一种氢氧化铝凝胶及微晶α-Al₂O₃聚集体的制备方法

专利名称：一种氢氧化铝凝胶及微晶α-Al₂O₃聚集体的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氢氧化铝凝胶及利用氢氧化铝凝胶作原料制备微晶a -Al2O3聚集体材料，属于无机非金属材料领域。
背景技术：
微晶a -Al2O3聚集体材料可用于化学化工、绝缘材料、催化剂载体、陶瓷、航天航空、电子等多个基础行业与领域，尤其作为陶瓷材料应用最为广泛。微晶Ci-Al2O3聚集体作为一种重要的陶瓷材料，一直是国内外研究的热点，特别是在近年来迅速发展起来的 微晶刚玉磨料、电子陶瓷及透明陶瓷等行业的研究和应用最为典型。自20世纪80年代以来，a -Al2O3的制备技术发展迅速。a -Al2O3通常是由原料经高温煅烧制得，因而原料的选择与制备工艺对a -Al2O3的性能有很大影响。目前a -Al2O3聚集体的主要制备方法有固相法和液相法，固相法是将铝盐或氧化铝研磨后煅烧，通过发生固相反应直接制得Q-Al2O3聚集体，参见USP4786292 ;USP4799938，但固相法易引入杂质，后期煅烧温度过高，耗能大，对设备要求高。常用的制备微晶a -Al2O3聚集体的三种前驱体是Al2O3、勃姆石及氢氧化铝。一、以Al2O3为前驱体，通常与各种添加剂(如MgO、Fe203> SiO2等)湿混球磨后直接在常压下高温煅烧而成，参见 USP3808015 ；EP0152768B1 ；EP0324513B1 ;CN101993239。中国专利CN102093038报道的一种制备微晶a -Al2O3透明陶瓷的方法，它摈弃传统的湿混球磨，采用化学异质形核沉淀法，以MgO做烧结助剂，经无压烧结及真空或还原气氛中再次煅烧；而美国专利USP5665127则采用热压烧结工艺得到微晶a -Al2O3聚集体。但以Al2O3为前驱体，烧结助剂分散不均匀，后期较高的煅烧温度及较长的煅烧时间导致能耗较大。二、以勃姆石为前驱体，通常采用溶胶-凝胶工艺，以MgO、Fe2O3等做烧结助齐U，纳米级氧化铝作为晶种，经高温煅烧得到微晶a -Al2O3聚集体，参见USP4964883 ；USP5453104 ；USP5611829 ；EP0200487B1 ;EP0373765B1。但由于目前市场上勃姆石产品颗粒尺寸较大、纯度低(含有钠、钙离子等)，造成烧结后的微晶Ci-Al2O3聚集体晶粒尺寸大，杂质含量高，且需要的烧结温度较高、烧结时间长，即使添加烧结助剂，煅烧温度也高达1300° C 以上。三、以氢氧化招为前驱体,通常选用无定形氢氧化招或超细氢氧化招为原料，引入晶种及烧结助剂后，常压高温煅烧而得到微晶a -Al2O3聚集体，参见USP363406 ；USP3965042 ；US5432137 ;CN101343176。中国专利CN1772695A以超细氢氧化铝为原料，首先制备出Q-Al2O3，再与氢氧化铝和拟薄水铝石混合研磨后在1250-1650° C煅烧，得到初级晶粒粒径200nm-2 μ m的微晶氧化铝聚集体，可用作微晶刚玉磨料，氧化铝透明陶瓷灯等；而美国专利US6015456则以氢氧化铝为原料，利用水热反应得到微晶a -Al2O3聚集体。氢氧化铝是制备微晶a -Al2O3聚集体的一种重要原料，在焙烧过程中发生一系列的相变=Al(OH)3 — Y-Al2O3 — a-Al2O3,参见 J. Mater. Sci. Lett. 1994，13，520。其制备方法有沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等，参见J. Colloid Interface Sci. 2005, 289，319 ；J. Phys. Chem. C 2008，112，4124 ；Langmuir 2005，21，10422。沉淀法因所用设备简单、成本低、易于工业化而得到广泛应用，沉淀法通过向铝盐溶液中加入不同的沉淀剂(如NaOH、NH40H、尿素等)或水解铝酸钠溶液得到氢氧化铝颗粒，参见J. Phys. Chem. 1980，84，507 ；Appl. Catal. A 2004, 263, 163 ；Inorg. Chem. 1997, 36, 5565 ；Chem. Mater. 2002, 14, 2086。粒径细小的氢氧化铝作原料更易于制备微晶Q-Al2O3聚集体，结晶度低还可有效降低
