一种多孔制造技术

本申请公开了一种单晶多孔

【技术实现步骤摘要】
一种多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的制备方法及其应用


[0001]本申请涉及一种多孔
α
‑
Al2O3单晶材料及其制备方法和应用，属于无机材料领域
。

技术介绍

[0002]铝氧化物由于具有良好的稳定性和丰富的地壳储量，愈发成为材料科学领域的研究热点
。
例如，纳米三氧化二铝材料具有很高的熔点
、
较强的强度
、
很强的抗氧化性
、
绝缘性优异
、
特别耐磨损及特别高的硬度及等特点，在涂料添加剂
、
催化剂
、
特效阻燃剂等方面的应用十分广泛，同时，
α
‑
Al2O3是
Al2O3的三种常见晶型
(
α
‑
、
β
‑
、
γ
‑
Al2O3)
中结构紧密性最强，具有最低的化学活性，具有特别好的电学性，能在高温条件下稳定存在的一种
。
刚玉
(
即
α
‑
、
β
‑
、
γ
‑
Al2O3)
与活性氧化铝相比，有很大的不同，它具有非常良好的电学性能，而且既不吸附水又有特别强的耐酸耐碱性，其作为催化长期反应的材料的潜力远远超于其他主族金属氧化物材料
。
另外，纳米
α
‑
Al2O3由于表面效应
、
量子尺寸效应
、
体积效应
、
宏观量子隧道效应的作用而具有良好的热学
、
光学
、
电学
、
磁学以及化学方面的性质，因此它被广泛用于传统产业轻工
、
化工
、
建材等以及新材料
、
微电子
、
宇航工业等高科技领域，其应用前景十分广阔
。
由此可见，研究
α
‑
Al2O3材料的制备
、
性能与应用具有十分重要的现实意义
。
[0003]多孔氧化物材料密度小，孔隙率高，比表面积大，对气体有选择性透过作用
。
其中，金属氧化多孔材料在电催化
、
光电子
、
储能等领域有着广泛而重要的应用前景
。
如果多孔
α
‑
Al2O3材料能够以单晶的形式存在，并且具有连通孔的特性，这将大大减少晶界上始终存在的电子和光学散射效应
。
因此，图案化多孔单晶材料作为催化剂材料的研究是非常重要的
。

技术实现思路

[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种多孔
α
‑
Al2O3单晶材料，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料具有大尺寸，多孔结构，以解决上述
技术介绍
中的问题
。
[0005]本申请涉及一种大尺寸多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的制备方法，该方法主要是以铝源单晶为衬底，通过分解反应，制备多孔
α
‑
Al2O3单晶材料
。
制备多孔
α
‑
Al2O3单晶的方法：将铝源单晶衬底置于高温含不同组分的气氛中，通过一定速率的升温加热结晶生成多孔
α
‑
Al2O3单晶
。
与现有技术相比，本申请中所述的多孔
α
‑
Al2O3单晶材料中含有
10nm
～
1000nm
的孔
。
此外，所述晶体材料的制备方法操作简单
、
重复性好
、
价格低廉可规模化生产
。
多孔
α
‑
Al2O3作为最重要的微电子材料之一，已被广泛应用在电子陶瓷
、
催化等领域
。
[0006]根绝本申请的一个方面，提供一种多孔
α
‑
Al2O3单晶材料，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料具有多孔，含有孔径为
10nm
～
1000nm
的孔；
[0007]所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的孔隙率为
35
～
75
％
。
[0008]所述孔为互相连通的孔或互相不连通的孔
。
[0009]可选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料中含有孔径为
10nm
～
500nm
的孔；
[0010]可选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的孔隙率为
50
～
60
％；
[0011]所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的表面为多孔
α
‑
Al2O3单晶的
(012)
面
、(006)
面
、(018)
面
、(0210)
面中的至少一面
。
[0012]所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料为多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜；
[0013]所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的厚度为
10nm
～
100
μ
m
；
[0014]可选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的厚度为
10nm
～
50
μ
m
；
[0015]可选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的厚度为
10nm
～
10
μ
m。
[0016]可选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的表面为多孔
α
‑
Al2O3单晶的
(012)
面
、(006)
面
、(018)
面
、(0210)
面中的至少一面；
[0017]所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料为多孔
α
‑
Al2O3单晶晶体；
[0018]所述多孔
α
‑
Al2O3单晶晶体的尺寸为
0.1cm
～
30cm
；
[0019]可选地，所述多孔
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多孔
α
‑
Al2O3单晶材料，其特征在于，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料含有孔径为
10nm
～
1000nm
的孔；所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的孔隙率为
35
～
75
％
。2.
根据权利要求1所述的多孔
α
‑
Al2O3单晶材料，其特征在于，所述孔为互相连通的孔；所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料中含有孔径为
10nm
～
500nm
的孔；优选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的孔隙率为
50
～
60
％；优选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料的表面为多孔
α
‑
Al2O3单晶的
(012)
面
、(006)
面
、(018)
面
、(0210)
面中的至少一面
。3.
根据权利要求1所述的多孔
α
‑
Al2O3单晶材料，其特征在于，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料为多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜；所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的厚度为
10nm
～
100
μ
m
；优选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的厚度为
10nm
～
50
μ
m
；优选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶薄膜的厚度为
10nm
～
10
μ
m。4.
根据权利要求1所述的多孔
α
‑
Al2O3单晶材料，其特征在于，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶材料为多孔
α
‑
Al2O3单晶晶体；所述多孔
α
‑
Al2O3单晶晶体的尺寸为
0.1cm
～
30cm
；优选地，所述多孔
α
‑
Al2O3单晶晶体的尺寸为
0.5cm
～
5cm。5.
权利要求1～4任一项所述的多孔
α
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：谢奎，李雯婷，李雪，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：