氧化鋁與其他材料相比,它具有許多獨特、優良的性能,如高熔點(2015°C)、較高的室溫和高溫強度,高的化學穩定性和接點介電性能,電絕緣性好,硬度高(莫氏硬度9),耐磨性好且成本低廉。因而氧化鋁陶瓷可用于制造高速切削工具,高溫熱電耦套管、化工高壓機械泵零件、內燃機火花塞、人工關節及航空磁流體發電材料等多種陶瓷器件。納米氧化鋁材料的特殊光電特性、高磁阻現象、非線性電阻現象、在高溫下仍具有的高強、高韌、穩定性好等奇異特性,以及各種納米粉體材料共有的小尺寸效應、表面界面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應,使其在催化、濾光、光吸收、醫藥、磁介質及新材料等領域有廣闊的應用前景。??
納米氧化鋁的應用??
01活性催化劑和催化劑載體??
氧化鋁具有明顯的吸附劑特征,并能活化許多鍵,如H一H鍵,C-H鍵等,因此在烴類裂化、醇類脫水制醚等反應中可直接作為活性催化劑加入反應體系中,如乙醇脫水產生乙烯。由于氧化鋁表面同時存在酸性中心和堿性中心,因此氧化鋁本身就是一種極好的催化劑。氧化鋁尺寸小,表面所占的體積分數大,表面原子配位不全等導致表面活性位置增加,而且隨著粒徑的減小,表面光滑程度變差,形成了凹凸不平的原子臺階,增加了化學反應的接觸面,因而納米氧化鋁是理想的催化劑或催化劑載體。02表面防護層材料??
將納米氧化鋁粒子噴涂在金屬、陶瓷、塑料、玻璃、漆料及硬質合金的表面上,可明顯提高表面強度、耐磨性和耐腐蝕性,且具有防污、防塵、防水等功能,因此可用于機械、刀具、化工管道等表面防護。有報道在AISI304不銹鋼表面涂氧化鋁防護層,使得表面硬度由3.8GPa提高到10.8GPa,并且在受到同樣的負載下,表面壓痕深度減少了30%左右。03光學材料??
納米氧化鋁可以吸收紫外光,并且在某些波長光的激發下可以產生出與粒子尺寸相關的波長的光波。氧化鋁可燒結成透明陶瓷,作為高壓鈉燈管的材料;可用作緊湊型熒光燈中熒光粉層的保護涂膜;還可和稀土熒光粉復合制成熒光燈管的發光材料,提高燈管壽命。此外,納米氧化鋁多孔膜有紅外吸收性能,可制成隱身材料用于軍事領域;利用其對80nm紫外光的吸收效果可作紫外屏蔽材料和化妝品添加劑。04陶瓷材料??
在常規氧化鋁陶瓷中添加5%的納米級氧化鋁粉體,可改善陶瓷的韌性,降低燒結溫度。由于納米氧化鋁,粉體的超塑性,解決了因低溫脆性而限制其應用范圍的缺點,因此在低溫塑性氧化鋁陶瓷中得到廣泛應用。在其它陶瓷基體中加入少量的納米級氧化鋁,,可以使材料的力學性能得到成倍的提高,其中以SiC氧化鋁納米復合材料最為顯著,共抗彎強度從單相碳化硅陶瓷的300~400MPa提高到1GPa,經過熱處理可達1.5GPa,材料的斷裂韌性提高幅度也在40%以上。05電子工業??
納米氧化鋁由于具有巨大的表面和界面,對外界濕度變化敏感,而且穩定性高,是理想的濕敏傳感器和濕電溫度計材料L5。同時,它還具有良好的電絕緣性、化學耐久性、耐熱性、抗輻射能力強、介電常數高、表面平整均勻,可用作半導體材料和大規模集成電路的襯底材料,廣泛應用于微電子、電子和信息產業。06生物醫藥材料??
氧化鋁生物陶瓷在生理環境中基本上不發生腐蝕,具有良好的結構相容性,新生組織長入多孔陶瓷表面。上交連貫通的孔隙,與機體組織之間的結合強度較高,并且有強度高、摩擦系數小、磨損率低等特性。因此在人體骨骼上應用比較廣泛,已用于制作承力的人工骨、關節修復體、牙根種植體、折骨夾板與內固定器件、藥物緩釋載體等。由氧化鋁和氧化鋯復合制得的陶瓷材料,具有很高的強度和韌性,是良好的美容牙科修復材料。07氧化鋁納米復合材料??
納米復合材料可按顯微結構的不同分為晶內型、晶間型、晶內/晶間型及納米/納米型納米顆粒分布于基體晶粒內的是晶內型,納米顆粒分布在基體晶粒間的是晶間型,上述兩種情況都有的是晶內/晶間型,分散相與基體相的晶粒都是納米尺度的結構是納米/納米型。目前制備納米/納米型結構的復合材料還有一定的困難。??
采用能將多種類金屬納米粉體穩定量產的EEM制備技術,很好地解決了其他生產工藝(如液相法、研磨法等)產品低純度、低活性、低均勻度、大粒徑等問題。通過大量實驗,依照不同金屬(合金)導電率、比重等理化特性總結歸納出完整的脈沖高壓沖擊指標體系,在實現精準制備不同種類、高純度、同粒徑分布的納米粉體方面有著非常豐富和純熟的經驗,并且在10-100納米范圍區間內做得非常出色。??
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