구형 알루미나의 제조 방법
구형 알루미나는 모래 알루미나, 알파 알루미나라고도합니다. α형 알루미나의 결정격자는 육각형에 산소이온이 조밀하게 밀집되어 있고, 산소이온으로 둘러싸인 팔면체 배위중심에 AI3+ 가 대칭적으로 분포되어 있다. 격자 에너지가 커서 녹는점과 끓는점이 높다. 그것은 내식성, 내마모성, 고온 저항, 고강도, 우수한 절연성, 넓은 표면적, 높은 경도 및 내산화성의 특성을 가지고 있습니다.
구형 알루미나 제조 공정
- 볼 밀링 방식(고에너지 볼 밀링)
볼 밀링은 초미세 알루미나 분말을 제조하는 가장 일반적인 방법입니다. 볼 밀 자체는 강구 연삭 매체가 내장 된 수평 실린더이므로 재료가 실린더에 들어간 후 강구와의 충돌로 인해 발생하는 충격력이 분쇄 효과를 얻습니다. 볼 밀링 공정 중에 분쇄 보조제를 추가하면 분말 입자 크기의 균일성을 향상시킬 수 있습니다.
고에너지 볼 밀링에 의한 초미세 알루미나 분말의 제조에 영향을 미치는 요인은 볼 밀링 시간과 볼 밀링 속도입니다. 장점은 간단한 조작, 저렴한 비용 및 높은 출력입니다. 단점은 제품의 입도 분포가 균일하지 않고 최소 입도가 기계적으로 제한되어 있으며 구형 입자를 얻기 어렵다는 것입니다.
- 고분자 네트워크 졸겔법
장점은 제조된 알루미나 분말의 입자 크기가 작다는 것이다. 단점은 구형도가 매우 낮다는 것입니다.
- 알콕사이드 가수분해
장점은 제조된 분말의 입자 크기가 작다는 것입니다. 단점은 비용이 너무 많이 들고 구형도가 좋지 않다는 것입니다.
- 템플릿 방식
템플릿 방법은 공정에서 형태를 제어하기 위한 시약으로 구형 원료를 사용합니다. 제품은 일반적으로 속이 비어 있거나 코어 쉘 구조를 가지고 있습니다.
주요 공정은 폴리스티렌 미소구체를 주형으로 사용하고 탄산 기능화된 알루미나 나노입자로 코팅한 다음 톨루엔으로 세척하여 속이 빈 알루미나 구를 제조하는 것입니다.
장점은 속이 빈 구체를 준비하는 좋은 방법입니다. 단점은 템플릿 에이전트에 대한 높은 요구 사항, 준비 과정의 많은 단계 및 어려운 작업입니다.
- 에어로졸 분해 방법
에어로졸 분해는 일반적으로 알루미늄 알콕사이드를 원료로 사용하고 알루미늄 알콕사이드의 특성을 사용하여 쉽게 가수분해되고 고온 열분해되며 상 변화의 물리적 수단을 채택하여 알루미늄 알콕사이드를 기화시킨 다음 수증기와 접촉하여 가수분해 및 분무합니다. . 고온 건조 또는 직접 고온 열분해 후, 기체-액체-고체 또는 기체-고체 상변태가 실현되고 최종적으로 구형 알루미나 분말이 형성된다.
장점은 알칼리를 첨가하지 않고 물 분해를 수행할 수 있고 반응 조건이 온화하며 조작이 간단하다는 것입니다. 단점은 높은 비용입니다.
- 드롭 볼
드롭볼 방식은 오일층(보통 파라핀, 광유 등)에 알루미나 졸을 떨어뜨리고 표면장력의 작용에 의해 구형 졸 입자를 형성한 후 암모니아 용액에서 졸 입자를 겔화시켜 최종적으로 겔 입자 구형 알루미나를 형성하기 위해 건조 및 소결하는 방법.
장점은 에멀젼 기술이 졸의 숙성 단계에 적용되고 유상이 그대로 유지되어 분말과 유성 시약의 분리가 필요 없다는 것입니다. 단점은 주로 흡착제 또는 촉매 지지체에 사용되는 더 큰 입자 크기의 구형 알루미나를 제조하는 데 일반적으로 사용된다는 것입니다.
- 고주파 유도 플라즈마 방식
불규칙한 모양의 알루미나 입자를 이송 건을 통해 운반 가스에 의해 플라즈마 토치에 분사하고 빠르게 가열하여 녹입니다. 용융된 입자는 표면장력의 작용으로 매우 구형의 액적을 형성하고 매우 짧은 시간에 내부가 빠르게 응고되어 구형의 입자를 형성합니다.
- 화염 용해
화염 용해 방법은 불규칙한 모양의 알루미나 분말을 화염에 직접 분사하여 알루미나 분말을 화염에서 볼로 녹이는 것입니다.
