气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝外观(guan)为白色蓬松(song)粉(fen)体,原生粒径(jing)在10-30nm,聚(ju)集(ji)体尺(chi)寸为0.1~0.2μm,具(ju)有高比表面(mian)积(ji),由于(yu)使(shi)用的(de)原材料完全来自化(hua)(hua)学反应,因此气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝产品纯度(du)极高(超过99.6%)。气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝制(zhi)备工艺(yi)与产品结构与普(pu)通超细氧(yang)化(hua)(hua)铝具(ju)有明显差异(yi),因此“其志向”也有所不同,相(xiang)比于(yu)成为一块好陶瓷,气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝更适合(he)作为一个具(ju)有点石(shi)成金能力的(de)万能添加(jia)剂。
商(shang)品示例:赢创气相氧化(hua)(hua)铝商(shang)品AEROXIDE®AluC是一种粒径细小的(de)(de)气相法氧化(hua)(hua)铝,高(gao)比表面(mian)积,具有聚集(ji)体(ti)附聚体(ti)结构,纯度达99.8%。表面(mian)带(dai)正电荷,非常适合于粉末(mo)涂料(liao)中静电电荷的(de)(de)控制。
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根据公开资(zi)料(liao)显示AEROXIDE®AluC是采用(yong)类似AEROSIL®气相(xiang)法二氧化(hua)硅(gui)生(sheng)产(chan)工(gong)艺(yi)生(sheng)产(chan)的(de)(de)(如上图(tu)所示),其基本(ben)原理是氯化(hua)铝(AlCl3)的(de)(de)高(gao)温燃(ran)烧(shao)(shao)水解(jie)过(guo)程。气相(xiang)法合(he)成(cheng)氧化(hua)铝的(de)(de)工(gong)艺(yi)过(guo)程包括(kuo)以下工(gong)序:氯化(hua)铝的(de)(de)升华、反(fan)应前各反(fan)应物的(de)(de)预(yu)处理、合(he)成(cheng)炉中(zhong)燃(ran)烧(shao)(shao)水解(jie)、聚集、气固(gu)分(fen)离(li)、HCI的(de)(de)解(jie)吸(xi)、包装、废气处理,其中(zhong)气固(gu)分(fen)离(li)与HCl的(de)(de)解(jie)吸(xi)工(gong)序是气相(xiang)法氧化(hua)铝生(sheng)产(chan)工(gong)艺(yi)中(zhong)最(zui)重要的(de)(de)步骤(zhou)。下图(tu)为合(he)成(cheng)工(gong)艺(yi)流程示图(tu):
气(qi)相法合成(cheng)氧(yang)化(hua)铝(lv)(lv)所用的(de)主要原料氯化(hua)铝(lv)(lv)的(de)蒸(zheng)气(qi)或溶于(yu)非极(ji)性溶剂中或处于(yu)熔(rong)融状态(tai)时(shi),都以(yi)共(gong)价的(de)二聚(ju)分(fen)(fen)子(zi)Al2Cl6形(xing)式(shi)存在,在空气(qi)中极(ji)易吸(xi)收水(shui)分(fen)(fen)并部分(fen)(fen)水(shui)解(jie)放出(chu)氯化(hua)氢而形(xing)成(cheng)酸雾。因此,合成(cheng)气(qi)相氧(yang)化(hua)铝(lv)(lv)时(shi)首先把氯化(hua)铝(lv)(lv)加热使其升华变成(cheng)气(qi)体(ti),然(ran)(ran)后(hou)在氢氧(yang)焰中高(gao)温水(shui)解(jie),生成(cheng)原生粒子(zi),经碰撞(zhuang)聚(ju)集后(hou)形(xing)成(cheng)聚(ju)集体(ti),聚(ju)集体(ti)与高(gao)温水(shui)解(jie)生成(cheng)的(de)废(fei)气(qi)一起进(jin)入(ru)(ru)高(gao)效分(fen)(fen)离器(qi)进(jin)行气(qi)固分(fen)(fen)离,然(ran)(ran)后(hou)进(jin)入(ru)(ru)解(jie)吸(xi)塔(ta)脱除HCl气(qi)体(ti),解(jie)吸(xi)后(hou)的(de)氧(yang)化(hua)铝(lv)(lv)即为(wei)成(cheng)品,就(jiu)可以(yi)进(jin)入(ru)(ru)料仓(cang)进(jin)行包装。
