[发明专利]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

说明书

本发明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‑4μm且D₉₀/D₁₀比率小于3.5，尤其适用于特种陶瓷。

技术领域

本发明属于无机非金属材料技术领域，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。

背景技术

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。

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。申请人在发明过程中发现：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，D₉₀/D₁₀＞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。

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。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明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。

本发明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：

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，冷却后获得所述原晶粒集中的α氧化铝。

可选的，所述煅烧助剂为卤代化合物和/或硼化合物。

可选的，所述卤代化合物为氟化合物。

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。

可选的，所述硼化合物包括硼酸或有机硼化物。

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。

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％。

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％。

可选的，所述晶种的微观外貌呈椭球状。

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。

基于同一发明构思，本发明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，