氧化鋁粉應(yīng)用及其相應(yīng)的改性方法

氧化鋁粉體有較高的熔點，出色的機械強度、硬度、高電阻率和導(dǎo)熱性能，可廣泛應(yīng)用于如電子設(shè)備、導(dǎo)熱高分子材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、耐火材料、耐磨材料、拋光材料等行業(yè)。下面簡單介紹氧化鋁粉幾種應(yīng)用及其相應(yīng)的改性方法。

按其改性目的可分為：

• 促進燒結(jié)類改性；

• 有利于分散和穩(wěn)定類改性；

• 改善顆粒表面濕潤性。

納米氧化鋁促進氧化鋁陶瓷膜支撐體燒結(jié)，氧化鋁陶瓷膜支撐體是由α-氧化鋁粉制成的陶瓷坯體，再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)而成的結(jié)構(gòu)材料。α-氧化鋁基本需要在1700℃燒結(jié)，能耗非常大，雖然可以通過添加一些低溫原料實現(xiàn)降低燒結(jié)溫度，但是低溫?zé)Y(jié)基本是采用液相燒結(jié)，液相物質(zhì)堆積在氧化鋁顆粒的頸部，強度不高，使燒結(jié)體的整體強度明顯下降。

納米氧化鋁促進燒結(jié)的原理：

納米氧化鋁促進燒結(jié)的原理是通過溶劑熱法在氧化鋁顆粒表面形成一層納米級氫氧化鋁溶膠，再經(jīng)低溫預(yù)燒在氧化鋁粉體表面形成一層納米氧化鋁涂層，利用納米氧化鋁涂層的燒結(jié)促進氧化鋁顆粒間的頸部長大，實現(xiàn)陶瓷膜支撐體燒結(jié)而不引入其他雜質(zhì)。

1.氧化鋁粉顆粒增韌不銹鋼基材料

陶瓷顆粒增強金屬基復(fù)合材料是金屬復(fù)合材料的研究熱點。在耐腐蝕的不銹鋼材料中加入穩(wěn)定性好，高硬度，耐磨損耐腐蝕的氧化鋁顆粒一方面可以彌補不銹鋼耐磨性的不足，同時可以解決單一陶瓷體所帶來的成型困難，脆性斷裂的問題。但是燒結(jié)時的液相金屬難以濕潤氧化鋁顆粒的表面，導(dǎo)致所復(fù)合材料未能達到預(yù)想的強度，通過預(yù)先對氧化鋁顆粒進行表面粗化處理，再用化學(xué)沉積的方法在氧化鋁顆粒的表面包裹了金屬鎳的表面改性方法，可以有效改善顆粒與基體材料的濕潤性，提高復(fù)合材料的性能。

2.氧化鋁粉復(fù)合高分子材料

氧化鋁粉憑借高的絕緣性，耐熱耐磨性廣泛應(yīng)用作導(dǎo)熱高分子材料的填料，例如用球形的氧化鋁粉填充于有機硅樹脂中，有利于提高樹脂的導(dǎo)熱性能。但是，氧化鋁粉與樹脂存在相容性差的問題，導(dǎo)致填料添加量不高，高分子材料的導(dǎo)熱性能不能滿足要求，因此在使用前需要用偶聯(lián)劑對氧化鋁粉的表面進行改性處理，使樹脂能很好潤濕氧化鋁粉體的表面，提高粉體與樹脂的相容性，從而提高高分子復(fù)合材料的性能。

金戈新材在粉體研究方面已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗，粉體表面改性就是我司的技術(shù)特色之一，目前我司改性產(chǎn)品應(yīng)用涉及墊片、硅脂、灌封膠、環(huán)氧、聚氨酯、丙烯酸、工程塑料方面，根據(jù)每個領(lǐng)域的具體應(yīng)用要求開發(fā)了多個系列的導(dǎo)熱、阻燃填料，具有綜合性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛的特點。

利用氧化鋁粉制作特種陶瓷，采用濕法成型工藝比較常見。

其特點是先將氧化鋁粉分散在介質(zhì)中，形成穩(wěn)定的漿體后再通過注漿或者流延等成型工藝得到陶瓷坯體。

但是隨著特種陶瓷技術(shù)發(fā)展，為了提產(chǎn)品燒結(jié)性能，往往要求氧化鋁粉體的粒徑比較細。氧化鋁是極性化合物，在介質(zhì)中受范德華力，靜電力，毛細管力，自身重力等因素的相互作用下，氧化鋁細顆粒容易發(fā)生團聚，使陶瓷漿體的穩(wěn)定性變差，最終導(dǎo)致成型后的坯體密度不均勻，燒成后產(chǎn)品力學(xué)性能不理想。在制漿的時候加入聚合物(如PAA)分散劑,研磨時聚合物包覆于粉體表面，最終使粉體顆粒間形成靜電空間位阻效應(yīng)，均勻穩(wěn)定地分散在介質(zhì)中。

通過上述對氧化鋁粉體的改性作用，在實際生產(chǎn)中得到良好的效果，已成為制備優(yōu)質(zhì)特種陶瓷的常見工藝。

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