Y-Al2O3 — a -Al2O3 的相转变温度，参见 Thermochimica 1992，205, 191。氢氧化铝溶胶一般要经过球磨处理，因为加入的酸性分散剂与金属盐烧结助剂易破坏烧结前驱体的胶粒结构，使其转变成溶液。烧结助剂也是影响微晶Ci-Al2O3聚集体硬度的一个重要因素。烧结助剂能降低Y -Al2O3 — a -Al2O3的相转变温度，并促进致密性烧结，参见J. Europ. Ceram.Soc. 2005，25，1095 ；Mater. Sci. Engineer. A2003, 362，300。若不添加烧结助剂，煅烧后的a -Al2O3为多孔的螺虫状。目前市售氢氧化铝产品粒径均一性差，且粒径粗大，反应活性低，杂质含量较高。烧结前驱体难以胶溶，烧结助剂分散不均匀。通常通过高温、高压或特殊烧结工艺制备，工艺过程复杂，对设备要求高且能耗大，参见J. Eur. Ceram. Soc. 2010, 30, 1351 ；USP6395214 ； J. Am. Ceram. Soc. 2002, 85, 1921。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种粒径小、纯度高的氢氧化铝凝胶及其制备
与应用。本发明还提供利用所述的氢氧化铝凝胶制备微晶a -Al2O3聚集体材料的方法。发明概述本发明首先利用简单的沉淀法以硝酸铝与氨水反应得到结晶度低的氢氧化铝沉淀，将洗涤后的氢氧化铝沉淀加入含有添加剂的硝酸溶液或水溶液中制备氢氧化铝凝胶。再将氢氧化铝凝胶干燥，然后粉碎，筛选30 200目粒度的干凝胶颗粒，在600 800° C煅烧，使其转变成Y -Al2O3,再在1150 1450° C煅烧，使其转变为a -Al2O3并致密化，得到微晶a -Al2O3聚集体材料。发明详述一种氢氧化铝凝胶，其中的氢氧化铝为非晶态，用于制备微晶a -Al2O3聚集体；是按以下步骤制得的(I)将浓度25 28wt%的NH3 · H2O加入水与Al (NO3) 3 · 9H20的混合溶液中，Al (NO3) 3 · 9H20:H20:NH3 · H2O的摩尔比为I: (3-8) : (4. 5-12)，搅拌均匀后得到悬浮液；离心或抽滤处理，用去离子水洗涤2 3次沉淀物，得到氢氧化铝；滤液用于回收副产品硝酸铵。(2)将步骤⑴制得的氢氧化铝加水配制成固含量5 15wt%的悬浮液，加入浓度65 69wt%的浓硝酸；所述氢氧化铝与所述浓硝酸的摩尔比(5-12) : 1，搅拌2 5h，悬浮液中加入氧化招球磨介质，在(300-500) r/min转速下球磨O 30min。(3)球磨后的悬浮液中加入添加剂 Mg(NO3)2 WH2CKFe(NO3)3 AH2CKLa(NO3)3 ·6Η20、Y(NO3)3 · 6H20、Co (NO3)2 · 6Η20之一或组合，搅拌3 8h，得到氢氧化铝凝胶，然后在40 160° C将氢氧化铝凝胶干燥5 24h得到氢氧化铝干凝胶。优选的，步骤(I)中Al (NO3) 3 · 9H20:H20:NH3 · H2O 的摩尔比为 I: (5-7) : (6-8)。
