Aluminiumoxidpulver ist ein unverzichtbares und wichtiges Material in der modernen Industrie. Nachdem das Aluminiumoxidpulver ultramikronisiert wurde, haben sich seine elektronische Oberflächenstruktur und Kristallstruktur verändert, was zu Oberflächeneffekten, Kleingrößeneffekten, Quanteneffekten und makroskopischen Quantentunneleffekten führt und hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, gute Isolierung und große Oberfläche aufweist. Primärfarbenleuchtstoffe, integrierte Schaltkreischips und Lichtquellengeräte für die Luftfahrt werden häufig verwendet.
1. Keramische Werkstoffe und Verbundwerkstoffe
Durch Zugabe von ultrafeinem Aluminiumoxidpulver zu herkömmlicher Keramik kann die Zähigkeit der Keramik verbessert und die Sintertemperatur gesenkt werden. Aufgrund der Superplastizität von ultrafeinem Aluminiumoxidpulver wird die Beschränkung des Anwendungsbereichs von Niedertemperaturkunststoffen aufgehoben. Daher wird es häufig in Niedertemperaturkunststoffkeramiken verwendet.
Durch die Verwendung von ultrafeinem Aluminiumoxidpulver können auch neue Verbundkeramikmaterialien und ultrafeine Verbundmaterialien aus Aluminiumlegierungen mit besonderen Funktionen synthetisiert werden. Unter ihnen ist das ultrafeine Verbundmaterial SiC-Al2O3 bemerkenswerter, dessen Biegefestigkeit von 300-400 MPa bei einphasiger Siliziumkarbidkeramik auf 1 GPa erhöht wird und die Bruchzähigkeit des Materials ebenfalls um mehr als 40 % erhöht wird.
Ultrafeine Tonerde kann auch als Dispersionsverstärkung und Zusatzstoff verwendet werden. Beispielsweise wird ultrafeines Aluminiumoxidpulver als metamorphe Keimbildung beim Gießen von Gusseisenschleifwerkzeugen verwendet, und die Verschleißfestigkeit kann um ein Vielfaches erhöht werden.
2. Das Material der Oberflächenschutzschicht
ist ein neuartiges, ultradünnes, transparentes Material, das aus ultrafeinen Aluminiumoxidpartikeln besteht. Es wird auf die Oberfläche von Metall, Keramik, Kunststoff und Hartlegierungen gesprüht, wodurch die Härte, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit der Oberfläche verbessert werden kann. Außerdem verfügt es über Antifouling-, Staub- und Wasserdichtigkeitsfunktionen sowie andere Funktionen, die die Probleme von verschleißanfälligen Teilen und korrosionsanfälligen Rohren in der modernen industriellen Produktion lösen können, die sich indirekt auf die Lebensdauer der Geräte und die Präzision der verarbeiteten Produkte auswirken. Daher kann es zum Oberflächenschutz von Maschinen, Messern, Chemierohrleitungen usw. eingesetzt werden.
Unter ihnen vereint das Werkzeug mit ultrafeiner Aluminiumoxidkeramikbeschichtung die Vorteile von Keramikmaterialien und Hartmetallmaterialien. Bei ähnlicher Festigkeit und Zähigkeit wie Hartmetallmaterialien ist die Verschleißfestigkeit erheblich verbessert und kann fast die gleiche wie bei unbeschichteten Werkzeugen erreichen. Mal bis zehnmal so hoch, und die Verarbeitungseffizienz wird deutlich verbessert.
3. Katalysator und sein Träger
Die Porengrößenverteilung von ultrafeinem Aluminiumoxid ist gut, das Porenvolumen ist hoch, die Oberfläche beträgt bis zu 60–400 m²/g und die Oberflächenatome sind unvollständig koordiniert, was zu vielen Fehlpaarungen und Sauerstoffbindungen auf der Oberfläche führt und die Oberflächenglätte mit abnehmender Partikelgröße abnimmt. Verschlechterung, Bildung ungleichmäßiger Atomstufen, Vergrößerung der Kontaktfläche für chemische Reaktionen, es ist ein idealer Katalysator oder Katalysatorträger, die HDS-Aktivität des von ultrafeinen Aluminiumoxidpartikeln getragenen Co-Mo-Katalysators ist höher als die von Co-Mo getragene HDS-Aktivität des Katalysators mit gewöhnlichem Aluminiumoxid.