气(qi)相法(fa)合(he)成氧化铝的方程式可表述为下(xia)式∶
AICl3(固体)→AICl3(气体(ti));
AICl3(气(qi)体)+3H2+1.5O2→AI2O3+6HCl
当然(ran),这不是气相氧化铝的唯一制备(bei)路(lu)线(xian),更多关于气相氧化铝的制备(bei)方法请(qing)看相关阅读:
虽然气(qi)相(xiang)二氧化(hua)(hua)硅与(yu)气(qi)相(xiang)氧化(hua)(hua)铝的工艺相(xiang)似,但与(yu)AEROSIL®产(chan)品不同的是,AEROXIDE®AluC具有非常高的正电性趋(qu)向。由(you)这(zhei)个(ge)原因,这(zhei)个(ge)产(chan)品通常被(bei)用(yong)于静电摩擦法施(shi)工的粉末涂(tu)料,除了能(neng)让粉末涂(tu)料接触聚(ju)四氟乙(yi)烯(xi)管材增加静电电荷(he),还(hai)可以调整(zheng)流动性能(neng)。接下来我们(men)一起来看看,气(qi)相(xiang)氧化(hua)(hua)铝都有些什么神奇应用(yong)。
气(qi)相(xiang)氧化铝在粉末(mo)涂料领域的应用(yong)
对(dui)于粉(fen)末涂(tu)(tu)料(liao)生产商而言,为了保持其竞争力,开发创新型的(de)(de),具备(bei)优(you)异(yi)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)技术方案和(he)体系是至关(guan)重要的(de)(de)。通(tong)过展示诸如(ru)自由流动、涂(tu)(tu)着(zhe)效(xiao)率(lv)以及边缘涂(tu)(tu)层效(xiao)果等(deng)性(xing)能(neng)(neng)可(ke)达到区(qu)别于竞争者(zhe)的(de)(de)目的(de)(de)。气相(xiang)氧化(hua)(hua)铝(lv)(lv)用(yong)于粉(fen)末涂(tu)(tu)料(liao)可(ke)防止涂(tu)(tu)料(liao)结块,增(zeng)加粉(fen)末涂(tu)(tu)料(liao)的(de)(de)流动性(xing),提高上(shang)粉(fen)率(lv),提升涂(tu)(tu)料(liao)耐磨性(xing)能(neng)(neng),在(zai)卷(juan)钢涂(tu)(tu)料(liao)中,还可(ke)做为热和(he)辐(fu)射的(de)(de)保护(hu)剂。同时由于它带(dai)有(you)(you)正电荷(he),气相(xiang)氧化(hua)(hua)铝(lv)(lv)可(ke)以使(shi)无法摩(mo)擦(ca)起(qi)电的(de)(de)产品带(dai)上(shang)摩(mo)擦(ca)静电荷(he),使(shi)其也及其适(shi)合于静电摩(mo)擦(ca)法施工。气相(xiang)氧化(hua)(hua)铝(lv)(lv)自身带(dai)大量的(de)(de)正电荷(he),能(neng)(neng)够(gou)有(you)(you)效(xiao)改善粉(fen)末的(de)(de)摩(mo)擦(ca)带(dai)电性(xing),目前(qian)许多行业在(zai)粉(fen)末涂(tu)(tu)料(liao)中加入(ru)气相(xiang)氧化(hua)(hua)铝(lv)(lv)以实现涂(tu)(tu)料(liao)上(shang)粉(fen)率(lv)的(de)(de)提升。
在静电进(jin)行粉(fen)末涂(tu)料(liao)施工(gong)时,粉(fen)末的(de)流动性好,可大(da)大(da)提高施工(gong)涂(tu)装性能,并在施工(gong)过程中帮助粉(fen)末沉积(ji)。对于(yu)所有的(de)粉(fen)末涂(tu)料(liao),气相氧化(hua)铝可在粉(fen)末粉(fen)碎(sui)前或在粉(fen)碎(sui)后干混(hun),一般情况下添加比例是配方总(zong)量的(de)0.1%~0.3%。
气相氧化铝在新能源领(ling)域的(de)应用
