一种原晶粒集中的α氧化铝的制备方法及粒径的控制方法技术

本发明专利技术特别涉及一种原晶粒集中的α氧化铝的制备方法及粒径的控制方法，属于无机非金属材料技术领域，方法包括：获取氢氧化铝；将煅烧助剂和晶种加入到氢氧化铝，获得煅烧混合料；晶种为纯度99.9％的纳米级或亚微米级氧化铝；将煅烧混合料进行煅烧，冷却后获得原晶粒集中的α氧化铝；通过向氢氧化铝中添加特制晶种，再细微调节，可使微晶生长速率一致，进而限制晶粒不均匀性因素的影响，例如温度梯度和矿化剂浓度等；通过本方法制得的α氧化铝的晶粒尺寸在0.5μm

【技术实现步骤摘要】
一种原晶粒集中的
α
氧化铝的制备方法及粒径的控制方法


[0001]本专利技术属于无机非金属材料
，特别涉及一种原晶粒集中的α氧化铝的制备方法及粒径的控制方法。

技术介绍

[0002]随着氧化铝行业的发展，人们对于煅烧氧化铝的性能(主要包括化学成分、α相、比表、原晶大小及晶型晶貌)要求也越来越高，特别是对原晶粒大小和均匀性的要求。当煅烧氧化铝粉粒径范围为0.5μm
‑
4μm且粒径分布非常窄时，非常适用于特种陶瓷的生产；特种陶瓷广泛应用在电子、通信、航空航天、冶金、机械、汽车、石油化工、能源、生物和环保等国民经济支柱和基础产业以及国防建设，是现代制造业特别是高新技术应用中不可缺少的材料。
[0003]目前的α氧化铝生产工艺是以冶金级氢氧化铝或是氧化铝为原料，通过掺加矿化剂矿化煅烧，脱除Na2O杂质，同时控制产品的原晶粒大小。申请人在专利技术过程中发现：该方法制得的α氧化铝产品一般原晶粒发育不均匀，分布宽，D
90
/D
10
＞6，在特种陶瓷应用中，表现为陶瓷显微结构均匀性不佳、降低了制品精度及合格率，难以满足高性能先进陶瓷技术要求。
[0004]因此，如何稳定煅烧氧化铝的平均粒径及分布范围，以根据客户需要进行生产成为当前的技术难点。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法及粒径的控制方法。
[0006]本专利技术实施例提供了一种原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，所述方法包括：
[0007]获取氢氧化铝；
[0008]将煅烧助剂和晶种混合于所述氢氧化铝，获得煅烧混合料；所述晶种为纯度99.9％的纳米级或亚微米级氧化铝；
[0009]将所述煅烧混合料进行煅烧，冷却后获得所述原晶粒集中的α氧化铝。
[0010]可选的，所述煅烧助剂为卤代化合物和/或硼化合物。
[0011]可选的，所述卤代化合物为氟化合物。
[0012]可选的，所述氟化物包括氢氟酸、氟化铝和碱性氟化物中的至少一种。
[0013]可选的，所述硼化合物包括硼酸或有机硼化物。
[0014]可选的，所述氢氧化铝的粒径为10μm
‑
130μm，以重量计，所述氢氧化铝中含有0.04％
‑
0.35％的Na2O和0.005％
‑
0.01％的SiO2。
[0015]可选的，以重量计，所述煅烧助剂的加入量为氢氧化铝加入量的0.01％
‑
1％。
[0016]可选的，以重量计，所述晶种的加入量为氢氧化铝加入量的0.5％
‑
5％。
[0017]可选的，所述晶种的微观外貌呈椭球状。
[0018]可选的，所述将所述煅烧混合料进行煅烧中，采用箱式马弗炉，煅烧温度为1100℃
‑
1500℃，煅烧时间为1h
‑
6h。
[0019]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例还提供了一种原晶粒集中的α氧化铝粒径的控制方法，采用如上所述的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，
[0020]所述控制方法包括：通过调节所述晶种的添加量来控制所述原晶粒集中的α氧化铝粒径大小；所述晶种的加入量为所述氢氧化铝加入量的0.5％
‑
5％。
[0021]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0022]本专利技术实施例提供的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，方法包括：获取氢氧化铝；将煅烧助剂和晶种加入到氢氧化铝，获得煅烧混合料；晶种为纯度99.9％的纳米级或亚微米级氧化铝；将煅烧混合料进行煅烧，冷却后获得原晶粒集中的α氧化铝；通过向氢氧化铝中添加特制晶种，再细微调节，可使微晶生长速率一致，进而限制晶粒不均匀性因素的影响，例如温度梯度和矿化剂浓度等；通过本方法制得的α氧化铝的晶粒尺寸在0.5μm
‑
4μm且D
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10
比率小于3.5，尤其适用于特种陶瓷。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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它的附图。
[0025]图1是本专利技术的实施例提供的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0026]下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。
[0027]在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
[0028]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0029]目前的α氧化铝生产工艺是以冶金级氢氧化铝或是氧化铝为原料，通过掺加矿化剂矿化煅烧，脱除Na2O杂质，同时控制产品的原晶粒大小。申请人在专利技术过程中发现：该方法制得的α氧化铝产品一般原晶粒发育不均匀，分布宽，D
90
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10
＞6，在特种陶瓷应用中，表现为陶瓷显微结构均匀性不佳、降低了制品精度及合格率，难以满足高性能先进陶瓷技术要求。为此，本申请提供了一种经济可行、稳定可靠且低成本的生产原晶粒集中的α氧化铝的制备方法。即在煅烧开始阶段，添加适当比例(按重量计)的煅烧助剂，同时加入相应比例
的特制晶种，在实验室箱式马弗炉中于1100℃
‑
1500℃煅烧1h
‑
6h，待其自然冷却后可以获得原晶粒集中的煅烧α氧化铝。
[0030]根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，所述方法包括：
[0031]S1.获取氢氧化铝；本实施例中，氢氧化铝为冶金级氢氧化铝，氢氧化铝是由粒径从10μm到130μm(D
50
为70μm)的颗粒团聚而成，氢氧化铝中含有0.04％
‑
0.35％的Na2O和0.005％
‑
0.01％的SiO2杂质，其来源可以为拜耳法铝酸钠精液分解；
[0032]S2.将煅烧助剂和晶种混合于所述氢氧化铝，获得煅烧混合料；所述晶种为纯度99.9％的纳米级或亚微米级氧化铝，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，其特征在于，所述方法包括：获取氢氧化铝；将煅烧助剂和晶种混合于所述氢氧化铝，获得煅烧混合料；所述晶种为纯度99.9％的纳米级或亚微米级氧化铝；将所述煅烧混合料进行煅烧，冷却后获得原晶粒集中的α氧化铝。2.根据权利要求1所述的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，其特征在于，所述煅烧助剂为卤代化合物和/或硼化合物。3.根据权利要求2所述的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，其特征在于，所述卤代化合物为氟化合物；所述氟化物包括氢氟酸、氟化铝和碱性氟化物中的至少一种。4.根据权利要求2所述的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，其特征在于，所述硼化合物包括硼酸或有机硼化物。5.根据权利要求2所述的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，其特征在于，以重量计，所述煅烧助剂的加入量为所述氢氧化铝加入量的0.01％
‑
1％。6.根据权利要求1所述的原晶粒集中的α氧化铝的制备方法，其特征在于，所述氢氧化铝的粒径为10μm
‑
130μm，以重量计，所述氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐波，常帅，王伟，姚毅，韩浩，
申请(专利权)人：中铝山东有限公司，
类型：发明
国别省市：