γ-Al2O3 wird hauptsächlich in Katalysatoren und Trägern verwendet und findet breite Anwendung bei der Autoabgasreinigung, der katalytischen Verbrennung, der Hydrodesulfurierung, der Erdölraffination, der Polymersynthese usw.
4. Biologische und medizinische Materialien
Ultrafeine Aluminiumoxid-Biokeramiken korrodieren in der physiologischen Umgebung grundsätzlich nicht und weisen eine gute strukturelle Kompatibilität auf. Das neue Gewebe wächst in die miteinander verbundenen Poren auf der Oberfläche der porösen Keramik, und die Verbindung mit dem Körpergewebe hat eine hohe Bindungsstärke und zeichnet sich durch hohe Festigkeit, geringen Reibungskoeffizienten und geringe Verschleißrate aus. Daher wird sie klinisch häufig verwendet und zur Herstellung von krafttragenden künstlichen Knochen, Gelenkrekonstruktionen, Wurzelimplantaten, Frakturschienen und internen Fixierungsvorrichtungen usw. verwendet. Außerdem wird sie erfolgreich zur Alveolarkammerweiterung und zur Rekonstruktion von Kieferknochendefekten, zur Gesichtsorthopädie und -rekonstruktion usw. eingesetzt.
Der Forschungsschwerpunkt liegt derzeit auf der Herstellung künstlicher Luftröhren und anderer Weichteilmaterialien sowie biokeramischer Materialien zur Simulation biologischer Körperfunktionen und künstlicher Intelligenz.
5. Ultrafeines Aluminiumoxidpulver, ein Halbleitermaterial, hat eine große Oberfläche und Schnittstelle und ist sehr empfindlich gegenüber Feuchtigkeit in der äußeren Umgebung. Änderungen der Umgebungstemperatur führen schnell zu Änderungen des Valenzzustands von Ionen auf der Oberfläche oder Schnittstelle und des Elektronentransports. Im Bereich von 30–80 % Luftfeuchtigkeit ändert sich die Wechselstromimpedanz von ultrafeinem Aluminiumoxid linear, mit schneller Reaktionsgeschwindigkeit, hoher Zuverlässigkeit, hoher Empfindlichkeit, langer Lebensdauer gegen Alterung, Erosion und Verschmutzung durch andere Gase und kann in staubigen und rauchigen Umgebungen aufrechterhalten werden. Es ist ein ideales Material für Feuchtigkeitssensoren und Feuchtigkeitsthermometer.
Darüber hinaus ist ultrafeines Aluminiumoxid ein häufig verwendetes Substratmaterial, das die Vorteile einer guten elektrischen Isolierung, chemischen Beständigkeit, Hitzebeständigkeit, hohen Dielektrizitätskonstante, flachen und gleichmäßigen Oberfläche und niedrigen Kosten bietet und in Halbleiterbauelementen und bei der Integration im großen Maßstab verwendet werden kann. Schaltungssubstratmaterialien werden häufig in der Mikroelektronik-, Elektronik- und Informationsindustrie verwendet.
6. Optische Materialien
Nanoskaliges Aluminiumoxid kann ultraviolettes Licht absorbieren und bei Anregung mit bestimmten Lichtwellenlängen Lichtwellen mit Wellenlängen erzeugen, die mit der Partikelgröße zusammenhängen. Es kann als Schutzbeschichtung für die fluoreszierende Pulverschicht in Kompaktleuchtstofflampen verwendet werden und kann auch mit Seltenerdleuchtstoffen vermischt werden, um Leuchtstoffe für Leuchtstoffröhren herzustellen und so die Lebensdauer der Röhren zu verlängern.
Die Oberfläche der Aluminiumoxidpartikel ist mit einer Schicht aus Polymer überzogen, das für den Körper unschädlich ist und auch Sonnenschutzmitteln und Kosmetika zugesetzt werden kann.
Gerade weil ultrafeines Aluminiumoxidpulver im Vergleich zu herkömmlichen Partikeln eine Reihe hervorragender elektrischer, magnetischer, optischer, mechanischer und chemischer makroskopischer Eigenschaften aufweist, ist die Herstellung von hochreinem ultrafeinen Aluminiumoxidpulver in den letzten Jahren zur Hauptrichtung der Forschung auf dem Gebiet neuer Materialien geworden.