試析氧化鋁粉粒度及粒度分布的工藝控制

摘 要：本文主要通過一次煅燒工藝與二次煅燒工藝的分析對比，脫水和轉向分離工藝的處理方式來制作一系列的樣本，從而嘗試尋找氧化鋁粉粒度與粒度分布的影響要素，從而總結出了含水率、煅燒制度和粉碎工序這三個影響因素。通過對上述實驗的研究，可以尋求處理工藝的新思路，從而尋找更加適合氧化鋁粉規模化生產的途徑與工藝手段，并改善氧化鋁粒度的分布，從而提高其工藝質量與生產程序效率。

關鍵詞：氧化鋁粉;粒度;粒度分布;工藝控制

一般情況下，前驅粉體的制備工藝是影響氧化鋁產品粒度分布的決定性因素之一。再有機醇鹽解法的反應實驗中可以看出前驅體對氫氧化鋁生產工序的影響，并且其均相沉淀也受到了融離子濃度的漲落而對粒度分布造成了變化。因此對于上述所描述的原因其表現出的性能缺陷，是目前粉體材料研究的一個難題。

1 實驗原料

本實驗所采用來所生產的氫氧化鋁粉，在潮濕狀態下經過低溫干燥處理并最后流化床粉碎而形成氫氧化鋁粉，鋁粉的粒度與粒度分布。

2 實驗方法

本實驗所采用的實驗辦法是通過氫氧化鋁粉的處理工藝入手，并且通過一次煅燒工藝以及二次煅燒工藝，再使粉碎工藝變成變量而觀察出整個氧化鋁粉粒度及粒度分布的問題，并提出解決的策略[1]。

本實驗所采用的隧道窯規格為145000mm/240mm/300mm，并在準備階段進行了熱處理，使其的升溫速率達到了5℃/min。本實驗所選用的儀器為北京海任羅佳儀器有限公司所產出的LS-POP激光粒度儀，并且對上述的樣品進行了粒度的實驗對比與分析，其方案具體見表格1所示。

3 實驗結果與分析

3.1 粒度控制分析

從上述所進行的實驗數據結果分析，通過工藝1與2所采取的樣品粒度均和初始原料的選擇沒有關系，在工藝2的D50通過了溫度處理再通過氣流磨粉碎則有著直接的關系，并且在工藝3中我們可以看到樣品粒度和原料D501的關系更為密切，這也就能夠證明熱力學動力學原理的正確性，但是其兩種粒度的具體數值仍有很大的差距。從XRD分析來看，應當使氧化鋁的過渡相態。具體的過程應當是保證熱處理條件一致，在這一條件下可以發生相變，因此氧化鋁的相變要比氫氧化鋁更早。從而得出結論，在保溫時間一致下，工藝2的團聚及晶粒長大幾率更高。另外值得一提的是，工藝3的粒度長大情況比較明顯，原料粒度增大將會促使粒度增大速率的下降，這從熱力學原理中可見一斑。

3.2 粒度分布控制分析

粉體粒度比值越大，那么也就證明粉體的分布越狹窄，因此其實用性也是更好的。從表3的實驗結果來看，工藝1的氧化鋁粒度分布比較差，其比值沒有超過0.4，而通過樣品3與樣品2的樣品其分布則更加優秀，并且比值超過了0.5，這一作用機理明顯是選擇同一種工藝所產生的，通過預處理后進行脫水和脫除結晶水，從而降低毛細管的吸附晶橋與氫鍵的作用，從而避免粉體顆粒發生團聚。而其他的試驗樣品在未經過粉碎處理的情況下，能夠增大粉體粒子間的距離，主要是其以自然堆積的形態進行坩堝，使粉體粒子距離變大，從而避免團聚，另外也可能是結晶水在煅燒中變化為水蒸氣，而氣相的發生則保證了粒子的分散性，從而也解釋了工藝2在高溫煅燒中仍然團聚的現象。

工藝3下的樣品粒度分布存在一定的不同，在3-4um下的D501原料的粒子分布程度是最好的，并且它的分布曲線峰值也更加尖銳。在2#-3-2與3#-3和4#-3這三個實驗中我們能發現其粒度分布的變化恰好相反，而發生這一現象的原因則可以歸結到原料選用上，其原料所用的質地比較細，造成相變時其細顆粒在達成晶核下出現了形核的變化，同時在保溫溫度與時間不足以制成的情況下，晶粒的成長不能消耗掉足夠的晶核，從而使樣品分布變差。而如果原料的粒度比較大的話，那么在相變情況下只有粒度非常小的細粉才能形成核，從而在晶體成長過程中而被消耗一空，導致細粉量較原料相比有很大的差距。

4 結束語

通過一次煅燒與二次煅燒工藝，轉相分離和脫水工藝進行處理，從而選區氧化鋁粒度與粒度分布最佳的工藝為脫水與轉相分離工藝，通過控制D501或D5011，并且采取恰當的煅燒制度能夠有效控制產品粒度。

參考文獻：

[1]羅祎格，胡繼林，羅金秋等.氧化鋁粉末的球磨工藝及其燒結性能研究[J].中國陶瓷，2017，67（02）：39-40.

作者簡介：于會杰（1988-），男，山東威海人，本科，助理工程師，研究方向：氧化鋁工藝。