[发明专利]一种利用添加晶种和微波煅烧制备超细氧化铝粉体的方法

说明书

本发明涉及一种利用添加晶种和微波煅烧制备超细氧化铝粉体的方法，属于用铝化合物的热分解法制备氧化铝技术领域。本发明的利用添加晶种和微波煅烧制备超细氧化铝粉体的方法，包括以下步骤：将前驱体粉末和α‑Al₂O₃晶种混合均匀，得混料；将混合料放入辅助加热保温装置中，然后放入微波谐振腔内，微波加热至1050～1200℃，保温10～50min，自然冷却至室温，即得。本发明的方法既可以在传统工艺的基础上降低煅烧温度，大幅缩短煅烧时间，减小粉体的粒径，改善粉体性能，降低能耗，提高生产效率，并且无污染；同时相较于现有对前驱体粉体进行微波烧结的技术，进一步简化了微波烧结工艺、降低了能耗和粉体的粒度并减少了团聚。

技术领域

本发明涉及一种利用添加晶种和微波煅烧制备超细氧化铝粉体的方法，属于用铝化合物的热分解法制备氧化铝技术领域。

背景技术

我国氧化铝产品以工业氧化铝为主，超细氧化铝尤其是低钠、超细、高纯氧化铝的生产尚未达到产业化水平，产品主要依赖进口。随着国内高新技术产业的不断发展，高档次、多品种氧化铝的需求不断增加。高纯氧化铝是指纯度大于99.99％、粒度均匀的超微粉体材料，是21世纪产量最大、产值最高、用途最广的尖端材料之一。高纯超细氧化铝具有高硬度、高强度、抗磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘性好、表面积大、热膨胀系数小、抗热震性能好、介电损耗低等优异的特性，广泛用于绝缘材料、电子产品、耐磨耐腐蚀材料以及航空航天材料等高科技尖端行业。近年来，高纯氧化铝在喷墨打印机用纸涂层、显示器材料、能源、汽车、半导体及电脑领域得到拓展应用，尤其是全球LED快速发展以及国家照明工程的实施，其需求量激增，产量迅速增长。因此，高纯氧化铝具有广阔的应用前景。

高纯氧化铝的制备方法多种多样，主要分为固相法、液相法和气相法三大类。常见的具体方法有水热合成法、溶胶凝胶法、改良拜耳法、有机铝醇盐水解法、电火花放电法等，其中水热合成法可以制备出分散性良好的高纯氧化铝，但其工艺需在高温下进行，生产成本较高，而且会产生爆炸性气体氢气，存在安全隐患；溶胶凝胶法工艺简单，但产品容易出现硬团聚现象；改良拜耳法原料广泛，成本低，但产品中氧化钠含量高，纯度受限；有机铝醇盐水解法可制备一次粒子较细的超微氧化铝，但其产品团聚严重，且生产成本较高；电火花放电法能实现清洁生产，但生产过程中存在重大安全隐患，耗能较大。因此，一种低成本、可重复性强、无污染、可批量生产高纯氧化铝粉体的技术亟待研发。目前能够实现工业化生产的方法有异丙醇铝水解法、硫酸铝铵热解法和碳酸铝铵热解法三种，其中硫酸铝铵热解法原料来源广泛，生产工艺简单，可以制备出5N级高纯氧化铝，但其煅烧温度较高，易使产品发生团聚，且耗能较高。

微波是一种介于无线电波与红外线波段之间的电磁波，波长范围1mm～1m，频率范围为300MHz～300GHz，由于频率很高，所以也叫做超高频电磁波。微波加热是指化合物在电磁场中由介质损耗而引起的体内加热，微波加热是依靠物体吸收微波能将其转化为热能，使自身整体同时升温的加热方式。微波加热技术是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动产生“内摩擦热”而使被加热物体温度升高，无需任何热传导过程，物体内外同时加热升温，加热速度快且均匀，仅需传统加热方式的几分之一或者几十分之一即可达到加热目的。与传统加热方式相比，微波加热具有升温速率快、加热均匀、可控性强、选择性加热、反应灵敏、穿透力强、清洁、无污染等优点。