一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法，以工业氧化铝为原料，通过研磨、外加添加剂、超声、预烧、煅烧等处理手段，制备出了类球形α相纳米氧化铝粉体，且氧化铝粉体中的Na

【技术实现步骤摘要】
一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法
本专利技术涉及氧化铝粉体的制备方法
，具体而言，涉及一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法。
技术介绍
α相氧化铝的化学性质非常稳定，同时具有硬度高、强度高、耐磨性好、绝缘性能强以及电阻率高等优点，在耐火材料、陶瓷材料以及隔膜材料等领域都有着广泛的应用。随着科技的进一步发展，对氧化铝的性质也有了更高的要求，比如颗粒尺寸小，纯度更高，制备过程环保等等。此外，α相氧化铝的颗粒形貌也是影响其性能的一个重要的因素，相比于微米级形状不规则的氧化铝颗粒，纳米级球形氧化铝颗粒具有比表面积更大、流动性更好、收缩率更低的特点。因此，纳米球形氧化铝粉体在精密陶瓷、研磨和抛光等领域有着更加广泛的应用。目前，微米级球形氧化铝已经出现在很多研究工作和实际生产中，但是纳米级球形氧化铝仅仅在小型化学实验(如溶胶凝胶法)中可以制备出来，很难在大规模工业生产得到推广利用。同时，氧化铝粉料中的Na2O含量也是评判氧化铝产品质量的一个重要的指标。目前，常见的消除Na2O的添加剂主要有硼酸、氯化铵、氟化物(氟化铵、氟化铝、氟化钙等)。国内外研究机构和企业大多采用单一或混合添加剂进行除纳，并取得了一定效果。但是，利用现有添加剂无法实现纳米级球形氧化铝粉体的制备。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的所提供的一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法，以工业氧化铝为原料，通过研磨、外加添加剂、超声、预烧、煅烧等处理手段，制备出了类球形α相纳米氧化铝粉体，且氧化铝粉体中的Na2O含量小于0.02％，解决了现有技术无法同时实现氧化铝粉体纳米化和球形化等问题。并且该方法具有工艺简单、生产成本低、环境友好、适合大规模生产等优点。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(a)、将研磨后的工业氧化铝与水、柠檬酸铵和氟化铵的混合物进行超声处理，得到氧化铝前驱体浆料；(b)、将步骤(a)得到的所述氧化铝前驱体浆料进行固液分离，分离得到的固体在80-110℃下干燥，得到固态氧化铝前驱体；(c)、将步骤(b)得到的所述固态氧化铝前驱体在1200-1300℃下煅烧，得到所述类球形α相纳米氧化铝。优选的，在步骤(a)中，所述研磨采用行星式球磨机进行操作。优选的，在步骤(a)中，所述研磨的时间为3-5h。优选的，在步骤(a)中，所述研磨的中间介质为氧化锆球或氧化铝球，更优选的，所述氧化锆球或氧化铝球的直径为1-2mm。优选的，在步骤(a)中，所述水与所述工业氧化铝的重量比为0.8-1.2:1。优选的，在步骤(a)中，所述水为去离子水。优选的，在步骤(a)中，所述柠檬酸铵的添加量是所述工业氧化铝质量的0.8％-1.2％，更优选为1％。优选的，在步骤(a)中，所述氟化铵的添加量是所述工业氧化铝质量的0.8％-1.2％，更优选为1％。优选的，在步骤(a)中，所述超声处理的频率为80-110kHz。优选的，在步骤(a)中，所述超声处理的过程中，水温保持在55-60℃。优选的，在步骤(b)中，所述固液分离为离心分离，所述离心分离的离心速度为5000-10000转/min。优选的，在步骤(b)中，所述离心的时间为30-90min。优选的，在步骤(b)中，所述干燥的方式为烘干；更优选的，所述烘干的时间为12-24h。优选的，在步骤(c)中，所述煅烧的时间为3-6h。优选的，在步骤(c)中，所述煅烧在马弗炉中进行操作。优选的，在步骤(c)中，所述煅烧过程中的升温速度为5-10℃/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术所提供的制备方法以工业氧化铝为原料，通过研磨、外加添加剂、超声、预烧、煅烧等处理手段，制备出了类球形α相纳米氧化铝粉体，且氧化铝粉体中的Na2O含量小于0.02％，解决了现有技术无法同时实现氧化铝粉体纳米化和球形化等问题。