电动汽车(che)的(de)(de)长(zhang)续航和快速充电需(xu)要(yao)高性能的(de)(de)来实现,而是其中最重要的组件(jian)之(zhi)一(yi)。正(zheng)极材料(liao)的一(yi)个主(zhu)要普(pu)遍(bian)问题仍(reng)然是老化,严重损(sun)害电(dian)池的循环寿命和(he)倍(bei)率性能(neng)。表(biao)面涂层是缓解高镍正(zheng)极活(huo)性材料(liao)(CAM)老化问题的关(guan)键方(fang)法,通过(guo)避(bi)免 CAM 和(he)电(dian)解质(zhi)的直接(jie)(jie)接(jie)(jie)触(chu),减少了副反应的发生。
气相法氧化铝(气相法金属(shu)氧化物)产品作为(wei)正极活(huo)性材料的包覆及(ji)掺杂剂,能够改善正极材料的循环性能及(ji)高电压耐受性。
干(gan)法包(bao)覆工(gong)艺的(de)(de)(de)示(shi)意图如上。纳米(mi)结构(亚微(wei)米(mi)结构)的(de)(de)(de)气相(xiang)金(jin)属(shu)氧(yang)化物在高能混合过程中(zhong)解(jie)聚成(cheng)更(geng)小(xiao)的(de)(de)(de)聚集(ji)体,并与阴极(ji)粉末表面(mian)相(xiang)互作用,这种热解(jie)的(de)(de)(de)金(jin)属(shu)氧(yang)化物粉末的(de)(de)(de)解(jie)聚是干(gan)法包(bao)覆工(gong)艺的(de)(de)(de)关键,适(shi)当混合后(hou),形成(cheng)连续(xu)的(de)(de)(de)强粘(zhan)性涂层。
气(qi)相氧化铝在喷墨打印纸(zhi)涂层中(zhong)的应用
喷(pen)墨(mo)(mo)(mo)打印纸(zhi)的(de)(de)涂料制(zhi)备和普通印刷纸(zhi)的(de)(de)涂料制(zhi)备有很(hen)大的(de)(de)不同(tong)。喷(pen)墨(mo)(mo)(mo)打印纸(zhi)的(de)(de)涂层(ceng)必须吸收墨(mo)(mo)(mo)滴中大量的(de)(de)水(shui)。当墨(mo)(mo)(mo)滴喷(pen)到纸(zhi)面时,墨(mo)(mo)(mo)水(shui)必须固着(zhe)在喷(pen)墨(mo)(mo)(mo)纸(zhi)的(de)(de)表面以(yi)避免(mian)出(chu)现扩散和模糊。墨(mo)(mo)(mo)滴应该在横向均匀迁移(yi),以(yi)产生(sheng)清晰的(de)(de)边缘,形成(cheng)良好对比度和逼真度的(de)(de)图像。
气相(xiang)氧化铝(lv)(lv)用于高(gao)质量喷墨(mo)(mo)打(da)印纸的(de)(de)涂层,可以为(wei)纸张提供高(gao)光泽和卓越的(de)(de)打(da)印质量。气相(xiang)氧化铝(lv)(lv)由(you)于颗粒细小,比(bi)表面积高(gao),具有很高(gao)的(de)(de)孔(kong)隙结(jie)构,对(dui)水(shui)(shui)(shui)性油(you)墨(mo)(mo)的(de)(de)吸收(shou)速(su)度快(kuai),吸墨(mo)(mo)量高(gao)使(shi)打(da)印颜色饱(bao)满(man),图(tu)像(xiang)层次感好(hao)。此外由(you)于氧化铝(lv)(lv)表面带(dai)正电性,不仅能提高(gao)其在(zai)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)分散(san),在(zai)打(da)印图(tu)像(xiang)时还能与(yu)水(shui)(shui)(shui)性油(you)墨(mo)(mo)中的(de)(de)负电性染料很好(hao)地结(jie)合(he)在(zai)一起,提高(gao)了墨(mo)(mo)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)固着力(li),从(cong)而保(bao)证了图(tu)像(xiang)的(de)(de)质量。
气相氧化铝在节能照明领(ling)域的应(ying)用
