中國粉體網(wǎng)訊  α-氧化鋁也叫煅燒氧化鋁，具有熔點高、硬度大、絕緣性能強、耐磨性好、化學性質(zhì)穩(wěn)定等特點，廣泛用于耐火材料、絕緣器材、集成電路基板、磨料磨具、陶瓷材料等許多領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同行業(yè)對α-氧化鋁的特殊需求，人們通過控制其原晶形狀和粒度分布以及雜質(zhì)含量形成多種高附加值產(chǎn)品。

焙燒而成α-氧化鋁原粉(二次粒子)是許多原晶(一次粒子)的聚合體，由于α-氧化鋁原晶屬三方晶系，晶格能大，正負離子間鍵力強，熔點高達2053℃，莫氏硬度為9，采用機械破碎方法，不論是振動磨、球磨還是氣流磨制取α-氧化鋁微粉只能打散這些聚合體，很難破壞其原晶結(jié)構(gòu)，所以原晶大小制約了α-氧化鋁微粉加工的細度，要制取粒度要求很嚴的高附加值α-氧化鋁，焙燒過程中控制原晶大小是一個關(guān)鍵工藝。

這時，礦化劑就是一個非常必要的存在了。因為礦化劑除了具有除鈉及降低α-氧化鋁轉(zhuǎn)變溫度雙重作用，而且還對改變原晶形狀具有很好的促進作用。

常用的幾類礦化劑

煅燒α-Al2O3的礦化劑主要包括硼系、氯系、氟系等礦化劑。礦化劑在煅燒α-Al2O3過程中的作用主要表現(xiàn)在降低煅燒溫度、促進α-Al2O3晶型轉(zhuǎn)化和降低α-Al2O3中氧化鈉含量。但具體來講，不同礦化劑對原晶粒度的影響不同，有的明顯促進原晶粒度的長大，有的具有良好的抑制晶粒長大的作用，而且，礦化劑對α-Al2O3晶粒的形貌產(chǎn)生一定的影響。

不同礦化劑的作用

氟化物

以AlF3為例，將氫氧化鋁與AlF3混合、高溫煅燒制備α-Al2O3。高溫煅燒過程中加入AlF3后，氧化鋁相變溫度從1300℃降低至1150℃。

高溫下，AlF3可與氧化鋁反應(yīng)生成AlOF，而AlOF又可分解成Al2O3和AlF3，從而形成循環(huán)，增加了氧化鋁的蒸氣壓，使得α-Al2O3的形成由固相傳質(zhì)轉(zhuǎn)變成以氣相傳質(zhì)為主，適合回轉(zhuǎn)窯等封閉循環(huán)的煅燒體系。

可以看出，未添加礦化劑所得α-A2O3是類似于蠕蟲狀，添加AlF3作為礦化劑可得片狀α-A2O3，且晶粒較大。

硼系

以硼酸為例，1200~1300℃下添加硼酸為礦化劑煅燒所得α-Al2O3，保持了三水鋁石假晶，其收縮率小、真比重大。硼酸與鈉離子反應(yīng)生成易揮發(fā)的硼酸鈉，有助于降低氧化鋁中的堿含量，適合隧道窯等敞開的煅燒體系。

同時，添加硼酸為礦化劑，經(jīng)1300℃煅燒可顯著提高粉體中Al2O3的含量，降低粉體中Na2O的含量和灼燒失量。

氯化物

加入少量的氯化鎂，在焙燒過程中可以更好地除去Na2O，這是α-Al2O3中的鈉被鹽基置換出來，在1413℃時NaCl蒸發(fā)的結(jié)果。加入MgCl2煅燒過的氧化鋁，雖然有部分氧化鎂同時進入剛玉晶格中，經(jīng)顯微鏡觀察確定，呈極細的等軸晶狀的鎂鋁尖晶石，聚集在氧化鋁顆粒之間的接觸處。由于氧化鎂在氧化鋁中是以結(jié)合狀態(tài)存在，所以不會妨礙煅燒α-Al2O3的使用性能和產(chǎn)品特性。用氧化鎂純化工業(yè)氧化鋁，除降低Na2O含量外，還可作為氧化鋁燒成制品調(diào)節(jié)結(jié)晶結(jié)構(gòu)，抑制晶粒長大所需要的形態(tài)轉(zhuǎn)化加入物。

參考資料：

[1]劉偉.礦化劑對α-氧化鋁原晶形貌的影響及在新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用

[2]趙紅軍.礦化劑及煅燒溫度對高溫氧化鋁性能的影響

[3]肖漢寧.氧化鋁粉體制備技術(shù)及其在先進陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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