氧化鋁與其他材料相比，它具有許多獨(dú)特、優(yōu)良的性能，如高熔點(diǎn)(2015°C)、較高的室溫和高溫強(qiáng)度，高的化學(xué)穩(wěn)定性和接點(diǎn)介電性能，電絕緣性好，硬度高(莫氏硬度9)，耐磨性好且成本低廉。因而氧化鋁陶瓷可用于制造高速切削工具，高溫?zé)犭婑钐坠堋⒒じ邏簷C(jī)械泵零件、內(nèi)燃機(jī)火花塞、人工關(guān)節(jié)及航空磁流體發(fā)電材料等多種陶瓷器件。

納米氧化鋁材料的特殊光電特性、高磁阻現(xiàn)象、非線性電阻現(xiàn)象、在高溫下仍具有的高強(qiáng)、高韌、穩(wěn)定性好等奇異特性，以及各種納米粉體材料共有的小尺寸效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，使其在催化、濾光、光吸收、醫(yī)藥、磁介質(zhì)及新材料等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

納米氧化鋁的應(yīng)用

01

活性催化劑和催化劑載體

氧化鋁具有明顯的吸附劑特征，并能活化許多鍵，如H一H鍵，C-H鍵等，因此在烴類裂化、醇類脫水制醚等反應(yīng)中可直接作為活性催化劑加入反應(yīng)體系中，如乙醇脫水產(chǎn)生乙烯。由于氧化鋁表面同時存在酸性中心和堿性中心，因此氧化鋁本身就是一種極好的催化劑。氧化鋁尺寸小，表面所占的體積分?jǐn)?shù)大，表面原子配位不全等導(dǎo)致表面活性位置增加，而且隨著粒徑的減小，表面光滑程度變差，形成了凹凸不平的原子臺階，增加了化學(xué)反應(yīng)的接觸面，因而納米氧化鋁是理想的催化劑或催化劑載體。

02

表面防護(hù)層材料

將納米氧化鋁粒子噴涂在金屬、陶瓷、塑料、玻璃、漆料及硬質(zhì)合金的表面上，可明顯提高表面強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，且具有防污、防塵、防水等功能，因此可用于機(jī)械、刀具、化工管道等表面防護(hù)。有報道在AISI304不銹鋼表面涂氧化鋁防護(hù)層，使得表面硬度由3.8GPa提高到10.8GPa,并且在受到同樣的負(fù)載下，表面壓痕深度減少了30%左右。

03

光學(xué)材料

納米氧化鋁可以吸收紫外光，并且在某些波長光的激發(fā)下可以產(chǎn)生出與粒子尺寸相關(guān)的波長的光波。氧化鋁可燒結(jié)成透明陶瓷，作為高壓鈉燈管的材料；可用作緊湊型熒光燈中熒光粉層的保護(hù)涂膜；還可和稀土熒光粉復(fù)合制成熒光燈管的發(fā)光材料，提高燈管壽命。此外，納米氧化鋁多孔膜有紅外吸收性能，可制成隱身材料用于軍事領(lǐng)域；利用其對80nm紫外光的吸收效果可作紫外屏蔽材料和化妝品添加劑。

04

陶瓷材料

在常規(guī)氧化鋁陶瓷中添加5%的納米級氧化鋁粉體，可改善陶瓷的韌性，降低燒結(jié)溫度。由于納米氧化鋁，粉體的超塑性，解決了因低溫脆性而限制其應(yīng)用范圍的缺點(diǎn)，因此在低溫塑性氧化鋁陶瓷中得到廣泛應(yīng)用。在其它陶瓷基體中加入少量的納米級氧化鋁，，可以使材料的力學(xué)性能得到成倍的提高，其中以SiC氧化鋁納米復(fù)合材料最為顯著，共抗彎強(qiáng)度從單相碳化硅陶瓷的300~400MPa提高到1GPa，經(jīng)過熱處理可達(dá)1.5GPa,材料的斷裂韌性提高幅度也在40%以上。

05

電子工業(yè)

納米氧化鋁由于具有巨大的表面和界面，對外界濕度變化敏感，而且穩(wěn)定性高，是理想的濕敏傳感器和濕電溫度計材料L5。同時，它還具有良好的電絕緣性、化學(xué)耐久性、耐熱性、抗輻射能力強(qiáng)、介電常數(shù)高、表面平整均勻，可用作半導(dǎo)體材料和大規(guī)模集成電路的襯底材料，廣泛應(yīng)用于微電子、電子和信息產(chǎn)業(yè)。

06

生物醫(yī)藥材料

氧化鋁生物陶瓷在生理環(huán)境中基本上不發(fā)生腐蝕，具有良好的結(jié)構(gòu)相容性，新生組織長入多孔陶瓷表面。上交連貫通的孔隙，與機(jī)體組織之間的結(jié)合強(qiáng)度較高，并且有強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小、磨損率低等特性。因此在人體骨骼上應(yīng)用比較廣泛，已用于制作承力的人工骨、關(guān)節(jié)修復(fù)體、牙根種植體、折骨夾板與內(nèi)固定器件、藥物緩釋載體等。由氧化鋁和氧化鋯復(fù)合制得的陶瓷材料，具有很高的強(qiáng)度和韌性，是良好的美容牙科修復(fù)材料。

07

氧化鋁納米復(fù)合材料

納米復(fù)合材料可按顯微結(jié)構(gòu)的不同分為晶內(nèi)型、晶間型、晶內(nèi)/晶間型及納米/納米型納米顆粒分布于基體晶粒內(nèi)的是晶內(nèi)型，納米顆粒分布在基體晶粒間的是晶間型，上述兩種情況都有的是晶內(nèi)/晶間型，分散相與基體相的晶粒都是納米尺度的結(jié)構(gòu)是納米/納米型。目前制備納米/納米型結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料還有一定的困難。

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