[发明专利]具有高纯度和高相对密度的α氧化铝、其生产方法及其用途

说明书

本发明涉及一种具有高纯度、高密度和低表面积的α氧化铝，并且特别涉及一种生产这种α氧化铝的方法以及该α氧化铝在蓝宝石生产中或在复合体和陶瓷体生产中的用途。

技术领域

本发明涉及生产α氧化铝的方法，特别涉及生产具有高纯度、高密度和低BET表面积的α氧化铝的方法。本发明进一步扩展到根据本发明的方法生产的氧化铝以及α氧化铝在蓝宝石生产或复合体和陶瓷体生产中的用途。

背景技术

在超高纯氧化铝的技术领域，重点是生产高纯度、高密度和低BET表面积的氧化铝。在EP 2070873 B1中，描述了纯度至少为99.99％且相对密度为55至90％的α氧化铝粉末。该粉末通过在α氧化铝晶种存在下煅烧无定形氢氧化铝(通过在室温下以两步法用化学计量的水来水解烷氧铝得到)来制备。

需要在不使用α氧化铝晶种的情况下生产高纯度和高密度的氧化铝，即需要简化工艺。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了生产α氧化铝，特别是高纯度α氧化铝的方法，至少包括以下步骤：

i)提供包含勃姆石的勃姆石浆料；其中，勃姆石浆料的勃姆石的晶体尺寸独立地在沿120轴的3.0至6.5nm和沿020轴的3.0至6.0nm的范围内；

ii)老化勃姆石浆料以得到老化的勃姆石浆料，其包含具有(120)轴和(020)轴的改变晶体尺寸的勃姆石颗粒(boehmite particles with a modified crystallite sizehaving a(120)axis and a(020)axis)，其中老化在30至240℃的温度下进行0.5至170小时的时间段，直到勃姆石颗粒：

a)具有小于1nm的沿(120)轴的长度与沿(020)轴的长度之间的差值，或

b)(120)轴大于30nm，或

c)a)和b)均适用；

iii)干燥老化的勃姆石浆料以形成干燥的勃姆石，和

iv)将干燥的勃姆石在1200至1600℃的温度下煅烧1至5小时的煅烧时间以产生α氧化铝。

差值是指沿(120)轴的长度减去沿(020)轴的长度。因此，该差值也可以具有负值。

沿(120)轴的长度与沿(020)轴的长度之间的差值优选地大于0nm且小于1nm，更优选地大于0.05nm且小于1nm，甚至更优选地大于0.1nm且小于1nm，并且最优选地大于0.5nm且小于1nm。

还优选a)和b)的组合，即其中a)包括上述优选范围，并且同时其中(120)轴大于30nm。

进一步要求保护的是根据上述方法生产的α氧化铝以及该α氧化铝用于蓝宝石生产或用于陶瓷体或复合体生产的用途，特别是通过施加压力和/或烧结。

具体实施方式

根据本发明，通过确保老化的勃姆石浆料生产具有沿(120)轴和(020)轴小于1nm，优选大于0nm且小于1nm，更优选地大于0.05nm且小于1nm，甚至更优选地大于0.1nm且小于1nm，并且最优选大于0.5nm且小于1nm的晶体尺寸差值或沿(120)轴小于30nm，优选地大于40nm的晶体尺寸的勃姆石颗粒，则能够在不使用氧化铝晶种的情况下得到相对密度大于90％的纯氧化铝。清楚地说，根据本发明，需要遵循步骤ii)的选项a)或步骤ii)的选项b)。可替代地，选项a)和选项b)都可以遵循。

对于选项a)，勃姆石颗粒沿(120)轴的长度(这意味着在施加步骤ii)的老化之后)优选为至少7nm，更优选地至少10nm，并且最优选地至少13nm。