장점은 공정이 간단하고 비용 제어가 플라즈마 화염 스프레이 방법보다 유리하며 구상화 제품은 높은 열전도도, 좋은 구형도 및 제어 가능한 입자 크기를 갖는다는 것입니다.
- 균일 강수
균질 침전법의 침전 과정은 결정핵의 형성, 그 다음 응집 및 성장, 그리고 최종적으로 용액으로부터의 침전 과정이며, 일반적으로 비평형 상태이지만, 균질 용액에 침전제의 농도가 있는 경우 핵의 형성은 균일하게 많은 수의 작은 결정 핵을 생성하고 생성 된 미세 침전 입자가 전체 용액에 균일하게 분산되어 오랫동안 평형 상태를 유지할 수 있습니다. 이 침전법을 균질 침전법이라고 합니다.
장점은 간단한 공정, 저비용, 고순도, 장비의 대량 생산, 간단한 제조 및 짧은 공정 흐름입니다. 단점은 기존의 콜로이드가 침전, 세척 및 여과가 어렵고, 분말이 침전제와 혼합이 용이하고, 침전시 분말성분이 분리가 용이하지 않고, 세척과정에서 침전물이 재용해될 수 있고, 침전제는 또한 다량의 복합 이온을 유발할 것입니다.
- 유화법
구형 분말 입자를 얻기 위해 사람들은 유상과 수상 사이의 계면 장력을 사용하여 작은 구형 방울을 생성하므로 졸 입자의 형성 및 겔화는 작은 방울로 제한되며 최종적으로 구형 침전물을 얻습니다. . 입자.
장점은 간단한 조작입니다. 단점은 비용이 너무 많이 들고 구형도가 좋지 않다는 것입니다.
- 졸-에멀젼-졸법
Takashi Ogihara et al. 알루미늄 알콕사이드 가수분해를 이용하여 졸-겔 공정을 통해 구형 알루미나 분말을 제조하였다. 전체 가수분해 시스템은 비교적 복잡합니다. 그 중 옥탄올 용해 알루미늄 알콕사이드가 50%, 에탄올 용매가 40%, 옥탄올 부탄올이 물을 분산시킨다. 알코올은 각각 9%와 1%를 차지하며, 분산제로 프로필 셀룰로오스를 사용하여 구형도가 매우 좋은 구형 γ-알루미나 분말을 얻었다.
장점은 공정 중에 불순물 이온이 도입되지 않는다는 것입니다. 단점은 원료의 가격이 비싸고, 얻어지는 분말의 입도가 작고, 분포가 좁다는 점이다.
- 스프레이 방식
구형 알루미나를 제조하기 위한 스프레이 방식의 핵심은 비교적 짧은 시간에 상전이를 구현하는 것입니다. 제품은 표면장력의 영향으로 구형이 됩니다. 상전이의 특성에 따라 분무 열분해, 분무 건조 및 분무 용융으로 나눌 수 있습니다. 법.
장점은 안정적인 화학 조성, 고순도, 우수한 성능 및 대량 생산입니다. 단점은 용해성 염에만 효과적이며 특정 제한이 있다는 것입니다.
구형 알루미나의 적용
- 세라믹 소재
동일한 공정 조건에서 구형 알루미나 분말은 재료의 미세 구조를 변경하고 세라믹의 강도와 밀도를 증가시키며 소결 온도를 낮추고 세라믹의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 모양의 이점이 있습니다.
- 표면 보호층 재료
플라스틱, 페인트, 유리, 합금 및 금속 재료의 표면에 초미세 알루미나 분말을 분무하면 재료의 내마모성, 내식성, 안정성 및 표면 강도를 향상시킬 수 있습니다.
- 촉매 및 촉매 담체
초미세 알루미나는 흡착 특성이 강하고 표면 활성점이 많으며 반응 활성과 선택도가 높으며 촉매 반응에 필요한 조건을 제공합니다. 촉매로 직접 사용되는 구형 알루미나는 마모를 줄이고 촉매의 수명을 늘려 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
- 화학 기계 연마 연마제
화학적 기계적 연마는 집적 회로 칩, 마이크로 전자 기계 시스템 및 컴퓨터 하드 드라이브에 널리 사용되었습니다. 연마 재료로서 구형 알루미나는 슬립 마크를 피할 수 있습니다. 구형 알루미나 분말은 충전 밀도가 높아 발광체의 산란을 줄이고 투과광의 손실을 효과적으로 줄여 화면의 밝기를 향상시킬 수 있습니다.
- 발광 재료
구형 알루미나 분말은 충전 밀도가 높아 발광체의 산란을 줄이고 투과광의 손실을 효과적으로 줄여 화면의 밝기를 향상시킬 수 있습니다.
- 석유화학공업
석유 화학 산업에서 알루미나는 가장 널리 사용되는 담체입니다.
기사 출처: 차이나 파우더 네트워크