常用(yong)的(de)(de)(de)直管(guan)型(xing)荧(ying)(ying)光灯(deng)和玻管(guan)弯管(guan)型(xing)的(de)(de)(de)紧凑型(xing)荧(ying)(ying)光灯(deng),荧(ying)(ying)光粉(fen)相(xiang)互之间(jian)以及和玻璃(li)表面(mian)的(de)(de)(de)粘(zhan)合性较(jiao)差,容易产生脱粉(fen)问题,因(yin)此通常需要在荧(ying)(ying)光粉(fen)中额外添加(jia)(jia)高纯、纳(na)米级别的(de)(de)(de)颗粒进行加(jia)(jia)固,由于气相(xiang)氧化铝(lv)纯度(du)高,对紫外光和可(ke)见光的(de)(de)(de)吸收极(ji)少,添加(jia)(jia)后不影响灯(deng)管(guan)的(de)(de)(de)可(ke)见光发射,因(yin)此气相(xiang)纳(na)米氧化铝(lv)粉(fen)被广泛应(ying)用(yong)到照明(ming)荧(ying)(ying)光粉(fen)加(jia)(jia)固中。
气相氧化铝(lv)对制造高(gao)(gao)光效(xiao)(xiao),长寿命(ming)的(de)荧光灯至关重要,总的(de)来说其具有三大重要的(de)功能(neng):第一,氧化铝(lv)反射透过荧光粉(fen)层(ceng)的(de)紫外光,使(shi)其继续(xu)激发(fa)荧光粉(fen),提高(gao)(gao)了荧光灯的(de)发(fa)光效(xiao)(xiao)率,第二,氧化铝(lv)作为有效(xiao)(xiao)的(de)汞扩散阻挡层(ceng),可将汞的(de)用(yong)量(liang)降到最低限度(du),能(neng)够延(yan)长灯的(de)使(shi)用(yong)寿命(ming),第三,氧化铝(lv)作为粘结剂能(neng)够提高(gao)(gao)荧光粉(fen)和玻璃(li)灯管之间(jian)的(de)粘结强(qiang)度(du),使(shi)荧光粉(fen)不脱落(luo)。
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陶瓷领(ling)域
虽然气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)的(de)(de)结(jie)构(gou)及成本因(yin)素让它并不适(shi)合作(zuo)为陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)主要原(yuan)料(liao),但少量(liang)(liang)气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)的(de)(de)添加在(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)生产中(zhong)可(ke)(ke)以带来非(fei)常奇妙(miao)的(de)(de)作(zuo)用。在(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)领域,添加气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)可(ke)(ke)以改善陶(tao)(tao)瓷(ci)材料(liao)的(de)(de)多(duo)种性质,例(li)如:添加到粗晶粉体(ti)(ti)中(zhong),可(ke)(ke)以提高(gao)(gao)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)的(de)(de)致密度(du)和耐冷热疲(pi)劳性能。在(zai)常规85瓷(ci)、95瓷(ci)中(zhong)添加纳(na)米氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)(气相(xiang)氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv)),其强(qiang)度(du)和韧性均提高(gao)(gao)50%以上。许多(duo)研究工(gong)作(zuo)都表面,在(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)基体(ti)(ti)中(zhong)添加少量(liang)(liang)的(de)(de)纳(na)米氧(yang)化(hua)(hua)铝(lv),力学性能都可(ke)(ke)成倍提高(gao)(gao)。
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