中國粉體網訊 氧化鋁具有硬度高、強度高、耐熱和抗腐蝕性強等特性而被廣泛應用于精細陶瓷、復合材料和催化劑等領域。α-Al2O3是氧化鋁的最終相,α- Al2O3的形成通常發生在1200℃或更高的溫度。在形成最終相的過程中通常經歷許多熱力學上亞穩態的中間相,如α、γ、β、θ、χ、η、δ、κ等。
氧化鋁的晶型轉換
根據相關統計,當前氧化鋁有十幾種晶型。所以氧化鋁雖然沒有“七十二般變化”,但“十幾般變化”還是有的。每種“變化”后都有不同的晶體結構,這決定了它們之間性質上的差異,進一步賦予了它們不同的“神通”。
α-Al2O3
α-Al2O3結晶較高,在α- Al2O3晶體結構中三個O2-形成兩個鄰近的八面體的共面,因此無數個八面體通過共面結合,形成一個完整的晶體,因此α- Al2O3晶體比其他晶型的Al2O3穩定,在鋁的氧化物中是最穩定的相,具有熔點高、耐磨性好、硬度大、機械強度高等優質性能,是制備陶瓷、磨料、磨具及耐火材料的理想原料。
α- Al2O3的晶型結構
β-Al2O3
β- Al2O3與其他幾種氧化鋁明顯不同,它不是氧化鋁的異構體,而是一種鋁酸鹽,通常表示為M2O·xAl2O3,其中M為一價陽離子。β- Al2O3屬六方晶系,具有密度大、機械強度高、氣孔率低、耐熱沖擊性能好、離子導電率高、晶界阻力小等特點。
γ-Al2O3
γ- Al2O3晶體結構為O2-的立方密堆砌,產生八面體結構,八面體形成相互連接的四面體,并形成尖晶石結構。
γ- Al2O3晶型結構
γ- Al2O3具有高比表面積,大量活性中心分布在表面上,并且在合適的催化溫度范圍內具有良好的穩定性。它是一種具有高選擇性和高反應活性的優異催化劑材料,高活性的優點在催化領域被稱為活性氧化鋁。γ- Al2O3的晶粒細小,易形成多孔球狀聚集體,吸附力比較強,使其對紫外線具有比較強的吸附性,可應用于提高熒光燈管的使用年限。它還可以與稀土熒光粉結合,作為熒光燈管的發光材料。
δ-Al2O3
δ- Al2O3屬四方晶系,該材料具有強吸附能力和催化活性,常常被用作吸附劑、干燥劑以及催化劑載體。
η-Al2O3
η- Al2O3屬立方晶系,可由拜爾石在一定的升溫速率下在400-750℃煅燒得到。它具有和γ- Al2O3相差不大的孔容和比表面積,表面酸性比Al2O3要強,主要用作催化劑的載體。
θ-Al2O3
θ- Al2O3屬單斜晶系,其比表面積和孔容往往介于γ- Al2O3和α- Al2O3之間。
κ-Al2O3
κ- Al2O3屬六方晶系,κ- Al2O3可由三水鋁石在800-1150℃煅燒得到,它主要用做耐火材料結合劑、凈化劑、吸附劑等。
ρ-Al2O3
ρ- Al2O3是一種接近于無定形態的過渡態氧化鋁,ρ- Al2O3結晶狀況特別差,ρ- Al2O3廣泛應用于剛玉質、鋁鎂質等煉鐵、有色金屬冶煉等高級耐火材料。另外它在陶瓷涂料、吸附劑等方面也有應用。
χ-Al2O3
χ- Al2O3屬于六角晶系,χ- Al2O3主要用于天然氣和石油裂解氣的脫水干燥,同時也是水除氟,蒽醌法制備雙氧水反應的催化劑。
參考來源:
[1]甘丹丹.不同晶型氧化鋁載體制備及其催化劑對汽油加氫脫硫性能研究
[2]周麗宏.不同晶型Al2O3納米粒子的低溫制備及其吸附性能研究
[3]孫敬會等.水熱法制備γ-Al2O3粉體
(中國粉體網編輯整理/山川)
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