[发明专利]一种低温合成高纯细晶α-Al2

说明书

本发明公开了一种低温合成高纯细晶α‑Al2O3粉体的方法。其特点是以高纯十二水合硫酸铝铵为主要原料，适量葡萄糖为热解助剂。二者混合均匀后压制成素坯，然后放入马弗炉中，在800℃~1000℃下煅烧4~6h，即可得到高纯、细晶的α‑Al2O3粉体（纯度可达99.99%，晶粒尺寸≦80nm）。本发明工艺简单、操作方便，有利于大规模工业生产，同时合成温度低，对减少能源消耗、保护环境有着重要意义。

技术领域

本发明涉及一种低温合成α-Al₂O₃粉体的制备方法，是一种无机粉体材料，可用于机械、能源、通讯、航空、医疗等领域。

背景技术

α-Al₂O₃粉体是一种常用的无机粉体材料，由于良好的热稳定性、高机械强度、耐腐蚀性、优异的介电性能和光学性能，可用于生产电路基板、透明窗口、人工关节、耐磨密封件等，被广泛应用于机械、能源、医疗、航空等诸多领域。近年来，随着国内外对高性能Al₂O材料和元器件的需求不断提高，人们对于高纯、细晶 α-Al₂O₃粉体的研究和生产也越来越重视。硫酸铝铵热解法是当前工业上合成高纯α-Al₂O₃粉体常见的方法，但硫酸铝铵热分解制备α-Al₂O₃粉体时所需合成温度往往较高，一般在1200℃以上。过高的煅烧温度容易导致粉体颗粒过大、团聚严重，限制了后续的应用，同时制备成本上升，也不利于环保和节能。因此，如何降低硫酸铝铵热解法合成α-Al₂O₃粉体的温度，具有重要的意义。

发明内容

本发明目的是提供一种硫酸铝铵热解法低温合成高纯细晶α-Al₂O₃粉体材料的技术。

为了实现上述目的，采用的技术方案如下：选用高纯十二水合硫酸铝铵为原料，葡萄糖作为热解助剂，混合均匀后预压成素坯，放入马弗炉中，升温至预定煅烧温度下保温一段时间，即可得到高纯、细晶的α-Al₂O₃粉体材料。

在上述技术方案中，热解助剂占总混合粉料（十二水合硫酸铝铵和葡萄糖）的质量比为30-90%。粉体采用混料机混合，混合时间为5-10min。预压素坯的压力为10~30MPa，煅烧温度为800℃~1000℃。保温时间为4~6h，煅烧结束后自然冷却，即可获得所需的α-Al₂O₃粉体材料。

本发明技术工艺简单、操作方便，有利于大规模生产，同时对减少能源消耗、保护环境有着重要意义。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解为：此处所描写的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施方案一：一种低温合成高纯细晶α-Al₂O₃粉体材料。以高纯十二水合硫酸铝铵（纯度99.99%）和商用葡萄糖为原料，按照以下重量称量：十二水合硫酸铝铵200g，α-D葡萄糖600g，称量好的样品放入V型混料机中混合8min。然后将粉体在25MPa下干压成素坯，而后在850℃煅烧4h，冷却后即可得到高纯细晶α-Al₂O₃粉体材料。

将得到的α-Al₂O₃粉体材料进行性能测试，结果显示：这种低温合成的α-Al₂O₃粉体为单一α相，纯度可达99.99%，晶粒大小为60nm左右，比表面积可达24.51m²/g。