(2)本专利技术所提供的制备方法具有工艺简单、生产成本低、环境友好、适合大规模生产等优点。(3)本专利技术所提供的制备方法借助球磨的作用，减小了工业氧化铝原料的尺寸，同时借助超声作用，促进柠檬酸铵和氟化铵与工业氧化铝粉体充分混合均匀，不仅去除附着在氧化铝表面的Na2O，同时有利于煅烧过程中晶间Na2O的去除。(4)本专利技术所提供的制备方法同时添加特定比例的柠檬酸铵和氟化铵，在煅烧过程中能加热分解出气体，加强氧化铝粉体的气相传质作用，显著降低α氧化铝的尺寸和Na2O含量，利于制备出低钠、类球形的α相纳米氧化铝粉体，该类球形的α相纳米氧化铝粉体可用于功能陶瓷、精密抛光材料和半导体材料等领域中。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例1所制备的类球形的α相纳米氧化铝粉体材料的扫描电子显微镜图片；图2为本申请实施例1所制备的类球形的α相纳米氧化铝粉体材料的X射线衍射图谱。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术所提供的一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(a)、将研磨后的工业氧化铝与水、柠檬酸铵和氟化铵的混合物进行超声处理，得到氧化铝前驱体浆料；(b)、将步骤(a)得到的所述氧化铝前驱体浆料进行固液分离，分离得到的固体在80-110℃下干燥，得到固态氧化铝前驱体；(c)、将步骤(b)得到的所述固态氧化铝前驱体在1200-1300℃下煅烧，得到所述类球形α相纳米氧化铝。本专利技术所提供的制备方法以工业氧化铝为原料，通过研磨、外加添加剂、超声、预烧、煅烧等处理手段，制备出了类球形α相纳米氧化铝粉体，且氧化铝粉体中的Na2O含量小于0.02％，解决了现有技术无法同时实现氧化铝粉体纳米化和球形化等问题，且具有工艺简单、生产成本低、环境友好、适合大规模生产等优点。本专利技术所提供的制备方法借助球磨的作用，减小了工业氧化铝原料的尺寸，同时借助超声作用，促进柠檬酸铵和氟化铵与工业氧化铝粉体充分混合均匀，不仅去除附着在氧化铝表面的Na2O，同时有利于煅烧过程中晶间Na2O的去除。专利技术所提供的制备方法同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(a)、将研磨后的工业氧化铝与水、柠檬酸铵和氟化铵的混合物进行超声处理，得到氧化铝前驱体浆料；/n(b)、将步骤(a)得到的所述氧化铝前驱体浆料进行固液分离，分离得到的固体在80-110℃下干燥，得到固态氧化铝前驱体；/n(c)、将步骤(b)得到的所述固态氧化铝前驱体在1200-1300℃下煅烧，得到所述类球形α相纳米氧化铝。/n

【技术特征摘要】
1.一种类球形α相纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)、将研磨后的工业氧化铝与水、柠檬酸铵和氟化铵的混合物进行超声处理，得到氧化铝前驱体浆料；
(b)、将步骤(a)得到的所述氧化铝前驱体浆料进行固液分离，分离得到的固体在80-110℃下干燥，得到固态氧化铝前驱体；
(c)、将步骤(b)得到的所述固态氧化铝前驱体在1200-1300℃下煅烧，得到所述类球形α相纳米氧化铝。


2.根据权利要求1所述的类球形α相纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述研磨采用行星式球磨机进行操作；
优选的，所述研磨的时间为3-5h；
优选的，所述研磨的中间介质为氧化锆球或氧化铝球，更优选的，所述氧化锆球或氧化铝球的直径为1-2mm。


3.根据权利要求1所述的类球形α相纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述水与所述工业氧化铝的重量比为0.8-1.2:1；
优选的，所述水为去离子水。


4.根据权利要求1所述的类球形α相纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述柠檬酸铵的添加量是所述工业氧化铝质量的0.8％-1.2％，优选为1％。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕科，张家萌，毕作振，吴宇峰，雷鸣，
申请(专利权)人：北京邮电大学，山东中新铝基新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11