氧化铝陶瓷存在优胜的高温强度、牢固的化学机能、良好的耐磨性，可能蒙受金属资料跟高分子资料难以胜任的残暴的工作环境，已经成为进步结构的资料之一；氧化铝陶瓷廉价的原料来源，使其成为目前生产量、利用面广的进步陶瓷资料。当初，氧化铝陶瓷普遍利用在电子电力、汽车产业、化学产业、切削刀具跟航空航天范畴。氧化铝制品在众多范畴中的利用机能与原料粉体颗粒的形貌跟尺寸有较大关联，在不同外形的粉体颗粒中，球形颗粒存在规矩的形貌，较小的比名义积，较大的沉积密度跟较好的流动性，可地进步制品的利用机能，如：

1）球形粉有良好的压抑成型跟烧结特点，对制得高品质的陶瓷制品为有利；

2）作为研磨抛光资料，球形氧化铝可能避免产生划痕；

3）在石油化学产业中，球形氧化铝陶瓷体可通过调剂粒级配置来调控形成催化剂载体颗粒的孔径及其散布；

4）作为催化剂直接利用的球形氧化铝可能减少磨损，进步催化剂的利用寿命，从而下降生产本钱。

因此，球形氧化铝的制备成为资料研究的热点问题之一。

示例：氧化铝催化剂载体

1、均相积淀法

均相溶液中的积淀进程是晶核形成，而后聚集长大，后从溶液中析出的进程，通常是非均衡态的，但假如可能使积淀剂在均相溶液中的浓度降落，甚至是缓慢地生成，那么就会均匀地生成大量的渺小晶核，形成的渺小积淀颗粒会均匀地疏散在全部溶液当中，而且会在相称长的时光内坚持一种均衡状况，这种获得积淀的方法称为均相积淀法。以Al2(SO4)3、Al(NO3)3跟尿素为原料，在油浴98℃的前提下，依附尿素缓慢水解产生的氢氧根为积淀剂，制得了球形氢氧化铝前驱体，如图2所示，并可通过调剂SO42-与NO3-的比例来调节前驱体颗粒的尺寸，前驱物煅烧后仍可坚持球形形貌。

图2 硫酸铝与尿素为原料制得的水合氧化铝陶瓷体的SEM形貌

用Al2(SO4)3高温制备氢氧化铝溶胶，得到的胶体粒子也有十分好的球形形貌。用此法以Al2(SO4)3跟尿素为原料，在不同前提下制备了球形跟空心球形的氧化铝陶瓷体，如图3所示，图3中样品的制备前提是常压下电加热，图3的样品是在100℃水热前提下制得的，假如改用Al(NO3)3或AlCl3为原料，其余前提坚持不变，就得不到球形的氧化铝陶瓷体。

图3 不同前提下硫酸铝与尿素为原料制得的球形氧化铝陶瓷体的SEM形貌：常压下90℃电加热、100℃水热

对均相积淀法，假如得到的积淀颗粒的尺寸在胶体粒子的范畴内，那么此法也称为溶胶凝胶法。除了SO42- 存在的前提，通常情况下通过溶胶粒子的凝胶化来形成球形率较高的氧化铝陶瓷体是比较艰苦的，因此人们想到借助乳化技巧，这就形成了溶胶-乳液-凝胶法。

2、溶胶-乳液-凝胶法

此方法是在溶胶凝胶法的基本上发展起来的，为了得到球形的粉体颗粒，人们利用油相跟水相间的界面张力制造渺小的球形液滴，使溶胶粒子的形成及凝胶化都被限定在渺小的液滴中进行，获得球形的积淀颗粒。利用醇铝水解，经过溶胶凝胶进程制备球形氧化铝陶瓷体，其中溶解醇铝的辛醇占，乙腈溶剂占40％，疏散水的辛醇跟丁醇分辨占9%跟1%，并且用羟丙基纤维素作疏散剂，得到了球形度十分好的球形γ－氧化铝陶瓷体，如图4所示。

图4 溶胶-乳液-凝胶法制得的球形氧化铝的形貌

3、　滴球法

滴球法是将氧化铝溶胶滴入到油层中，靠名义张力的作用形成球形的溶胶颗粒，随后溶胶颗粒在氨水溶液中凝胶化，后将凝胶颗粒干燥、煅烧形成球形氧化铝的方法。这种方法是对溶胶-乳液-凝胶法在工艺上的进一步改进，将乳液技巧利用于溶胶的老化阶段，并且坚持油相不动，省去了粉体与油性试剂的分别处理。相干学者将进程连续化，树破了如图5所示的实验装置。但这种方法通常用来制备粒径较大的球形氧化铝，重要利用于吸附剂或催化剂载体。

