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平板状氧化铝研磨微粉的应用
发表时间:2019-05-25     阅读次数:     字体:【

氧化铝有多种不同的类型,常规的氧化铝与其他金属氧化物一样,本身的硬度大,熔点高,机械强度好,且耐腐蚀抗氧化。平板状氧化铝还因其独特的片状结构和晶体形状,从而具备了微米粉体和纳米材料的双重特性。它属于α-Al2O3,具有明显的鳞状结构特征和较大的径厚比。 目前,平板状氧化铝晶粒的径向尺度一般为5-50 μm,厚度一般在100-500 nm之间,晶型发育良好的微粒还表现出规则的六角形貌。

示例:片状氧化铝的微观形貌

一、平板状氧化铝的性质与应用

1、磨料抛光液 对于材料加工行业来说,无论是材料的抛光,还是电子产品的精细打磨,都离不开磨料。氧化铝又称为刚玉,摩氏硬度9,具有很大的硬度,十分适合当研磨材料。而平板状氧化铝相对于常规的纳米氧化铝,其平整光滑的片形表面对于被磨对象(如半导体硅晶片,智能手机外壳等等)来说不易划伤,产品的合格品率可因此提高10%至15%。所以,平

板状氧化铝已经成为了高精密微电子行业,宝石加工业和金属陶瓷行业的新宠。

图示:平板状氧化铝可用于手机金属外壳抛光

2、珠光颜料 目前使用最多的珠光颜料常用天然云母薄片造出。但天然云母薄片常含有有色杂质离子,分离较为困难,且其过厚的边缘会使珠光颜料易发生散射现象,对其视觉效果造成不良的影响。 人工合成的平板状氧化铝粉体,具有天然云母无法获得的设计自由度和物理化学性能。在合成过程中,可以消除或控制杂质的引入,同时使产品具有狭窄的粒度和厚度分布,大的径厚比,几乎完全无色和光滑平整的表面,而且这种氧化铝在水中具有良好的分散性。因此,它是优质珠光颜料理想的底材。

图示: 平板状氧化铝用于作为珠光颜料的基材

以平板状氧化铝为基体,在其表面包覆一层或多层高折射率的金属氧化物(如二氧化钛、氧化铁等),就可以制备出性能优异的珠光颜料。这种珠光颜料不但可以发挥出云母钛珠光颜料的优点,还可以弥补其不足,充分体现珠光颜料的各种性能。而且,与云母钛珠光颜料相比,它用较少的着色量就可达到相同的效果。

3、化妆品 平板状氧化铝具有较小的粒度和厚度分布以及较大的径厚比,它的化学性能稳定,几乎无色而且表面光滑平整,在水中具有良好的分散性,最为重要的是,这种粉体无毒无味,因此也被广泛应用于化妆品领域。 平板状氧化铝作为一种可以改良化妆品导热性的添加剂,不仅可以使化妆品呈现出较高的光泽度和明亮的色彩体验,而且贴服在皮肤表面有着很好的舒适度。它有着优越的铺展性和粘附性能,能够有效的防止油脂分泌或皮肤出汗造成的粉妆脱落。

4、功能涂膜 性能优越的平板状氧化铝无团聚现象,且具有良好的附着力,易于与其他功能微粉相结合,制备成出各种前景诱人的新型功能涂膜。比如用于隐形飞机的功能涂膜可以吸收电波以防止被雷达搜寻到; 此外,氧化铝涂膜还有阻隔紫外线,进行光催化等功能,因此在太阳能电板上也有着不错的应用前景。

图示:平板状氧化铝用于太阳能电板

5、无机填充剂 作为填充剂是平板状氧化铝最早的应用之一,它被成功地用作聚合物的填料,以增强其热导率。 氧化铝的热导率比有机聚合物高很多,在聚合物中添加一定量的平板状氧化铝,就可以形成氧化铝网络。该网络能够把大部分热量传出,因此用这种聚合物一陶瓷复合材料制备的电子元件的寿命可以大大提高,平板状氧化铝的直径越大,所形成网络的节点越少,导热效果就越好。

图示:平板状氧化铝用于聚合物填料,提高电子元件散热能力

6、用作增韧剂 将片状氧化铝作为第二相增韧剂加入到陶瓷中,可以起到增加裂纹偏转和桥联作用,对提高陶瓷的断裂韧性有明显的效果。采用引入平板状氧化铝晶种的方法,在热压烧结的条件下可制备出断裂强度为600MPa,断裂韧性为7.9MPa·m1/2的具有异向生长晶粒的Al203陶瓷。

图示:片状氧化铝用于结构陶瓷增韧

除了在氧化铝陶瓷中引入片状晶,在其他陶瓷的制备中加入平板状氧化铝也能很好地提高材料的性能。比如在X-sialon中加入28vol%的平板状氧化铝后,韧性可以从1.77 MPa·m1/2增加到4.16 MPa·m1/2,并且弹性模量也随着片晶的增加而增加;在Ti02中加入30vol%的片状氧化铝后,断裂韧性从2.4 MPa·m1/2增加到3.3 MPa·m1/2,断裂强度也从215MPa增加到265MPa。

 
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