ ） Ｈ ０＿Ａｌ ・Ｈ２ ＋ Ｒ Ｈ Ｏ ＋ ０
但气相法对设备的要求非常严格 ， 操作也很复杂 ， 且 即可制得超细 Ａ２。 ｌ） （ 。反应式如下 ： 产率低 ， 成本偏高 ， 粉末的收集较 困难 ； 固相法的缺
第 ３ 卷第 ３ ２ 期 ２ １ 年 ９月 ０１
《 陶瓷学报》
Ｊ ０ＵＲ Ａ ， ＲＡＭ Ｉ Ｎ Ｉ ＯＦ ＣＥ ＣＳ
Ｖ０ ． ２ Ｎｏ ３ Ｉ３ 、 Ｓ ｐ ２ １ ｅ． ０ １
液相化学合成法制备高纯 Ａ２ ３ Ｉ 超细粉体 Ｏ
唐志阳
（ 无锡工艺职业技术学院， 江苏 宜兴 ２４０ ） １２６
均匀合成的特点 ，能有效而合理地控制所制备的粉
０ 引 言
高纯 Ａ ３ ｌ 超细粉体 具有高熔点 、 （ ） 高强度 、 高硬 度、 电阻高、 机械性能好 、 、 耐磨 耐高温 、 抗氧化 、 耐腐
体的粒度 ，所制备的 Ａ ￣３ Ｉ 超细粉体表面活性高 、 ０ 平 均粒径小 、 粒径 分布窄 、 纯度高 、 匀性好 、 均 成本低 ，
（ 以无机盐为先驱体 ， １ ） 柠檬酸作 配体 的溶胶 一 凝胶法
粉体。 研究结果表明 ， 该法具有操作简便， 所用原料价
１２ 热分 解法 ．
产生硬团聚 ， 干胶在不同的温度下进行热处理 ， 即可 格便宜等特点 ， 是一种技术先进经济合理的工艺方法。
该方法是将铝盐或铝的氢氧化物加热焙烧使其 一Ｉ。 Ａ２ ， ０ 再转变为 仪 Ａ 。 一 １ 粉末。 Ｏ 常用的铝盐有硝酸铝、 硫酸 铝、 硫酸铝铵等。例如用硫酸铝铵热分解法可制得纯 度 ９． ９ ％以上 ， ９ 粉末粒度 ０ ｍ以下的 ． ５ １ ． 硫酸铝铵热分解法 ．１ ２ 该法一般先用硫酸溶解 Ａ （ Ｈ。制得硫酸铝溶 Ｉ ） Ｏ ， 液后， 加入硫酸铵与之反应 ， 制得硫酸铝铵。 严格控制 反应温度 、 配比和 ｐ Ｈ值 ， 进行合成 、 结晶 ， 可循环利 粉嘲 。
即直接得到一平均粒径为 ７ｎ ０ｍ颗粒均匀的 一 １ 。 Ａ２ ０
杂、 过程控制比较困难且成本高嘲 。
ｌ ．无机铝盐溶胶 一凝胶法 ＿２ １
该法是用无机铝盐在一定的条件 下水解形成均 匀透明的凝胶 ， 这种凝胶体可直接用烘箱烘干而不会 得到不同晶型的、粒度在亚微米级且尺寸较均一 的 Ａ ０ 超细粉体 。该法克服了有机铝水解溶胶 一 ４。 凝胶 Ａ 。 ｌ 超细粉的工业化生产 。该法有下列三种 ： Ｏ
采用高纯度的原料 （ 包括水 ）否则即使多次结晶提纯 ， 仍难以满足要求。 还有硫酸铝铵脱水成无水硫酸铝铵
时要注意不能让硫酸铝铵在结 晶水 中溶解 ， 否则会生
成多孔隙特别轻的产 品 ， 品煅烧过程 中， 在产 收集炉
较简单 ， 制得的粉体团聚少 ， 但存在热溶解现象 ， 脱水 硫酸铝铵体积膨胀 ， 热分解 中产生污染环境的 Ｓ 。 Ｏ 气 体等。且生产周期长 ， 以实现规模化生产 。 难
点是能耗较大 ， 效率低 ， 产品粒径 不够微细 ， 粒子易
２ Ｒ＋ ２ ０ ＡＩ ￣Ｈ２ ６ Ｏ ６ ２ Ａｌ３ＩＨ２ ２ ３ Ｏ＋ Ｒ Ｈ＋ Ｈ Ｏ３ Ｔ
ＡＩ ‘ Ｈ２ Ａ１ ＋ Ｈ２ ２ ３ ０ ０３ ２ ３ ０ ０３
氧化变形 ， 噪音大 ， 粉末的收集困难。液相化学合成
法是 目前实验室和工业上普遍 采用的合成 Ａ２ 超 ｌ 细粉体的方法 ，它的优点是具有控制在分子水平上
细陶瓷、 催化剂载体 、 复合材料 、 荧光材料 、 湿敏性传
感器 、 切削工具、 研磨材料及红外吸收材料等许多方 面 ， 、 医疗和信 息等领域有着广泛的应用［ １ 在光 电、 １。 １ ２
近年来随着高纯 Ａ ３ １）超细粉应用领域的迅速 （
胶变成凝胶是此法的关键 ， 粉粒 的大小和形状 由此
控制 。凝胶过程 的脱水可采用有机溶剂萃取或直接
加热干燥嘲 。
拓宽 ， 国内外对高纯 ２。 ｏ 超细粉体的制备方法进行
了大量的研究 。 １ 。 Ａ． 超细粉体的制备方法很多， 目 ２ ０ 到 前为止大致可分为 ： 气相法 、 液相化学合成法和固相
１ ．有机铝水解溶胶 一凝胶法 ．１ １ 有机铝水解主要 有醇铝即烷氧基铝水解和烷基
物在水中的溶解度大于对应的氧化物的溶解度 ， 于是
在该工艺的生产过程中 ， 要注意掌握 Ｎ ｃ ） Ｈ （ ３ 和 Ｎ ，１ Ｏ）的摩尔比和反应温度。这种工艺的特 Ｈ Ａ（ ４ ｓ
氢氧化物溶于水 中同时析 出氧化物 ， 这样避免了一般 湿化学法需要经过煅烧使氢氧化物转化成氧化物这