CN100594181C - 一种片状氧化铝粉体制备方法 - Google Patents
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Abstract
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或聚乙烯醇的水溶液混合，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。
Description
技术领域
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。
背景技术
α-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2050℃)，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α-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α-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α-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α-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α-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或聚乙烯醇的水溶液混合，聚乙二醇或聚乙烯醇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，将得到的氧化铝与含有氟化物的水溶液混合，使氟化物吸附于氧化铝中后，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。
本发明的一种片状α-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、拟薄水铝石中的一种。
本发明的一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于所述的氟化物为氟化铝、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；含有氟化物的水溶液中的氟离子浓度在5g/l～30g/l。
本发明的一种片状α-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α-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100～150℃的温度下干燥的。
本发明的一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于将含水氧化铝在300～1000℃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，其晶体均匀性、抛光的性能好。
具体实施方案
一种片状α-氧化铝粉体制备方法，将含水氧化铝与聚乙二醇或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℃温度下煅烧30～240分钟，将得氧化铝与含有氟化物的水溶液混合，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。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，含有氟化物的水溶液中的氟的质量为氧化铝质量0.3％～2.5％。
实施例1
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铝重量的0.5％，混合后的浆体在烘箱中干燥后，在300℃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，110℃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1700℃煅烧6h，得到片状氧化铝，粉碎后，得到可以用于抛光的片状α-氧化铝粉体材料，片状α-氧化铝的粒径约为12～20μm，晶粒直径与厚度的比例大约为8～3∶1。
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℃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，130℃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1200℃煅烧12h，得到片状氧化铝，粉碎后，得到可以用于抛光的片状α-氧化铝粉体材料，片状α-氧化铝的粒径约为3～5μm，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℃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，150℃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℃煅烧6h，得到片状氧化铝，粉碎后，得到可以用于抛光的片状α-氧化铝粉体材料，片状α-氧化铝的粒径约为7～10μm，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α-氧化铝粉体材料，片状α-氧化铝的粒径约为8～12μm，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α-氧化铝粉体材料，片状α-氧化铝的粒径约为4～8μm，晶粒直径与厚度的比例大约为5～3∶1。
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α-氧化铝粉体。
Claims (8)
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或聚乙烯醇的水溶液混合，聚乙二醇或聚乙烯醇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α-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。
3.根据权利要求1所述的一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于所述的含水氧化铝为超细氢氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于所述的含水氧化铝为拟薄水铝石。
5.根据权利要求1所述的一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于所述的氟化物为氟化铝、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；含有氟化物的水溶液中的氟离子浓度在5g/l～30g/l。
6.根据权利要求1所述的一种片状α-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，含有氟化物的水溶液中的氟的质量为氧化铝质量0.3％～2.5％。
7.根据权利要求1所述的一种片状α-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100～150℃的温度下干燥的。
8.根据权利要求1所述的一种片状α-氧化铝粉体制备方法，其特征在于将含水氧化铝在300～1000℃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或聚乙烯醇；加入量为含水氧化铝重量的0.5％～2％。
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