簡析 高純氧化鋁粉體的應用領域
高純氧化鋁具有多孔性、高分散性、絕緣性、耐熱性等特點，優勢特征為卓越的硬度、高亮度、隔電性（非導體）、超級耐磨損性和高耐腐蝕性的特性。
通常所說的高純氧化鋁是指純度99.9%以上，且粒度均勻的超微粉體材料。一般而言3N的氧化鋁粉體主要用于先進陶瓷，4N高純氧化鋁主要用于熒光粉，5N高純氧化鋁則廣泛應用于藍寶石晶體、鋰電池隔膜、高級陶瓷、等離子顯示屏（PDP）熒光粉及一些高性能材料等領域。
圖1 高純氧化鋁粉體
下文將對高純氧化鋁粉體的具體應用情況及其相關指標做簡單說明。
1、氧化鋁單晶藍寶石的應用
氧化鋁單晶作為一種優良透波材料，在紫外、可見光、紅外波段、微波都具有良好的透過率，可以滿足多模式復合制導（電視、紅外成像、雷達等）的要求，在軍事工業等領域被用作窗口材料及整流罩部件，在光電通訊領域作為重要的窗口材料使用。大尺寸藍寶石單晶，其內部缺陷很少，沒有晶界、孔隙等散射源，強度的損失很小，透波率很高，是目前透波部件的首選材料。
由于藍寶石電絕緣、透明、易導熱、硬度高，因此可以用來作為集成電路的襯底材料，可廣泛用于發光二極管（LED）及微電子電路，從而替代高價的氮化硅襯底，制作超高速集成電路。
此外，藍寶石可以做成光學傳感器以及其它一些光學通信和光波導器件。如高溫高壓或真空容器的觀察窗、液晶顯示投影儀的散熱板、有害氣體檢測儀和火災監測儀的窗口、光纖通訊接頭盒等
2、透明陶瓷。高壓鈉燈的熒光燈管等。
高純氧化鋁作為一種重要的透明陶瓷材料，其用途之一就是制造高壓鈉燈管。高壓鈉燈是一種發光效率很高的電光源，在鈉蒸汽放電時會長生1000℃以上的高溫，具有很強的腐蝕性，玻璃燈管根本就沒法耐受，直到有了高純氧化鋁透明陶瓷，高壓鈉燈才得到實際應用。
圖2 透明陶瓷用于高壓鈉燈
透明高純納米氧化鋁精細陶瓷不僅能透光，而且具有耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、高強度、介質損耗小等性能，是一種優良的光學陶瓷，還可作微波爐窗等。
3、發光材料。是稀土三基色熒光粉、長余輝熒光粉、PDP熒光粉、LED熒光粉的主要原料。
高純氧化鋁應用與稀土三基色熒光粉的重要物質之一。三基色熒光粉是能通過放電較好產生紅、綠、藍三種顏色的發光物質，其發光效果比鹵粉熒光燈應用價值更高。
圖3 led熒光粉可用于制作彩色LED
4、拋光磨料。制造玻璃、金屬、半導體、塑料的磨料。
用于精密拋光用的高純納米氧化鋁，雜質含量低，粒徑小，具有拋光效率高、拋光光澤度高等特性，廣泛應用于精密拋光工業，并能滿足低雜質含量要求的產品的精密拋光要求。適合用于藍寶石、玻璃、金屬、半導體、塑料等材料的精密拋光，達到鏡面效果，不易產生缺陷。
5、電池行業。鋰電池陶瓷隔膜的主要原材料之一。
高純納米氧化鋁作為陶瓷涂層涂到鋰電池正負極間隔膜上，起到耐熱，耐高溫，絕緣的作用，從而可以防止動力電池因溫度過高，隔膜熔化而短路。
陶瓷隔膜對氧化鋁的性能要求：
1、粒徑均勻性，能很好的粘接到隔膜上，又不會堵塞隔膜孔徑。一般要求氧化鋁的粒徑為 0.5um左右。 2、氧化鋁純度高，不能引入雜質，影響電池內部環境，一般要求氧化鋁的純度大于99.9%，以99.99%為最佳。 3、氧化鋁晶型結構一般要求α相，耐腐蝕能力強，保證氧化鋁對電解液的相容性及浸潤性。 圖4 高純超細氧化鋁可用于電池隔膜涂覆
