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纳米三氧化二铝的制备与应用进展

2013-06-04 09:51
路过的码农
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  3.2陶瓷材料

  氧化铝陶瓷是一种抗氧化、耐腐蚀、耐磨损的高温结构陶瓷材料,但韧性低、脆性大,限制了其应用领域。采用纳米粉末烧结可以大大提高AI2O3的烧结活性;同时在陶瓷基体中引入延性金属第二相,既可以改善陶瓷脆性和提高韧性,又可使陶瓷具有一定的导热性。同单相Al2O3相比,添加Al的摩尔数分数为10%的Al2O3/Al复合陶瓷的断裂韧性提高了86%,复合陶瓷韧性的提高归因于金属Al的引入,陶瓷断裂时金属铝的拔出导致裂纹偏转和裂纹桥联,以及残余应力增加和结构中出现的细小裂纹,裂纹桥联和微裂纹增韧机制协同作用致使复合材料的韧性显著提高。

  3.3光学材料

  纳米氧化铝可以吸收紫外光,并且在某些波长光的激发下可以产生出与粒子尺寸相关的波长的光波。由α-Al2O3可烧结成透明陶瓷,作为高压钠灯管的材料;可用作紧凑型荧光灯中荧光粉层的保护涂膜;还可和稀土荧光粉复合制成荧光灯管的发光材料,提高灯管寿命。此外,纳米Al2O3多孔膜有红外吸收性能,可制成隐身材料用于军事领域;利用其对80nm紫外光的吸收效果可作紫外屏蔽材料和化妆品添加剂。

  3.4表面防护层材料

  将纳米氧化铝粒子喷涂在金属、陶瓷、塑料、玻璃、漆料及硬质合金的表面上,

  可明显提高表面强度、耐磨性和耐腐蚀性,且具有防污、防尘、防水等功能,因此可用于机械、刀具、化工管道等表面防护。据说在AlSi3O4不锈钢表面涂氧化铝防护层,使得表面硬度由3.8GPa提高到10.8GPa,并且在受到同样的负载下,表面压痕深度减少了30℅左右。

  4、结  论

  纳米Al2O3粉体与常规的相比,具有独特的物理和化学特性,是一种重要的陶瓷材料及催化剂载体,具有耐磨,耐腐蚀,耐高温等优异性能,纳米A1203粉体因其具有高强度、高硬度、绝缘性好等优异特性,是一种重要的功能材料。但是在制备纳米A1203粉体过程中,由于其比表面积大、表面能高,易产生粉末的团聚,导致材料性能恶化,因此在研究氧化铝的制法时都要解决纳米氧化铝团聚的问题。为了获得性能更为优良、应用更为广阔的各种纳米氧化铝粉体材料,各种新型制备工艺的研究仍在不断进行中。除了对超细粒度、高纯度的不断追求外,纳米氧化铝粉体的研究还不断向功能化方向发展。随着材料的制备和应用研究的不断深入,纳米氧化铝粉体材料将在各种领域发挥更大的作用。当代制铝业是一高耗能产业,如何将低能耗的合成与制备方法应用于工业化大规模生产成了解决当前能源紧张和环境污染问题研究方向。

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