氧化鋁材料用途之廣，用一句“到處都是氧化鋁”來形容都不為過。由于制備技術(shù)的進(jìn)步，氧化鋁得到了各式各樣的形貌，如球形、六角片狀、立方體、圓柱體、纖維狀、花狀、卷曲狀等。由于材料的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途，而納米材料的形貌屬于結(jié)構(gòu)的一部分，因此納米氧化鋁的形貌對(duì)其性質(zhì)和應(yīng)用范圍有很大影響。

最讓大家熟悉的納米氧化鋁形貌，莫過于球形和片狀等二、三維形狀，但提到一維納米氧化鋁，大家可能就比較陌生了。一維納米氧化鋁主要包含纖維狀和棒狀納米氧化鋁，它們通常都具有更高的彈性模量、更好的熱力學(xué)和化學(xué)穩(wěn)定性、適中的比表面積以及獨(dú)特的光學(xué)性能等，因此在應(yīng)用上也與普通氧化鋁有所不同，具體細(xì)節(jié)下面便來了解一下。

纖維狀氧化鋁

氧化鋁纖維是高性能無機(jī)纖維中的重要一類，其主要成分為Al₂O₃，有的還含有SiO₂和B₂O₃等金屬氧化物成分。具有高強(qiáng)度、超常的耐熱性和耐高溫氧化性的優(yōu)點(diǎn)，可在更高溫度下保持很好的抗拉強(qiáng)度，長(zhǎng)期使用溫度在1450-1600℃；而且表面活性好，易與樹脂、金屬、陶瓷基體復(fù)合，形成諸多性能優(yōu)異、應(yīng)用廣泛的復(fù)合材料，被認(rèn)為是最具有潛力的高溫材料。

多晶氧化鋁纖維和氧化鋁短纖維

制備上，牛雙蛟等采用聚乙二醇為模板導(dǎo)向劑，硝酸鋁為鋁源制備出碳酸鋁銨，再經(jīng)過洗滌、抽濾、干燥、煅燒等一系列步驟后就可以得到纖維狀納米氧化鋁。李兆等以Al(NO₃)₃·9H₂O、尿素為原料，采用水熱熱解法合成纖維狀氧化鋁粉體，水熱120℃反應(yīng)24h制備出前驅(qū)體碳酸鋁銨，前驅(qū)體經(jīng)高溫灼燒后可以合成出物相純凈、結(jié)晶情況良好的纖維狀納米氧化鋁。

應(yīng)用上，氧化鋁纖維在航天、航空工業(yè)可作為絕熱材料使用；也可作為增強(qiáng)體用于制作鋁、鎂、鐵、鎳、銅、鈦以及其他各種金屬的合金；另外用氧化鋁纖維制備的隔熱襯護(hù)材料可以應(yīng)用于1400℃以上的工作溫度，因此在鋼鐵工業(yè)、石油化工業(yè)、陶瓷制備業(yè)中的各種爐窯中都能得到應(yīng)用。

棒狀氧化鋁

棒狀材料，作為一種一維材料，具有很多其他形貌所不具備的優(yōu)勢(shì)，如具有高的介電常數(shù)、良好的熱力學(xué)性能、穩(wěn)定的化學(xué)性能以及出色的機(jī)械性能，這些都使得棒狀氧化鋁成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

制備方面，劉輝等使用硝酸鋁作鋁源，PEG作模板劑，尿素作沉淀劑，首先通過反應(yīng)物之間的相互作用，生成氫氧化碳酸鋁銨，在通過水熱反應(yīng)，使得氫氧化碳酸鋁銨鏈接在PEG長(zhǎng)鏈上，生成棒狀的氧化鋁前驅(qū)體，煅燒后得到了棒狀的氧化鋁納米粉體。上圖就是他們生成的棒狀氧化鋁粉體的SEM圖片。

而劉丞等采用不同的原料制出不同長(zhǎng)徑比的棒狀納米氧化鋁。其中，以硅酸鈉和氯化鋁為原料，采用水熱法制備出了長(zhǎng)700~800 nm，直徑為50 nm，長(zhǎng)徑比為14~16:1的棒狀納米γ-Al₂O₃；在以磷酸鈉、硝酸鋁為原料的實(shí)驗(yàn)中則制備出了長(zhǎng)徑比為10~13:1的棒狀納米γ-Al₂O₃。

應(yīng)用方面，由于一維棒狀γ-Al₂O₃具有非常好的彈性模量，耐高溫氧化性能，因此是一種很好的復(fù)合材料添加劑；而在石油工業(yè)中的渣油加氫處理過程中，利用氧化鋁納米棒可以堆積成開放的孔道，由其作為載體制成的催化劑適合用于內(nèi)擴(kuò)散控制的反應(yīng)過程；另外由于具有低導(dǎo)磁性、高電介質(zhì)常數(shù)等特性，因此它在半導(dǎo)體和光學(xué)材料等領(lǐng)域也有一定的潛力。

資料來源：

納米氧化鋁形貌與性質(zhì)之間的關(guān)系研究，武志富。

微米級(jí)氧化鋁纖維的制備與表征，邢芳。

粉體圈 小榆