专利名称：一种片状氧化铝粉体制备方法
技术领域：
一种片状a -氧化铝的制备方法，涉及一种研磨抛光材料用片状a -氧化铝粉 体的制备方法。
背景技术：
a-氧化铝(俗称刚玉)是所有氧化铝中最稳定的物相，属A2B3型化合物， 三方晶系,具有熔点高(达205(TC)，硬度大(莫氏硬度达9)，结构紧密(一次晶 体真密度达4.01g.cm'3)，机械强度高，化学性质稳定，制品对酸、碱都有较好的 抵抗力等特点。基于a-氧化铝硬度高、耐磨性好等特点，它被广泛用作制造各 种磨削材料。
抛光是利用抛光机械上各种高速旋转的磨头，对材料表面进行加工的工艺 过程。抛光后，材料表面光滑明亮，具有较强的美感，与其它表面处理工艺相 比，抛光加工具有多种优势(1)抛光过程消除了物件表面的裂纹、杂质等缺 陷，消除了原电池效应，具有明显的抗腐蚀性能；(2)材料表面与基体属于同 一种物质，表面在长时间内保持光滑明亮，不会发生大的变化；(3)抛光过程 不产生废物,不对环境造成污染，是一种环保的表面处理工艺。研磨抛光过程包 括粗磨、中磨、细磨、抛光、出光、中抛、精光、超精光等工艺过程。在研磨 阶段主要是采用高硬度、棱角锋利的材料对物件表面进行修正，如碳化硅、熔 融刚玉等，在对物件表面进行修整的同时，也会在材料表面形成一定的划痕， 因此需要采用粒径相对较小，晶界圆滑的高温煅烧a -氧化铝对物件表面进行进 一步的修正，先用晶粒较大的粉体对物件表面进行粗抛，然后用晶粒较小的粉 体对物件表面进行进一步中抛、精抛及超精抛。
抛光对a-氧化铝的显微结构有较高的要求，以片状显微结构为好。制备片 状a-氧化铝，是将工业氧化铝、氢氧化铝等前驱体与一些添加剂进行物理混合， 然后在高温下烧结，烧结后的物料研磨后成为抛光用片状a-氧化铝粉体。这种 制备方法有很多局限性，添加剂的加入量一般在3°/。以下，进行物理混合不容易 混合均匀，导致烧结只有部分属于片状氧化铝，影响抛光的性能。
发明内容
本发明的目的就是针目前制备片状氧化铝的不足之处，提供一种有效的提 高晶体均匀性、抛光的性能好的片状氧化铝粉体制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于将含水氧化铝与聚乙二醇、 聚乙烯醇有机物的水溶液混合，有机物加入量为含7乂氧化铝重量的0.5%~2%，干燥后， 在300 100(TC温度下煅烧30~240分钟，将得到的氧化铝与含有氟化物盐类的水 溶液混合，使氟化物吸附于氧化铝中后，经干燥后，在1200 170(TC的温度下煅 烧时间0.5 12h，得到片状ci -氧化铝粉体。
本发明的一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于所述的含水氧化铝 为氢氧化铝、超细氢氧化铝、拟薄水铝石。
本发明的一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于所述的氟化物盐类 为氟化铝、氟化铵、氟化镁、氟化锌、氟化钙、氢氟酸中的一种或多种的混合 物；含有氟化物盐类的水溶液中的氟离子浓度在5g/l~30g/l。
本发明的一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于与煅烧后的氧化铝 混合时，含有氟化物盐类的水溶液中的氟的质量为氧化铝质量的0.3~2.5%。
本发明的一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于氧化铝吸收溶液中 的氟化物后，是在100 15(TC的温度下干燥的。
本发明的一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于将含水氧化铝在 300 1000。C温度下煅烧时，加入有利于增加活性氧化铝比表面积的添加剂碳粉 或在高温下能够碳化的有机物聚乙二醇、聚乙烯醇；加入量为含水氧化铝重量的0.5°/^2%
采用本发明的方法制备的片状a -氧化铝粉体经过研磨后，得到可以用作研 磨抛光材料的片状氧化铝，其晶体均匀性、抛光的性能好。
具体实施方案
一种片状a-氧化铝粉体制备方法，将含水氧化铝与聚乙二醇、聚乙烯醇等 有机物的水溶液混合，有机物加入量为氢氧化铝重量的0.5~2%，干燥后，在300 1000 。C温度下煅烧30 240分钟，将得氧化铝与含有氟化物盐类的水溶液混合，使氟 化物吸附于氧化铝上后，经干燥后，在1200 1700。C的温度下煅烧时间0.5 12h， 得到片状a-氧化铝粉体。其含水氧化铝为氢氧化铝、超细氢氧化铝、拟薄水铝 石；其氟化物盐类为氟化铝、氟化铵、氟化镁、氟化锌、氟化钙、氢氟酸中的 一种或多种的混合物；含有氟化物盐类的水溶液中的氟离子浓度在5g/l~30g/l; 其与煅烧后的氧化铝混合时，含有氟化物盐类的水溶液中的氟的质量为氧化铝 质量0.3 2.5%。
实施例l
将氢氧化铝聚乙二醇水溶液混合，聚乙二醇加入量为氢氧化招重量的0.5%，混
