高纯氧化铝的应用

刘,青

中铝山东有限公司 （淄博 255051）

摘要：高纯氧化铝具有多孔性、高分散性、绝缘性、耐热性等特点，优势特征为卓越的硬度、高亮度、隔电性（非导体）、超级耐磨损性和高耐腐蚀性，在人工晶体（蓝宝石、红宝石）、锂离子电池陶瓷隔膜、高端结构陶瓷、透明陶瓷、催化剂载体、抛光材料、发光材料、导热材料等领域得到了广泛的应用。

关键词：高纯氧化铝，人工晶体，结构陶瓷，催化剂载体

　高纯氧化铝粉体，纯度≥99.99%，具有普通氧化铝粉体无法比拟的光、电、磁、热和机械性能，在高技术新材料领域和现代工业中有着广泛应用，是先进无机非金属材料中的一大重要分支，是20世纪以来新材料产业中产量大、产值高、用途广的高端材料产业之一。具体包括：4N、5N、超细氧化铝等系列产品。

全球高纯氧化铝市场容量约6万吨，按照纯度和用途领域主要分为三个档次:高端产品主要用于透明陶瓷、AlN基板、精密抛光等；中端产品主要用于蓝宝石及照明领域；低端产品主要用于荧光粉、锂离子电池隔膜、消费电子领域。

1.锂离子电池陶瓷隔膜

在锂离子电池中，隔膜主要起到防止正负极接触并允许离子传导的作用，是电池重要的组成部分[1]。目前，商品化的锂离子电池中采用的主要是具有微孔结构的聚烯烃类隔膜材料，如聚乙烯、聚丙烯的单层或多层膜。由于材料熔点的制约，上述隔膜的破膜温度较低，在电池使用不当时极易造成隔膜收缩，甚至熔化，导致电池短路。高纯氧化铝作为一种无机物，具有很高的热稳定性及化学惰性，是电池隔膜陶瓷涂层的很好选择，以陶瓷复合隔膜为代表的涂层隔膜可有效改善隔膜的热稳定性和对电解液的亲合性，显著提高锂离子电池的耐高温性能和安全性。

2.高端结构陶瓷

结构陶瓷是指能作为工程结构材料使用的陶瓷，它具有耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、高硬度、高强度、低蠕变速率等优异力学、热学、化学性能，在某些方面远超优质合金和高分子材料，常用于各种结构部件。如应用于陶瓷研磨介质、陶瓷发动机、陶瓷轴承等。高端结构陶瓷领域要求高纯氧化铝产品纯度高、粒度细、粒度分布均匀、形貌均匀。

3.透明陶瓷

透明陶瓷不仅有良好的透明性和光学特性，同时又保持结构陶瓷的高强度、耐腐蚀、耐高温、电绝缘好、热导率高及良好的介电性能，因此在新型照明技术、高温高压及腐蚀环境下的观测窗口、红外探测用窗、导弹用防护整流罩、军事用透明装甲等领域得到愈来愈多的应用。

高纯氧化铝制造的高压钠灯，是一种发光效率很高的电光源，在钠蒸汽放电时会长生1000℃以上的高温，具有很强的腐蚀性，玻璃灯管根本就无法耐受，直到有了高纯氧化铝透明陶瓷，高压钠灯才得到实际应用。透明氧化铝陶瓷除了用于高压钠灯，现在已用在新型照明的金属卤化物灯中作为发光管，此外作为生物陶瓷用作牙齿矫正中的陶瓷托槽。

4.催化剂载体

催化剂载体是催化剂活性组分的骨架，支撑活性组分，使活性组分得到分散，同时还可以增加催化剂的强度[2]。高纯氧化铝，具有较大的比表面积，适宜的孔径分布，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，所以广泛地被用作催化剂和催化剂载体。另外，由于高纯氧化铝纯度高，杂质含量低，可以有效避免催化剂活性组分因有害杂质中毒失活。如应用于汽车尾气处理、石油炼化等。

5.抛光材料

抛光材料是制造玻璃、金属、半导体、塑料的磨料。用于精密抛光用的高纯氧化铝，杂质含量低，粒径小，具有抛光效率高、抛光光泽度高等特性，广泛应用于精密抛光工业，并能满足低杂质含量要求的产品的精密抛光要求。适合用于蓝宝石、玻璃、金属、半导体、塑料等材料的精密抛光，达到镜面效果[3]，不易产生缺陷。

6.人工晶体

人工晶体主要以蓝宝石为主。蓝宝石主要应用于LED 蓝宝石衬底和窗口屏幕蓝宝石[4]。蓝宝石窗口屏将成为一个新的增量应用领域，主要应用在手表壳、手机摄像头壳、和手机home键，特别是手机屏和智能穿戴设备的应用。

7.结论

随着高新技术的兴起与发展，未来市场对高纯氧化铝粉体的需求不断增加，这必将推动高纯氧化铝粉体制备技术向低成本、规模化不断发展。

参考文献：

[1]张立生, 李慧, 张汉鑫,等. 高纯氧化铝应用及制备工艺研究进展[J]. 轻金属, 2018(10):4.

[2]韩东战, 尹中林, 王建立. 高纯氧化铝制备技术及应用研究进展[J]. 铝镁通讯, 2012, 44(9):8-11.

[3]李庆丰, 戴遐明, 艾德生,等. 高纯氧化铝制备新方法及其应用研究[C]// 第十一届全国高技术陶瓷学术年会论文集. 2000.

[4]路文, 陈廷益. 高纯氧化铝制备方法及应用[J]. 山东化工, 2014, 43(010):51-52.