优选的，步骤(2)中所述氢氧化铝与所述氧化铝球磨介质的摩尔比为I: (2-8)。优选的，步骤(3)中，所述添加剂的加量为初始原料Al(NO3)3 · 9H20重量的I. 5 7wt%。优选的，步骤(3)中，所述添加剂为下列之一a. Mg (NO3) 2 · 6H20，加量为初始原料 Al (NO3) 3 · 9H20 重量的 I. 5 3wt% ;或，b. Mg (NO3) 2 · 6H20与Fe (NO3) 3 · 9H20按摩尔比I: I. 6的组合，加量为初始原料Al (NO3) 3 · 9H20 重量的 2. 3 7wt% ;或，c. Mg (NO3) 2 · 6H20、La (NO3) 3 · 6H20、Y(NO3)3 · 6H20 和 Co (NO3) 2 · 6H20 按摩尔比1:0.61:0. 46: (O. 34-0. 53)的组合，加量为初始原料 Al (NO3) 3 · 9H20 重量的 2. I 5. 7wt%。
步骤(I)中的滤液采用蒸发浓缩，再经造粒、结晶回收硝酸铵。在以上步骤(3)后继续以下步骤(4)即可制得微晶a -Al2O3聚集体材料。步骤(4):将步骤(3)制得的氢氧化铝干凝胶粉碎，过30 200目筛，放入马弗炉中预烧，升温速率为5 10° C/min，温度升至600 800° C，并在此温度保温10 60min，得到Y -Al2O3 ;继续在1150 1450。C煅烧I 2h，得到微晶a -Al2O3聚集体材料。一种微晶a -Al2O3聚集体材料的制备方法，包括用本发明的氢氧化铝凝胶作为前驱体，步骤如下[I]将本发明制得的氢氧化铝干凝胶粉碎，过30 200目筛；[2]取筛下氢氧化铝干凝胶颗粒放入马弗炉中预烧，升温速率为5 10° C/min，温度升至600 800° C，并在此温度保温10 60min，得到Y -Al2O3 ；[3]将所得Y -Al2O3在1150 1450。C煅烧I 2h，得到微晶a -Al2O3聚集体材料。优选的，上述步骤[2]中，预烧时的升温速率为6 8° C/min，在600 800° C保温 20 40min,得到 y -Al2O30优选的，上述步骤[3]中，Y-Al2O3的煅烧温度为1200 1450° C，煅烧时间为I 2h。本发明方法制得的微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒(即构成a -Al2O3聚集体的晶粒)粒径为50 400nm，二次聚集颗粒(即粉碎过筛后聚集体颗粒)粒径为75 600 μ m,密度为3. 90 3. 98g/cm3，硬度为19 24GPa。实施例I作为本发明的优选技术方案之一，所得微晶a -Al2O3聚集体的初级结晶颗粒粒径为100 300nm，二次聚集颗粒粒径为250 500 μ m,密度为 3. 98g/cm3,硬度为 23GPa。本发明方法制得的制备的微晶a -Al2O3聚集体中主成分a -Al2O3含量为80. O 99. 5wt%,添加剂含量为O. 5-20. 0wt%。添加剂为氧化铁、氧化镁、氧化镧、氧化钴、氧化钇中的任意一种或两种以上的混合物，该添加剂是在氢氧化铝凝胶前驱体制备时以其硝酸盐的形式加入的。本发明的特点及优良效果I、氢氧化铝制备过程中，晶粒粒径及纯度对后期煅烧制备微晶a -Al2O3聚集体的影响很大。本发明利用沉淀反应制备出晶粒粒径小，且纯度高的氢氧化铝，步骤(I)的产品，与工业级产品相比，解决了氢氧化铝反应活性低及难以胶溶的问题，并可得到副产品硝酸铵。
2、本发明以所制备的氢氧化铝为原料用溶胶-凝胶工艺制备氢氧化铝凝胶，所得氢氧化铝凝胶为玻璃态，色泽均一、无偏析现象，这种氢氧化铝凝胶煅烧出来的微晶a-Al2O3聚集体的外观及内在结构都是均匀的，且煅烧温度低，时间短、耗能低。3、本发明以所制备的氢氧化铝凝胶为前驱体，分两步煅烧，制得的a -Al2O3聚集体结构致密、不存在气孔，初级晶粒粒径为50 400nm，二次聚集体的颗粒粒径为75 600 μ m,密度为3. 90 3. 98g/cm3,微晶a -Al2O3聚集体的硬度为19 24GPa。这种微晶a -Al2O3聚集体可用作磨料、高温耐火材料、电子器件、高频绝缘材料、航天材料、信息材料
坐寸ο4、本发明微晶Ci-Al2O3聚集体的制备方法，所需烧结温度低、时间短，所得微晶a -Al2O3聚集体致密、成本低、硬度高,并可规模化生产。