高純氧化鋁涂層是由納米級高純氧化鋁粉、粘結劑、分散劑、CMC、水、等材料采用一定的配比，經過特定工藝制備而成的一種陶瓷漿料，在工業化生產中由大型涂布設備對鋰電池基膜進行涂覆，使其具有耐高溫性、高安全性、獨特的自關斷特性、低自放電率、循環壽命長等特點，引領了鋰電池涂覆新趨勢。
6、涂料。橡膠，塑料耐磨增硬劑
添加10-20%的高純納米氧化鋁，制得的涂料能大大提高涂層耐磨性，抗刮擦性能，比傳統的涂料耐磨性提高2~5倍。
涂料里面加了納米氧化鋁以后，能在油漆表面形成一層非常細密、均勻且非常堅硬的網狀結構，保護著下面的聚合物漆層不受損壞，納米油漆的防刻劃性能比原來的油漆提高了3倍，廣泛用于汽車油漆等。添加納米三氧化二鋁，能顯著提高涂料的硬度，添加20%左右可以達到6-7H。不影響涂層的透明度。
圖5 高純納米氧化鋁可以作為高品質汽車油漆原料
7、其他用途。如活性涂層、吸附劑、催化劑和催化劑載體、真空鍍膜、特殊玻璃原料、復合材料、生物陶瓷等。
不同下游產品的應用對氧化鋁粉體有著不一樣的產品指標要求，下面將為大家簡單解析，氧化鋁粉體的各項指標對其相應下游產品的影響，下文將為大家簡單舉例分析。
1、氧化鋁的粒度分布
絕大多數高性能的氧化鋁粉體要求做到高純超細、較窄的粒徑分布和無硬團聚等。粉末狀氧化鋁粒徑大小決定了其應用行業。比如3N的氧化鋁粉體主要用于先進陶瓷，4N高純氧化鋁主要用于熒光粉。
2、雜質和微量元素含量
鈉是氧化鋁中的主要雜質，其次是微量雜質SiO2、Fe2O3及其他痕量雜質。雖然高純氧化鋁中雜質含量較低，但也不能排除一些痕量雜質對高要求的產品品質造成影響。
在耐磨制品及陶瓷應用領域，氧化鈉對氧化鋁制品的機械強度和導電性有很大影響。一般情況下，Na2O 的含量越高，導電率也就越高，氧化鋁陶瓷及耐磨制品的電絕緣性能越差、機械強度也會降低。
此外，Fe2O3使陶瓷的燒結溫度減少，給燒結作業帶來困難。鐵的化合物還會影響瓷坯的白度，降低陶瓷的冷熱性能，降低陶瓷的電擊穿強度和抗折強度。雜質SiO2化硅將以莫來石3Al2O3?2SiO2次級晶相存在，如果SiO2增加，次晶相增多，主晶相α-Al2O3含量就會減少，影響陶瓷的性能。
3、氧化鋁的水份指標
大多數氧化鋁應用行業對原料的水分都有要求，若原料水分超標，需要烘干才能使用，則導致材料的烘干時間增加，即能耗增加（烘干能耗、時間成本）；若原料水分超標，不進行烘干就直接使用，會導致制品品質出現瑕疵。
所以，檢測氧化鋁的水份不僅可以控制成本，還可以提高制品的品質。目前，檢測氧化鋁的水份除可以采用烘箱，也可選用快速水測試儀，該儀器操作簡單，數據準確，檢測速度快，采用的原理與國標干燥失重法一樣，在行業內應用廣泛。
圖6 氧化鋁企業使用冠亞快速水分檢測儀檢測粉體產品水分
4、氧化鋁的顆粒形貌。
不同應用需要不一樣顆粒形貌的氧化鋁粉體。比如球形微粉有良好的流動性和燒結特性，對于陶瓷制品流延成型極為有利；用于電子材料封裝而言，球形的高純氧化鋁散熱能力更好。對于珠光顏料而言則需要片狀氧化鋁。
