[发明专利]一种板状结晶α-Al2O3粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于α-Al₂O₃粉体技术领域。具体涉及一种板状结晶α-Al₂O₃粉体及其制备方法。

背景技术

板状结晶α- Al₂O₃最早被成功用作聚合物的填料，以增强其导热率。氧化铝的导热率比有机聚合物高，在聚合物中添加一定量的板状α- Al₂O₃，可形成氧化铝网络，传递大部分热量，用这种材料制备电子元件，可以大大提高电子元件的寿命。但板状α- Al₂O₃的尺寸太大，不易与基质粉料混合均匀，且大直径板状氧化铝的自身缺陷多，强度低，容易发生穿晶断裂而达不到预期的效果。而尺寸细小的板状α- Al₂O₃能混合均匀，且有较优良的力学性能。由于板状结晶α- Al₂O₃具有特殊的二维平面结构，因而具有良好的附着力、显著的屏蔽效应与发射光线的能力，同时具有耐酸碱性、耐高温、熔点高、硬度大、导热性能好、电阻率高等许多优良性能。粒径小、分散性好的板状结晶α- Al₂O₃粉体可广泛应用于耐火材料、涂料、荧光粉、化妆品和电子等许多领域，有着非常广阔的发展前景。

目前，板状结晶α- Al₂O₃的制备一般采用工业氧化铝为原料，经过较高的温度煅烧才能形成板状α- Al₂O₃晶体，这种方法制备的板状氧化铝尺寸较大，为了制备出较小尺寸的板状氧化铝，许多粉体工作者进行了研究。如利用一水软铝石和氢氟酸为原料，通过调节pH制备出溶胶，经过凝胶、干燥和分解后，制得均匀的γ-Al₂O₃和AlF₃混合粉末，用该粉在一定热处理条件下制备出小尺寸的α-Al₂O₃板晶（周振君,杨正方,袁启明等.溶胶-凝胶法合成小尺寸板状氧化铝[J].硅酸盐通报,2003,(4):10-15）；以异丙醇铝为原料，添加AlF₃，通过醇盐水解法制备出板状α-Al₂O₃粉体（康健,王晶,张文波.A1F₃添加剂对氧化铝粉体微观结构的影响[J].轻金属,2008,(3):13-16）；采用纳米γ-Al₂O₃粉为原料，添加α-Al₂O₃和AlF₃，按照一定比例将其分散于无水乙醇中，球磨后过滤、干燥、研磨、煅烧而得到板状α-Al₂O₃粉（周建新,沈湘黔,景茂祥.板状氧化铝制备过程中影响因素的研究[J].矿冶工程，2005,25(2):73-76）。但是这些方法普遍存在着制备成本较高，工艺复杂、难以工业化生产的问题。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，目的在于提供一种工艺简单、成本较低和易于实现工业化生产的板状结晶α-Al₂O₃粉体及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：先按制氢副产品：水的质量比为1：（1.0~2.0）将制氢副产品溶于水中，搅拌至均匀分散的悬浮液；再向搅拌后的悬浮液中加入制氢副产品0.6～0.8wt%的十二烷基苯磺酸钠、0.4~0.8wt%的氧化铝晶种、0.4~0.8%wt的氟化铝和0.4~0.8%wt的氯化铵；然后超声分散10~30min，干燥后球磨1~1.5h；最后将球磨后的粉体放入马弗炉中，升温至1000~1200℃，保温1~2小时，随炉自然冷却，制得板状结晶α-Al₂O₃粉体。

在上述技术方案中：所述制氢副产品为铝合金制氢的副产品，固含量为20~30wt%，干燥后的制氢副产品中的Al(OH)₃含量≥99wt%，平均粒径为5~30nm；所述十二烷基苯磺酸钠、氟化铝和氯化铵均为分析纯；所述氧化铝晶种为α-Al₂O₃含量≥99.9wt%的氧化铝粉体，平均粒径为1~100nm。