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1、∀14∀轻金属2005年第3期矿化剂对-氧化铝原晶形貌的影响及在新产品开发中的应用刘伟(中国铝业河南分公司研究所,河南郑州450041)摘要:本文用电镜和激光粒度仪等手段,初步分析了矿化剂对-氧化铝原晶大小和形貌的影响。指出-氧化铝原粉是许多-氧化铝原晶的聚合体,微粉制备的作用只是打散这种聚合体而不能破坏-氧化铝原晶,因此-氧化铝原晶的大小制约了其微粉加工的细度。深入研究矿化剂对-氧化铝原晶形貌的影响,采用不同矿化剂控制-氧化铝原晶的大小和形貌,是研究开发适应不同行业需要的高附加值-氧化
2、铝新产品的关键。关键词:矿化剂;-氧化铝;原晶;树脂填料氧化铝;抛光用氧化铝中图分类号:TF802.67文献标识码:B文章编号:10021752(2005)03001404-氧化铝也叫煅烧氧化铝,具有熔点高、硬度焙烧过程中控制原晶大小是一个关键工艺。大、绝缘性能强、耐磨性好、化学性质稳定等特点。H3BO3、NH4Cl、AlF3等矿化剂因具有除钠和降低广泛用于耐火材料、绝缘器材、集成电路基板、磨料-氧化铝转变温度双重作用,目前已在-氧化铝磨具、陶瓷材料等许多领域。为了适应不同行业对生产中得到了广泛应用,实际上,许多矿化剂对控制-氧化铝的特殊需求,人们通过控制其原
3、晶形状和-氧化铝原晶形状也是至关重要的。为此进行了粒度分布以及杂质含量形成多种高附加值产品。如下试验研究。-氧化铝是以工业氧化铝为原料,1200以上高温1试验过程焙烧而成。工业氧化铝是白色松散的结晶粉末,它是由许多粒径小于0.1m的细小原晶组成的多孔1.1试验设备及原辅料球形聚集体,平均颗粒大小为50~90m,在高温焙原料:中铝河南分公司产雪山!牌工业氧化铝,烧过程中原晶逐渐长大。焙烧而成-氧化铝原粉其物化性能见表1。(二次粒子)是许多原晶(一次粒子)的聚合体,由于试验设备:三维混合机、SX系列1600箱式高-氧化铝原晶属三方晶系,晶格能大,正负离子间温炉、
4、滚筒球磨机键力强,熔点高达2053,莫氏硬度为9,采用机械矿化剂:a:H3BO3破碎方法,不论是振动磨、球磨还是气流磨制取---b:NH4Cl、AlF3、NH4F等含F、Cl的氧化铝微粉只能打散这些聚合体,很难破坏其原晶矿化剂结构,所以原晶大小制约了-氧化铝微粉加工的c:MgO、La2O3等稳定氧化物细度,要制取粒度要求很严的高附加值-氧化铝,表1试验用工业氧化铝的物化性能样品名称SiO2,%Fe2O3,%Na2O,%灼减,%工业氧化铝0.0210.0180.430.78+100#-100#~+200#-200#~+275#-275#~+325#-325#粒度分布6.
5、5226.6817.9813.9434.88平均粒径(D50)64m收稿日期:2004-11-092005年第3期刘伟:矿化剂对-氧化铝原晶形貌的影响及在新产品开发中的应用∀15∀1.2试验方法1.2.1焙烧条件温度:1400保温时间:2小时矿化剂加入量:氧化铝重量的0.8%1.2.2试验方法将H3BO3、NH4Cl、AlF3、NH4F、MgO、La2O3等矿化剂按加入量称量好,分别放入原料中,在三维混合机中混合均匀,装入刚玉坩埚在高温炉中升温到1400保温2小时,冷却后分别放入滚筒球磨机中湿磨,过滤烘干。1.3试验结果及讨论1.3.1分析
6、结果烧结物料经物化检测典型物性能见表2,电镜照片见图1。表2采用不同矿化剂制取的-氧化铝微粉典型性质样品编号矿化剂Na2O,%相焙烧后外观结块情况1#无0.4195.7结块2#H3BO30.03097严重结块3#NH4Cl0.03398.6轻4#AlF30.04499.3较轻1.3.2讨论5#NH4F0.04798.8最轻从以上分析结果可看出矿化剂不仅具有除钠和6#MgO0.2698.3结块降低-氧化铝转变温度双重作用,还可改变-氧7#La2O30.2998.1结块化铝原晶的形状,H3BO3能加速-氧化铝原晶蠕虫状聚合形式的分离使之球状化,并在一定程度促--进原晶
7、的生长;含F、Cl的矿化剂能大大促进-氧化铝原晶的生长并使原晶片状化,有资料介绍氟对晶体的生长影响效果通常是硼的5倍;MgO、La2O3等却能抑制-氧化铝原晶的生长。#MgO抑制-氧化铝原晶生长机理国外科研人员用显微镜观察发现,含有MgO的氧化铝在焙烧过程中,低温时MgO聚集在-氧化铝原晶表面,抑制了-氧化铝原晶的生长,而随着温度升高,MgO在原晶表面形成极细的等轴状铝镁尖晶石,进一步阻碍原晶的长大。--∃含F、Cl的矿化剂和H3BO3促进-氧化铝原晶生长可能机理理论推理认为,上
