一种α-氧化铝的制备方法和应用与流程

本申请涉及氧化铝，具体涉及一种α-氧化铝的制备方法和应用。

背景技术：

1、氧化铝作为一种高新无机材料，在陶瓷、电子、环保等领域都有着广泛的应用。氧化铝存在十一种晶型，有许多的同质异晶体，主要有三种晶型，即α-氧化铝、β-氧化铝和γ-氧化铝。作为最稳定晶型的α-氧化铝的应用占到相当重要的地位和相当大的比重。目前，α-氧化铝作为一种环保材料应用于抛光领域，以其耐热、耐腐蚀、高硬度等多个优势引领着抛光行业的新发展。

2、但是在制备α-氧化铝的过程中常常加入大量多种有机醇类、酮类或脂类等易挥发、易产生有毒有害物质的有机物类物质，制备工艺流程复杂，对设备及环境的危害极大，增加了设备和环保的成本。而简单的硝酸铝、氢氧化铝等铝盐高温煅烧，得到的α-氧化铝颗粒粒径较大。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本申请提出了一种α-氧化铝的制备方法；其通过将原料拟薄水铝石多次干燥、粉碎、煅烧，无需添加其他物质，即可得到具有较小尺寸的α-氧化铝，克服了背景技术中提到的不足和缺陷。

2、为实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

3、本申请的发明点是提供一种α-氧化铝的制备方法，包括：(1)将拟薄水铝石进行干燥后粉碎，得到粉末i；(2)将粉末进行一次煅烧，得到中间体；(3)将中间体进行砂磨、二次干燥和二次粉碎，得到粉末ii；(4)将粉末ii二次煅烧后二次砂磨，得到α-氧化铝。

4、可选地，步骤(1)之后还包括：i)将粉末i和含有二氧化碳的水形成含有粉末i的二氧化碳溶液；ii)将含有粉末i的二氧化碳溶液与活性炭混合，得到含有活性炭的混合溶液；或，iii)将粉末i和水形成含有粉末i的溶液；iv)将含有粉末i的溶液与活性炭混合，通入二氧化碳，得到含有活性炭的混合溶液。

5、可选地，步骤(1)中干燥的温度≤120℃；粉碎的方式包括辊式粉碎、气流粉碎、xx中的至少一种。

6、可选地，步骤(2)中，一次煅烧的温度为800～960℃；时间为20～200min。

7、可选地，步骤(2)中，一次煅烧的方式为阶梯式煅烧，包括十三个温区，分别为：第一温区、第二温区……第十三温区；其中，第一温区至第八温区之间的温差为60～130℃。

8、可选地，第九～第十二温区的温度高于第一～第八温区和第十三温区的温度。

9、可选地，从第一温区至第八温区进行梯度升温。

10、可选地，第一温区的温度为：100～120℃，时间为5～15min；第二温区的温度为：180～220℃，时间为5～15min；第三温区的温度为：280～320℃，时间为5～15min；第四温区的温度为：380～420℃，时间为5～15min；第五温区的温度为：450～480℃，时间为5～15min；第六温区的温度为：530～560℃，时间为5～15min；第七温区的温度为：600～650℃，时间为5～15min；第八温区的温度为：700～720℃，时间为5～15min；第九温区的温度为：800～960℃，时间为5～15min；第十温区的温度为：800～960℃，时间为5～15min；第十一温区的温度为：800～960℃，时间为5～15min；第十二温区的温度为：800～960℃，时间为5～15min；第十三温区的温度为：600～750℃，时间为5～15min。

11、可选地，步骤(3)中，粉末ii的粒径为1～10μm。

12、可选地，步骤(4)中，二次煅烧的条件为：温度为1050～1300℃，时间为5～20min。

13、可选地，二次煅烧的温度为梯度升温，包括5～9个升温阶段；每个升温阶段升温100～500℃。

14、可选地，还包括步骤(5)：将粉末ii二次煅烧后二次砂磨，得到中间体ii；将中间体ii与粉末i混合后，再次进行步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)，最终得到α-氧化铝。

15、可选地，中间体ii和粉末i的质量比为：1:(1～5)。

16、可选地，α-氧化铝的粒径为100～300nm。

17、本申请的另一个发明点是，提供一种如上任一所述的制备方法制备得到的α-氧化铝。

18、本申请的又一个发明点是，提供一种如上任一所述的α-氧化铝在制备抛光材料中的应用。

19、与现有技术相对比，本申请具有以下有益效果：

20、(1)本申请的制备方法中通过不同温区的设定，使得氧化铝晶型转变的形状可控，并且由于活性炭和二氧化碳的加入，可以使得粒径更加均匀且更加小，获得性能更加优异的γ-氧化铝；之后再通过不同升温阶段的二次煅烧，能够避免晶粒过度生长，且降低团聚现象，生成具有粒径的均一和较小尺寸、且具有更多棱角的α-氧化铝。

21、本申请的制备方法不会产生有毒有害物质；制备工艺中仅仅包括干燥、粉碎、煅烧等常规操作，不涉及较为复杂的工艺，仅需常规设备即可，生产成本低。

22、(2)通过上述制备方法能够制备得到α-氧化铝，粒径最低可达100nm左右的，相比于现有技术的α-氧化铝，粒径更小，更有利于不同场景的应用。

技术特征：

1.一种α-氧化铝的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)之后还包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，一次煅烧的温度为800～960℃；时间为20～200min。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，一次煅烧的方式为阶梯式煅烧，包括十三个温区，分别为：第一温区、第二温区……第十三温区；其中，第一温区至第八温区之间的温差为60～130℃。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，第九～第十二温区的温度高于第一～第八温区和第十三温区的温度。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，从第一温区至第八温区进行梯度升温。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，粉末ii的粒径为1～10μm；步骤(4)中，二次煅烧的条件为：温度为1050～1300℃，时间为5～20min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二次煅烧的温度为梯度升温，包括5～9个升温阶段；每个升温阶段的温度差为100～500℃。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤(5)：将粉末ii二次煅烧后二次砂磨，得到中间体ii；将中间体ii与粉末i混合后，再次进行步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)，最终得到α-氧化铝。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，中间体ii和粉末i的质量比为：1:(1～5)。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，α-氧化铝的粒径为100～300nm。

13.根据权利要求1～12任一所述的制备方法制备得到的α-氧化铝。

14.权利要求13所述的α-氧化铝在制备抛光材料中的应用。

技术总结
本申请提供了一种α‑氧化铝的制备方法和应用，制备方法包括：(1)将拟薄水铝石进行干燥后粉碎，得到粉末I；(2)将粉末进行一次煅烧，得到中间体；(3)将中间体进行砂磨、二次干燥和二次粉碎，得到粉末II；(4)将粉末II二次煅烧后二次砂磨，得到α‑氧化铝。本申请通过将原料拟薄水铝石多次干燥、粉碎、煅烧，无需添加其他物质，即可得到具有较小尺寸的α‑氧化铝。

技术研发人员：邵枫萍,周岭苹
受保护的技术使用者：无锡云岭半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15