图I是实施例I所得氢氧化铝的XRD谱。图2是实施例I所得微晶a -Al2O3聚集体的XRD谱。图3是实施例I所得微晶a -Al2O3聚集体初级晶粒的SEM照片。图4是实施例I所得微晶a -Al2O3聚集体二次聚集颗粒的SEM照片。图5是实施例I所得氢氧化铝TG-DSC曲线。图6是实施例I所得氢氧化铝凝胶的红外谱图。图7是实施例7所得微晶a -Al2O3聚集体初级晶粒的SEM照片。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中所用浓硝酸的浓度均为68wt%。实施例II.氢氧化铝凝胶的制备将30. OgAl (NO3) 3 · 9H20与120. OmL去离子水搅拌均匀后，将30. OmL氨水迅速加入到硝酸铝溶液中，得到白色沉淀。抽滤，将白色沉淀用去离子水离心洗涤3遍，得到氢氧化铝；将制得的氢氧化铝加入到100. OmL水中，加入O. 5mL浓硝酸，在380r/min转速下球磨5min,加入35. Og氧化招球磨介质。搅拌后再添加I. Og Fe (NO3) 3 · 9H20和O. 4gMg (NO3) 2·6Η20(添加剂)，再搅拌4h。将所得氢氧化铝悬浮液在90° C常压干燥10h，得到氢氧化铝干凝胶，粉碎后筛选粒度30 60目的干凝胶备用。2.微晶a -Al2O3聚集体的制备将筛选出的粒度30 60目的氢氧化铝干凝胶颗粒放入马弗炉中，以10° C/min的速率升温至700° C，并在此温度保温30min，得到Y_A1203。将预烧过的Y-Al2O3再在1200° C煅烧lh，即得到微晶a -Al2O3聚集体。X-ray粉末衍射(图IXRD谱)结果表明氢氧化铝为无定形态，氢氧化铝凝胶的TG-DSC曲线(图5)表明在600° C时氢氧化铝凝胶中的结构水及硝酸根离子已完全脱除，转变成Y-Al2O315红外光谱(图6)表明氢氧化铝沉淀经水洗后，其表面没有残余氨基。XRD谱(图2)表明氧化铝聚集体的物相是a -Al2O30扫描电镜(SEM)照片图3显示聚集体是由粒径100 300nm的初级晶粒构成，结构致密，不存在气孔。扫描电镜(SEM)照片图4显示二次聚集体颗粒粒径为250 500 μ m。制备的微晶a -Al2O3聚集体主成分含量为93. 62wt%,添加剂(氧化铁和氧化镁)含量为6. 38wt%，密度为3. 98g/cm3，硬度为23. 03GPa。实施例2如实施例I所述，所不同的是氢氧化铝凝胶的制备中，Fe (NO3) 3 · 9H20的加入量为I. 2g, Mg(NO3)2 · 6H20的加入量为O. 48g。微晶a -Al2O3聚集体的制备中，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为92. 34wt%，添加剂(氧化铁和氧化镁)含量为7. 66wt%，微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 300nm，二次聚集体颗粒粒径为250 500 μ m，结构致密，密度为3. 96g/cm3，硬度为22. 15GPa。实施例3如实施例I所述，所不同的是氢氧化铝凝胶的制备中，加入Fe (NO3) 3 · 9H20的量 为O. 8g，Mg (NO3) 2 · 6H20为O. 32g。微晶a -Al2O3聚集体的制备中，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为94. 89wt%，添加剂(氧化铁和氧化镁)含量为5. llwt%。微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 200nm，二次聚集体颗粒粒径为150 250 μ m,结构致密，其密度为3. 91g/cm3，所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为20. 5GPa。实施例4如实施例I所述，所不同的是微晶α-Α1203聚集体的制备中，将预烧过的