图5 连续制备球形氧化铝吸附剂的装置图

4、模板法

模板法是以球形原料作为进程中把持状况的试剂，产品通常空心，或者是核壳结构。图6展示了氧化铝中空球体的合成原理。以贸易微米球形铝粉为原料，用硫酸酸化铝粉名义，而后滴加氨水使铝粉颗粒名义形成薄水铝石结构，再经高温煅烧得到空心氧化铝粒子。模板法是制备空心球体的好方法，但对模板剂的请求较高，制备进程步骤多，不易操作。

图6 空心球形氧化铝的合成原理

5、气溶胶分解法

气溶胶分解通常是以铝醇盐为原料，利用铝醇盐易水解跟高温热解的性质，并采取相变的物理手段，将铝醇盐气化，而后与水蒸汽接触水解雾化，再经高温干燥或直接高温热解，从而实现气-液-固或气-固相的转变，形成球形氧化铝陶瓷体。由雾化局部跟反应局部组成的庞杂的实验装置是这种方法的要害。如图7中左侧的实验装置图，在降膜式冷凝产生器中生成了仲丁醇铝，并在特别设计的含有水蒸汽的室内水解，生成水解了的仲丁醇铝液滴，从而形成了一种水合氧化铝气溶胶，热处理后形成球形水合氧化铝陶瓷体，图7中右侧为球形氧化铝陶瓷体的SEM照片。

图7 气溶胶分解法的装置图及产物的SEM 图

6、射频感应等离子体法

射频等离子体球化处理氧化铝陶瓷末，利用射频等离子体存在能量密度高、加热强度大、等离子体炬的体积大、处理资料工艺简单等优点，因为不电，不会因电蒸发而沾染产品，可能保障氧化铝的纯度；另外，外形不规矩的氧化铝颗粒由携带气体通过加料枪喷入等离子体炬中，被敏捷加热而熔化，熔融的颗粒在名义张力的作用下形成球形度很高的液滴，并在短的时光内敏捷凝固，从而形成球形的颗粒。

利用图8的实验装置进行射频等离子体球化处理氧化铝陶瓷末实验，首先树破牢固的氩等离子体炬，而后将氧化铝原粉料颗粒用携带氩气经加料枪喷入等离子体炬中，氧化铝陶瓷体在等离子体炬中短的时光将接收大量的热而敏捷熔融，并以快的速度进入等离子体反应室冷却凝固后，再进入气固分别室中收集起来。中心气不仅坚持等离子体炬牢固运行，也是等离子体起弧的要害前提。若中心气流量太小，等离子体无奈起弧；中心气流量太大，即便等离子体可能实现起弧，也无奈坚持等离子体炬牢固运行，其对球形末微观形貌影响如图9。

图8等离子体实验装置示用意

(a)1.2m3/h             (b)1.4m3/h

(c)1.6m3/h              (d)1.8m3/h

图9 不同的中心气流量下球化氧化铝陶瓷的扫描电子显微镜照片

7、喷射法

喷射法制备球形氧化铝的实质是在较短的时光内实现相的转变，利用名义张力的作用使产物球形化，依据相转变的特点又可能分为喷雾热解法、喷雾干燥法跟喷射熔融法。将AlCl3、Al2(SO4)3、Al(NO3)3溶液通过雾化作用形成球形液滴，经过高温热解生成球形粉末，此进程须要900℃的热分解温度，耗能较大。笔者先将铝盐溶液与氨水反应制成氧化铝溶胶，再将氧化铝溶胶在150-240℃下喷雾干燥，也可能得到球形产物，如图10所示，与喷雾热解法比较可减少能量的消耗。

图10　喷雾干燥法制备的球形氧化铝陶瓷体的形貌

综述

对球形氧化铝产品，研究者们重要关注产品的球形率、粒径大小、纯度、疏散性及多孔性，在制备手段上逐步向可产业化的方向发展，球形氧化铝陶瓷体的制备手段及产物性质的比较可见表1。

表1 不同制备方法制备球形氧化铝汇总

本文所述制备球形氧化铝的方法都有各自的特点：均相积淀法比较平跟，然而为了获得球形粉末，通常必须利用硫酸铝为原料，因此在煅烧阶段会产生有害的硫化物；在溶胶-乳液-凝胶法中，为了形成乳浊液，利用了大量的有机溶剂跟名义活性剂，乳浊液中的球形粉末的分别进程十分繁琐，并且在干燥跟煅烧阶段不轻易坚持粉末的球形；滴球法实用于制备大粒径且尺寸均一的球形氧化铝，然而利用热油跟必须坚持溶胶长时光滴落是滴球法的毛病；因为模板的机能决定了粉末的外观，所以在模板法中必须利用合乎严格请求的模板剂；气溶胶分解法跟喷射法实用于生产微米级到纳米级球形氧化铝陶瓷末，诚然反应设备庞杂，但轻易实现产业化。

弋木