[发明专利]一种α-Al2O3纳米结构聚集体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种α-Al₂O₃纳米结构聚集体材料，其特征在于，组成聚集体的基本结构单元是厚度为10～60nm的α-Al₂O₃纳米片。

2.如权利要求1所述的α-Al₂O₃纳米结构聚集体材料，其特征在于，聚集体结构致密，α-Al₂O₃纳米片之间不存在气孔，密度3.9～4.0g/cm³，硬度19～25GPa。

3.权利要求1所述α-Al₂O₃纳米结构聚集体材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粒径1～30nm的γ-AlOOH纳米颗粒分散于水中制得均匀的γ-AlOOH悬浮液，加入硝酸溶液得到溶胶，再加入含添加剂的硝酸溶液或水溶液，搅拌得到γ-AlOOH凝胶；

所述添加剂选自稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、碱土金属氧化物、稀土金属硝酸盐、过渡金属硝酸盐或碱土金属硝酸盐之一或组合；

(2)将步骤(1)制得的凝胶在40～160℃干燥，将所得干凝胶粉碎、造粒、筛分；

(3)取粒度分布40～160目的干凝胶颗粒放入马弗炉中，以升温速率0.5～3℃/min升温至450～900℃煅烧，保温3～24小时；然后以升温速率10～80℃/min升温至1200～1600℃，烧结0.5～3小时，得到α-Al₂O₃纳米结构聚集体材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的γ-AlOOH纳米颗粒分散于水中，其中γ-AlOOH含量为5～20wt％。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的添加剂的加量，以其中的稀土金属氧化物、过渡金属氧化物或碱土金属氧化物的计，为γ-AlOOH的0.01～5.0wt％。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的稀土金属氧化物选自：氧化镧(La₂O₃)或氧化钕(Nd₂O₃)，所述的过渡金属氧化物选自：氧化铁(Fe₂O₃)、氧化亚钴(CoO)、氧化钇(Y₂O₃)或氧化锆(ZrO₂)，所述的碱土金属氧化物是氧化镁(MgO)或氧化钙(CaO)。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的稀土金属硝酸盐是硝酸镧或硝酸钕，所述的过渡金属硝酸盐选自：硝酸铁、硝酸钴、硝酸钇或硝酸锆；所述的碱土金属硝酸盐选自：硝酸镁或硝酸钙。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的搅拌制γ-AlOOH溶胶，是指在3000r/min转速下搅拌30～120min。

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)是：将粒度40～160目的干凝胶颗粒放入马弗炉中，以1.5～3℃/min的速率升温到500～600℃煅烧，保温14～17小时；再以50～70℃/min的速率升温到1380～1420℃，烧结1.5～3小时。