Y-Al2O3在1100° C煅烧lh，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为93. 62wt%,添加剂(氧化铁和氧化镁)含量为6. 38wt%0微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 300nm，二次聚集体颗粒粒径为250 500 μ m,其密度为3. 90g/cm3,所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为 20. 2GPa。实施例5如实施例I所述，所不同的是微晶α-Α1203聚集体的制备中，将预烧过的
Y-Al2O3在1300° C煅烧lh，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为93. 62wt%,添加剂(氧化铁和氧化镁)含量为6. 38wt%0微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 400nm，二次聚集体颗粒粒径为150 250 μ m,结构致密，其密度为3. 90g/cm3,所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为19. 62GPa。实施例6如实施例I所述，所不同的是氢氧化铝凝胶的制备中，在380r/min转速下球磨20min，加入40g氧化铝球磨介质。微晶a -Al2O3聚集体的制备中，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为93.62wt%，添加剂(氧化铁和氧化镁)含量为6. 38wt%。微晶Q-Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为50 200nm，二次聚集体颗粒粒径为150 250 μ m,结构致密，其密度为3. 92g/cm3，所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为21. 4GPa。实施例7I.氢氧化铝凝胶的制备(I)将30. Og Al (NO3)3 · 9H20与120. OmL去离子水搅拌均匀后，30. OmL氨水迅速加入到硝酸铝溶液中，得到白色沉淀。抽滤，将白色沉淀用去离子水离心洗涤3遍，得到氢氧化铝沉淀。⑵将上述方法制备的氢氧化铝沉淀加入到100. OmL水中，再加入O. 5mL浓硝酸(68wt%),在380r/min球磨5min,加入35. Og氧化招球磨介质。搅拌后再加入O. 3gLa (NO3) 3 · 6Η20、0· 264gY (NO3)3 · 6Η20、0· 15g Co (NO3) 2 · 6Η20 及 O. 384g Mg (NO3) 2 · 6Η20，再搅拌4h。将所得悬浮液在90° C常压干燥10h，得到干凝胶，筛选粒度30 60目的干凝胶备用。2.微晶a -Al2O3聚集体的制备将筛选出的粒度30 60目的干凝胶颗粒放入马弗炉中，以10° C/min的速率升温至700° C，并在此温度保温30min，得到Y-Al2O315将预烧过的Y-Al2O3在1400° C煅烧lh，即得到微晶a -Al2O3聚集体,所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为92. 2wt%，添加剂(氧化镧、氧化钇、氧化钴及氧化镁)含量为7. 8wt%。扫描电镜(SEM，图7)照片显示聚集体是由粒径100 300nm的初级晶粒构成，结构致密且存在片状结构，不存在气孔。二次聚集体颗粒粒径为75 150 μ m,其密度为3. 92g/cm3,其硬度为21. 22GPa。实施例8 如实施例7所述，所不同的是氢氧化铝凝胶的制备中，加入O. 265gLa (NO3) 3 · 6Η20、0· 176gY (NO3)3 · 6Η20、0· IgCo (NO3)2 · 6Η20 及 O. 256g Mg (NO3) 2 · 6Η20。