合后的浆体在烘箱中干燥后，在30(TC温度下煅烧240分钟，得到一种高比表面 积的活性氧化铝，将2.1g氟化铝溶解于水中，配制成100ml的水溶液，取煅烧 后的氧化铝100g，加入氟化铝溶液中，将混合溶液放入坩埚中，在干燥箱中， ll(TC干燥，直到溶液中的水全部蒸发掉，将吸附有氟化铝的活性氧化铝装入氧 化铝陶瓷坩埚中，在马弗炉中，在170(TC煅烧6h，得到片状氧化铝，粉碎后， 得到可以用于抛光的片状a-氧化铝粉体材料，片状a-氧化铝的粒径约为12 20 iim,晶粒直径与厚度的比例大约为S 3:l。 实施例2
将氢氧化铝与聚乙二醇水溶液混合，聚乙二醇加入量为氢氧化铝重量的2。/。，混
合后的浆体在烘箱中干燥后，在600'C温度下煅烧120分钟，得到一种高比表面 积的活性氧化铝，将1.85g氟化铵溶解于水中，配制成190ml的水溶液，取煅烧 后的氧化铝38g，加入氟化铝溶液中，在干燥箱中，13(TC干燥，直到溶液中的
水全部蒸发掉，将吸附有氟化铝的活性氧化铝装入氧化铝陶瓷坩埚中，在马弗
炉中，在120(TC煅烧12h，得到片状氧化铝，粉碎后，得到可以用于抛光的片 状a-氧化铝粉体材料，片状a-氧化铝的粒径约为3 5um，晶粒直径与厚度的比 例大约为6 3:1。 实施例3
将氢氧化铝与聚乙烯醇水溶液混合，聚乙烯醇加入量为氢氧化铝重量的1.5%，
混合后的浆体在烘箱中干燥后，将氢氧化铝在1000'C温度下煅烧30分钟，得到 一种高比表面积的活性氧化铝，将5.15氟化锌溶解于水中，配制成172ml的水 溶液，取煅烧后的氧化铝633g，加入氟化锌溶液中，在干燥箱中，15(TC干燥， 直到溶液中的水全部蒸发掉，将吸附有氟化铝的活性氧化铝装入氧化铝陶瓷坩 埚中，在马弗炉中，在1400'C煅烧6h，得到片状氧化铝，粉碎后，得到可以用 于抛光的片状a -氧化铝粉体材料，片状a -氧化铝的粒径约为7~10 U m,晶粒直径 与厚度的比例大约为7 3:1。。 实施例4
将实施例1中的氢氧化铝换成超细氢氧化铝，实施过程相同，得到可以用于抛 光的片状a-氧化铝粉体材料，片状a-氧化铝的粒径约为8 12um,晶粒直径与 厚度的比例大约为6 3:1。
实施例5
将实施例1中的氢氧化铝换成拟薄水铝石，实施过程相同，得到片状a-氧化 铝粉体材料，片状a-氧化铝的粒径约为4 8um,晶粒直径与厚度的比例大约为
实施例6
将实施例1 4中的氟化铝换成同摩尔数的其它氟化物，如氟化铵、氟化镁、 氟化锌、氟化钙、氢氟酸等，也得到同样的片状a-氧化铝粉体。
权利要求
1.一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于将含水氧化铝与聚乙二醇、聚乙烯醇等有机物的水溶液混合，有机物加入量为含水氧化铝重量的0.5％～2％，干燥后，在300～1000℃温度下煅烧30～240分钟，将得氧化铝与含有氟化物盐类的水溶液混合，使氟化物吸附于氧化铝上后，经干燥后，在1200～1700℃的温度下煅烧时间0.5～12h，得到片状α-氧化铝粉体。
2. 根据权利要求1所述的一种片状a-氧化铝粉体制备方法，其特征在于所 述的含水氧化铝为氢氧化铝、超细氢氧化铝、拟薄水铝石。
3. 根据权利要求1所述的一种片状a -氧化铝粉体制备方法，其特征在于所 述的氟化物盐类为氟化铝、氟化铵、氟化镁、氟化锌、氟化钙、氢氟酸中的一 种或多种的混合物；含有氟化物盐类的水溶液中的氟离子浓度在5g/l~30 g/l。
4. 根据权利要求1所述的一种片状a-氧化铝粉体制备方法，其特征在于与 煅烧后的氧化铝混合时，含有氟化物盐类的水溶液中的氟的质量为氧化铝质量 0.3% 2.5%。
5. 根据权利要求1所述的一种片状a-氧化铝粉体制备方法，其特征在于氧 化铝吸收溶液中的氟化物后，是在100 15(TC的温度下干燥的。
6. 根据权利要求1所述的一种片状a-氧化铝粉体制备方法，其特征在于将 含水氧化铝在300 1000'C温度下煅烧时，加入有利于增加活性氧化铝比表面积 的添加剂碳粉或在高温下能够碳化的有机物聚乙二醇、聚乙烯醇；加入量为含 水氧化铝重量的0.5% 2%。
全文摘要
一种片状α-氧化铝的制备方法，涉及一种研磨抛光材料用片状α-氧化铝粉体的制备方法。其特征在于将含水氧化铝与聚乙二醇、聚乙烯醇等有机物的水溶液混合，有机物加入量为含水氧化铝重量的0.5％～2％，干燥后在300～1000℃温度下煅烧30～240分钟，将得氧化铝与含有氟化物盐类的水溶液混合，使氟化物吸附于氧化铝上后，经干燥后，在1200～1700℃的温度下煅烧时间0.5～12h，得到片状α-氧化铝粉体。采用本发明所制备的片状α-氧化铝粉体经过研磨后，得到可以用作研磨抛光材料的片状氧化铝。
文档编号C01F7/02GK101182017SQ200710179638
公开日2008年5月21日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者李晋峰, 玮 陈 申请人:中国铝业股份有限公司