氧化鋁是白色晶狀粉末，氧化鋁具有α、β、γ、δ、η、θ等十一種晶體，常見的有三種即：α-Al2O3、β- Al2O3、γ-Al2O3。α-Al2O3比表面低，具有耐高溫的惰性，但不屬于活性氧化鋁，幾乎沒有催化活性；β-Al2O3、γ-Al2O3的比表面較大，孔隙率高、耐熱性強(qiáng)，成型性好，具有較強(qiáng)的表面酸性和一定的表面堿性，被廣泛應(yīng)用作催化劑和催化劑載體。
當(dāng)氧化鋁粉體粒徑向下延伸到納米級別時，在保持普通氧化鋁粉體優(yōu)良特性的同時，顯示出了常規(guī)材料所不具有的光、電、磁、熱和機(jī)械特性，納米氧化鋁作為一種新型功能材料廣泛應(yīng)用于光學(xué)、化工及特種陶瓷等多個領(lǐng)域。
一、納米氧化鋁特性
氧化鋁與其他材料相比，它具有許多獨特、優(yōu)良的性能，如高熔點(2015℃)、較高的室溫和高溫強(qiáng)度，高的化學(xué)穩(wěn)定性 和接點介電性能，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?、化工高壓機(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。
二、納米氧化鋁的用途
納米氧化鋁因其特殊性能廣泛應(yīng)用于化學(xué)化工、醫(yī)藥、催化劑及其載體、陶瓷等領(lǐng)域。
1、在陶瓷方面的應(yīng)用，納米氧化鋁粉體制成的精密陶瓷具有類似金屬的塑性和韌性，質(zhì)量輕，特別是強(qiáng)度大大提高，在常規(guī)陶瓷基體中加入少量的微米或納米級氧化鋁可以使材料的力學(xué)性能得到成倍提高，改善陶瓷的韌性，降低其燒結(jié)溫度。
2、超細(xì)Al2O3粉體生物陶瓷在生理環(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連貫的孔隙上，與機(jī)體組織之間的結(jié)合強(qiáng)度較高，并具有強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小、磨損率低等特性。因此在臨床上應(yīng)用比較廣泛。納米氧化鋁作為醫(yī)學(xué)新材料，已用于制作承力的人工骨、牙根種植體、藥物緩釋載體等；還成功地進(jìn)行了牙槽脊擴(kuò)建、頜面骨缺損重建、五官矯形與修復(fù)等。
3、作為表面防護(hù)層材料，將納米氧化鋁粒子噴涂在金屬、陶瓷、塑料等材料的表面，可明顯提高表面強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性。
4、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。
▲▲氧化鋁透明陶瓷用于鈉燈放電管
5、作為催化劑及其載體納米氧化鋁的催化功能是其新用途中極為重要的一種。納米級粉體其比表面很大，制成的催化劑及催化劑載體的性能超過普通催化材料數(shù)倍。
6、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)。
三、常見納米氧化鋁粉體生產(chǎn)工藝
1、溶膠凝膠法
溶膠凝膠法是目前在氧化物納米粉制備中研究和應(yīng)用較多的一種方法, 作為一種濕化學(xué)合成方法, 具有設(shè)備簡單, 工藝易于控制,粉末純度和均勻度高, 成本低等優(yōu)點。用溶膠凝膠法結(jié)合異相共沸蒸餾法, 可制得尺寸分布均勻、呈球形的納米氧化鋁粉, 平均粒徑在68nm 左右。
2、沉淀法
沉淀法是在溶液中加入適當(dāng)?shù)某恋韯┑玫教沾汕膀?qū)體的沉淀, 再經(jīng)過濾、洗滌、干燥、煅燒等工藝, 得到納米陶瓷粉末。選用不同的沉淀劑會得到不同粒徑的納米粉體。沉淀法操作簡單、工藝流程短、成本低, 但制備過程中影響因素較多，且不易形成分散粒子。
3、水熱法
水熱法是在高溫高壓下反應(yīng)物在水溶液或蒸汽等流體中反應(yīng)生成目的產(chǎn)物，再經(jīng)分離和熱處理得到納米粉體。水熱法由于反應(yīng)在相對較高的壓力和溫度下進(jìn)行，產(chǎn)物為晶態(tài)，無需焙燒晶化，可以減少焙燒過程中難以避免的團(tuán)聚現(xiàn)象，但是對設(shè)備的要求較為苛刻。
小結(jié)
納米氧化鋁市場前景良好, 利潤空間較大。作為一種有廣泛用途的納米材料, 納米氧化鋁市場前景廣闊, 由于其優(yōu)異的特性, 市場需求強(qiáng)勁。隨著納米技術(shù)的發(fā)展和市場的規(guī)范，我國納米氧化鋁產(chǎn)業(yè)正逐步走向規(guī)?；?，行業(yè)前景十分廣闊。