微晶α -Al2O3聚集体的制备中，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为94. 2wt%，添加剂(氧化镧、氧化钇、氧化钴及氧化镁)含量为5. 8wt%。微晶a-Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 300nm，二次聚集体的颗粒粒径为250 500 μ m,结构致密且存在片状结构，其密度为3. 90g/cm3，所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为20. 2IGPa0实施例9如实施例7所述，所不同的是微晶Q-Al2O3聚集体的制备中，将预烧过的
Y-Al2O3在1350° C煅烧lh，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为92. 2wt%,添加剂(以氧化镧、氧化钇、氧化钴及氧化镁计)含量为7. 8wt%。微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 300nm，二次聚集体颗粒粒径为250 500 μ m,结构致密且存在片状结构，其密度为3. 90g/cm3，所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为20. OGPa0实施例10如实施例7所述，所不同的是微晶Q-Al2O3聚集体的制备中，将预烧过的
Y-Al2O3在1450° C煅烧lh，所得微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为92. 2wt%,添加剂(氧化镧、氧化钇、氧化钴及氧化镁)含量为7. 8wt%。微晶a-Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 300nm，二次聚集体颗粒粒径为250 500 μ m，结构致密且存在片状结构，其密度为3. 93g/cm3，所得微晶a -Al2O3聚集体的硬度为21. 55GPa。实施例11I.氢氧化铝的制备⑴将30. OgAl (NO3) 3 ·9Η20与120. OmL去离子水搅拌均匀后，30. OmL氨水迅速加入
到硝酸铝溶液中，得到白色沉淀。离心，将白色沉淀用去离子水离心洗涤3遍，得到氢氧化招。⑵将上述制备的氢氧化铝加入到150. OmL水中，再加入O. 5mL浓硝酸(68wt%)，在380r/min转速下球磨IOmin,加入35. Og氧化招球磨介质。搅拌后再加入O. 6gMg(NO3)2 ·6Η20，再搅拌4h。将所制得的悬浮液在90° C常压干燥10h，得到干凝胶，筛选粒度30 60目的干凝胶备用。
2.微晶a -Al2O3聚集体的制备将筛选出的粒度30 60目的干凝胶颗粒放入马弗炉中，以10° C/min的速率升温至700° C，并在此温度保温30min，得到Y -Al2O3。将预烧过的Y -Al2O3在1200° C煅烧 Ih,即得到微晶a -Al2O3聚集体，所制备的微晶a -Al2O3聚集体的主成分含量为97. 61wt%,添加剂(氧化镁)含量为2. 39wt%0微晶a -Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为100 300nm，二次聚集体颗粒粒径为75 150 μ m,结构致密，密度为3. 90g/cm3，硬度为20. 65GPa。
权利要求
1.一种氢氧化铝凝胶，其中的氢氧化铝为无定性形态，是按以下步骤制得的 (1)将浓度25 28wt%的NH3 H2O加入水与Al (NO3)3 9H20的混合溶液中，Al (NO3) 3 9H20:H20:NH3 H2O的摩尔比为I: (3-8) : (4. 5-12)，搅拌均匀后得到悬浮液；离心或抽滤处理，用去离子水洗涤2 3次沉淀物，得到氢氧化铝；滤液用于回收副产品硝酸铵；滤液蒸发浓缩，而后经造粒、结晶回收硝酸铵。
