CN108558373A - 一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备及应用 - Google Patents

一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备及应用，属于纳米粉体制备技术领域，包括如下步骤：①配制铝溶液：称取无水硝酸铝，准备水并配成硝酸铝溶液，加入分散剂后制成混合溶液；②沉淀：相所述混合溶液中加入沉淀剂，再加入刚玉粉体，进行超声处理，然后过滤并洗涤后得到沉淀物；③煅烧：将所述沉淀物进行烘干，烘干后进行煅烧即得氧化铝陶瓷材料。该制备方法较现有的制备方法能够以较低的成本制备出粒径分布更加均一的纳米氧化铝材料。

Description

一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备及应用
技术领域
本发明涉及纳米粉体制备技术领域，具体地指一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备及应用。
背景技术
不同的制备方法及工艺条件可获得不同结构的纳米氧化铝：χ、β、η和γ型氧化铝，其特点是多孔性，高分散、高活性，属活性氧化铝；κ、δ、θ型氧化铝；α-Al2O3，其比表面低，具有耐高温的惰性，但不属于活性氧化铝，几乎没有催化活性；β-Al2O3、γ-Al2O3的比表面较大，孔隙率高、耐热性强，成型性好，具有较强的表面酸性和一定的表面碱性，被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。该纳米氧化铝显白色蓬松粉末状态，晶型是γ-Al2O3。粒径是20nm；比表面积≥230m2/g。粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面高，具有耐高温的惰性，高活性，属活性氧化铝；多孔性；硬度高、尺寸稳定性好，可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。
而现有方法制备的纳米氧化铝其粒径分布往往不够均匀，或者需要大幅增加生产成本以提高纳米氧化铝颗粒的均一性。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备及应用用于制备纳米级氧化铝陶瓷材料，该制备方法较现有的制备方法能够以较低的成本制备出粒径分布更加均一的纳米氧化铝材料。
为实现上述目的，本发明所设计的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，包括如下步骤：
①配制铝溶液：称取无水硝酸铝，准备水并配成硝酸铝溶液，加入分散剂后制成混合溶液；
②沉淀：相所述混合溶液中加入沉淀剂，再加入刚玉粉体，进行超声处理，然后过滤并洗涤后得到沉淀物；
③煅烧：将所述沉淀物进行烘干，烘干后进行煅烧即得氧化铝陶瓷材料。
作为上述技术方案的优选，步骤①中所述分散剂为PEG300。
作为上述技术方案的优选，步骤②中所述沉淀剂为碳酸氢铵。
作为上述技术方案的优选，步骤②中的沉淀剂碳酸氢铵首先配制成与所述混合溶液同体积的溶液，然后再与混合溶液相混合形成沉淀。
作为上述技术方案的优选，步骤②中所述碳酸氢铵与所述硝酸铝的摩尔比为2~3:1。
作为上述技术方案的优选，步骤②中超声参数为频率20kHz，功率100w，处理时间15~30分钟。
作为上述技术方案的优选，步骤②中刚玉粉体的添加质量与步骤①中的无水硝酸铝的质量比为1:5~10。
作为上述技术方案的优选，步骤③中烘干条件为100℃，烘干0.5~1.5小时。
作为上述技术方案的优选，步骤③中煅烧条件为450~800℃，1~2小时。
本发明实施例与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明实施例用于制备纳米级氧化铝陶瓷材料，该制备方法较现有的制备方法能够以较低的成本制备出粒径分布更加均一的纳米氧化铝材料；刚玉粉体本身在液相中的形态为小球状，在加热过程中刚玉小球四处游走，刚玉小球本身硬度大，在物料系统中起到了研磨的作用，使得沉淀在生成过程中被研磨成粒径较小、达标且均一的粉体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
本申请实施例用于制备纳米级氧化铝陶瓷材料，该制备方法较现有的制备方法能够以较低的成本制备出粒径分布更加均一的纳米氧化铝材料。
实施例1：一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，包括如下步骤：
①配制铝溶液：称取无水硝酸铝，准备水并配成硝酸铝溶液，加入分散剂PEG300后制成混合溶液；
②沉淀：相所述混合溶液中加入沉淀剂碳酸氢铵的水溶液，并使得碳酸氢铵与所述硝酸铝的摩尔比为2:1，再加入刚玉粉体，刚玉粉体的添加质量与步骤①中的无水硝酸铝的质量比为1:5，进行超声处理，超声参数为频率20kHz，功率100w，处理时间15分钟，然后过滤并洗涤后得到沉淀物；
③煅烧：将所述沉淀物在100℃下烘干0.5小时，烘干后在为450℃下煅烧2小时即得氧化铝陶瓷材料。
实施例2：一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，包括如下步骤：
①配制铝溶液：称取无水硝酸铝，准备水并配成硝酸铝溶液，加入分散剂PEG300后制成混合溶液；
②沉淀：相所述混合溶液中加入沉淀剂碳酸氢铵的水溶液，并使得碳酸氢铵与所述硝酸铝的摩尔比为3:1，再加入刚玉粉体，刚玉粉体的添加质量与步骤①中的无水硝酸铝的质量比为1:10，进行超声处理，超声参数为频率20kHz，功率100w，处理时间30分钟，然后过滤并洗涤后得到沉淀物；
③煅烧：将所述沉淀物在100℃下烘干1.5小时，烘干后在为800℃下煅烧1小时即得氧化铝陶瓷材料。
实施例3：一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，包括如下步骤：
①配制铝溶液：称取无水硝酸铝，准备水并配成硝酸铝溶液，加入分散剂PEG300后制成混合溶液；
②沉淀：相所述混合溶液中加入沉淀剂碳酸氢铵的水溶液，并使得碳酸氢铵与所述硝酸铝的摩尔比为2.5:1，再加入刚玉粉体，刚玉粉体的添加质量与步骤①中的无水硝酸铝的质量比为1:7，进行超声处理，超声参数为频率20kHz，功率100w，处理时间25分钟，然后过滤并洗涤后得到沉淀物；
③煅烧：将所述沉淀物在100℃下烘干1小时，烘干后在为500℃下煅烧1.5小时即得氧化铝陶瓷材料。

Claims (9)

1.一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于，包括如下步骤：
①配制铝溶液：称取无水硝酸铝，准备水并配成硝酸铝溶液，加入分散剂后制成混合溶液；
②沉淀：相所述混合溶液中加入沉淀剂，再加入刚玉粉体，进行超声处理，然后过滤并洗涤后得到沉淀物；
③煅烧：将所述沉淀物进行烘干，烘干后进行煅烧即得氧化铝陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤①中所述分散剂为PEG300。
3.根据权利要求1所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤②中所述沉淀剂为碳酸氢铵。
4.根据权利要求3所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤②中的沉淀剂碳酸氢铵首先配制成与所述混合溶液同体积的溶液，然后再与混合溶液相混合形成沉淀。
5.根据权利要求4所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤②中所述碳酸氢铵与所述硝酸铝的摩尔比为2~3:1。
6.根据权利要求1所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤②中超声参数为频率20kHz，功率100w，处理时间15~30分钟。
7.根据权利要求1所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤②中刚玉粉体的添加质量与步骤①中的无水硝酸铝的质量比为1:5~10。
8.根据权利要求1所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤③中烘干条件为100℃，烘干0.5~1.5小时。
9.根据权利要求1所述的一种新型纳米氧化铝陶瓷材料的制备，其特征在于：步骤③中煅烧条件为450~800℃，1~2小时。
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朱刘红: "新型的超细粉碎介质——刚玉微球", 《江苏陶瓷》 *

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