北京石油化工学院纳米材料导论结课论文
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2012年 11 月10 日
纳米Al2O3在新材料上的应用
（北京石油化工学院北京 102600）
摘要：作为纳米材料的一种，Al2O3拥有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一切特殊性质，所以具备特殊的光电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象、在高温下仍具有的高强度、高韧、稳定性好等奇异特性，从而使Al2O3近年来备受关注研究并且在新材料领域有广阔的应用前景[1]。
关键词：纳米；Al2O3；新材料；应用
The application of nanometer Al2O3 in new materials （School of Information Engineering,Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beijing 102600, China）
Abstract: As one of the nanometer materials, Al2O3 has small size effect, surface effect, quantum size effect and the macroscopic quantum tunnel effect, all special properties, so have the special optical properties, high reluctance phenomenon, phenomenon, nonlinear resistance in high temperature still has high strength, high toughness, good stability and singularity, so that Al2O3 has attracted much attention in recent years on research and in the field of new materials has broad application prospect[1].
Key word: nanometer；Al2O3；new materials；application
1 引言
由于粒径细小，纳米氧化铝可用来制作人造宝石、分析试剂以及纳米级催化剂和载体，用于发光材料可较大的提高其发光强度，对陶瓷、橡胶增韧，要比普通氧化铝高出数倍，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳等。
纳米氧化铝已用于YGA激光器的主要部件和集成电路基板，并用在涂料中来提高耐磨性[2]。
随着人们对自身健康的关注和环保意识的增强，绿色化学理念正在材料制备与应用领域备受关注[3]。
2 催化材料
γ型氧化铝具有明显的吸附剂特征，并能活化许多键，如H-H键，C-H键等，因此在烃类裂化、醇类脱水制醚等反应中可直接作为活性催化剂加入反应体系中，如乙醇脱水产生乙烯。
由于γ型氧化铝表面同时存在酸性中心和碱性中心，因此γ型氧化铝本身就是一种极好的催
化剂。
γ型氧化铝尺寸小，表面所占的体积分数大，表面原子配位不全等导致表面活性位置增加，而且随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，增加了化学反应的接触面，因而纳米氧化铝是理想的催化剂或催化剂载体[1]。
近年来研究发现有序介孔氧化铝材料具有较大的比表面积，较大且均已的孔道结构，可以处理较大的分子或基团，是良好的催化剂，催化活性较γ型氧化铝好[4]。
3 光学材料
纳米氧化铝可以吸收紫外光，并且在某些波长光的激发下可以产生出与粒子尺寸相关的波长的光波。
由α-Al2O3可烧结成透明陶瓷，作为高压钠灯管的材料；可用作紧凑型荧光灯中荧光粉层的保护涂膜；还可和稀土荧光粉复合制成荧光灯管的发光材料，提高灯管寿命。
此外，纳米Al2O3多孔膜有红外吸收性能，可制成隐身材料用于军事领域；利用其对80nm紫外光的吸收效果可作紫外屏蔽材料和化妆品添加剂。
4 表面防护层材料
将纳米氧化铝粒子喷涂在金属、陶瓷、塑料、玻璃、漆料及硬质合金的表面上，可明显提高表面强度、耐磨性和耐腐蚀性，且具有防污、防尘、防水等功能，因此可用于机械、刀具、化工管道等表面防护。
据说在AlSi3O4不锈钢表面涂氧化铝防护层，使得表面硬度由3.8GPa提高到10.8GPa，并且在受到同样的负载下，表面压痕深度减少了30℅左右[1]。
5 结论
纳米Al2O3粉体与常规的相比，具有独特的物理和化学特性，是一种重要的陶瓷材料及催化剂载体，具有耐磨，耐腐蚀，耐高温等优异性能，纳米A1203粉体因其具有高强度、高硬度、绝缘性好等优异特性，是一种重要的功能材料。
除了对超细粒度、高纯度的不断追求外，纳米氧化铝粉体的研究还不断向功能化方向发展。
随着材料的制备和应用研究的不断深入，纳米氧化铝粉体材料将在各种领域发挥更大的作用。
当代制铝业是一高耗能产业，如何将低能耗的合成与制备方法应用于工业化大规模生产成了解决当前能源紧张和环境污染问题研究
方向。
参考文献
[1]何克澜，林健，覃爽。
纳米氧化铝的制备与应用进展[J].玻璃与搪瓷，2006,34(5):48-52
[2] 景晓燕，于学清，张密林。
纳米γ-Al2O3粉体的制备研究[J].应用科技，2004,31(9):56-58
[3]连加松，杨辉，李冬云。
纳米氧化铝粉体的绿色合成[J].稀有金属材料与工程,2008,
37(增刊2):336
[4] 宗志强。
有序介孔氧化铝的制备及应用研究[D].东北大学硕士学位论文，2007.。