(2)将步骤(I)制得的氢氧化铝加水配制成固含量5 15wt%的悬浮液，加入浓度65 69wt%的浓硝酸；所述氢氧化铝与所述浓硝酸的摩尔比(5-12) : 1，搅拌2 5h，悬浮液中加入氧化招球磨介质，在(300-500) r/min转速下球磨0 30min ； (3)球磨后的悬浮液中加入添加剂Mg(NO3)2 6H20、Fe (NO3) 3 9H20、La(NO3)3 6H20、Y(NO3)3 6H20、Co (NO3)2 6H20之一或组合，搅拌3 8h，得到氢氧化铝凝胶，然后在40 160° C将氢氧化铝凝胶干燥5 24h得到氢氧化铝干凝胶。
2.如权利要求I所述的氢氧化铝凝胶，其特征在于，步骤(I)中Al (NO3)3 9H20:H20:NH3 H2O 的摩尔比为 I: (5-7) : (6-8)。
3.如权利要求I所述的氢氧化铝凝胶，其特征在于，步骤(2)中所述氢氧化铝与所述氧化招球磨介质的摩尔比为I: (2-8)。
4.如权利要求I所述的氢氧化铝凝胶，其特征在于，步骤(3)中，所述添加剂的加量为初始原料Al (NO3) 3 9H20重量的I. 5 7wt%。
5.如权利要求I所述的氢氧化铝凝胶，其特征在于，步骤(3)中，所述添加剂为下列之a.Mg(NO3)2 6H20，加量为初始原料 Al (NO3)3 9H20 重量的 I. 5 3wt% ； b.Mg(NO3)2 6H20与Fe (NO3)3 9H20按摩尔比I: I. 6的组合，加量为初始原料Al (NO3) 3 9H20 重量的 2. 3 7wt% ；c.Mg (NO3) 2 6H20、La (NO3) 3 6H20、Y (NO3) 3 6H20 和 Co (NO3) 2 6H20 按摩尔比1:0.61:0. 46: (0. 34-0. 53)的组合，加量为初始原料 Al (NO3)3 9H20 重量的 2. I 5. 7wt%。
6.一种微晶ct-Al2O3聚集体材料的制备方法,包括权利要求1 5任一项所述的氢氧化铝凝胶作为前驱体，步骤如下 [1]将所述的氢氧化铝干凝胶粉碎，过30 200目筛； [2]取筛下氢氧化铝干凝胶颗粒放入马弗炉中预烧，升温速率为5 10°C/min，温度升至600 800° C，并在此温度保温10 60min，得到\ -Al2O3 ； [3]将所得Y-Al2O3在1150 1450° C煅烧I 2h，得到微晶a -Al2O3聚集体材料。
7.如权利要求6所述的微晶a-Al2O3聚集体材料的制备方法，其特征在于，步骤[2]中，预烧时的升温速率为6 8° C/min，在600 800° C保温20 40min，得到Y_A1203。
8.如权利要求6所述的微晶a-Al2O3聚集体材料的制备方法，其特征在于，步骤[3]中，Y -Al2O3的煅烧温度为1200 1450° C，煅烧时间为I 2h。
全文摘要
本发明涉及一种氢氧化铝凝胶及微晶α-Al2O3聚集体的制备方法，包括利用硝酸铝水合物与氨水反应得到氢氧化铝、球磨后的悬浮液再加入添加剂得到氢氧化铝凝胶，干燥得氢氧化铝干凝胶；氢氧化铝干凝胶经粉碎、煅烧制得微晶α-Al2O3聚集体。该方法适合规模化生产微晶α-Al2O3聚集体，工艺条件易控，所得微晶α-Al2O3聚集体的初级晶粒粒径为50～400nm，二次聚集体颗粒粒径为75～600μm，结构致密，密度为3.90~3.98g/cm3，硬度为19~24GPa。所得微晶α-Al2O3聚集体可用作磨料、耐高温材料、电子器件材料、高频绝缘材料、航天材料、信息材料等。
文档编号C01F7/34GK102807243SQ201210285200
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者陈代荣, 张建, 焦秀玲, 张立 申请人:山东大学