淺談氧化鋁粒度檢測

 一、氧化鋁及其行業(yè)發(fā)展

    氧化鋁（Al2O3），工業(yè)Al2O3是由鋁礬土（Al2O3?3H2O）和硬水鋁石制備的，對于純度要求高的Al2O3，一般用化學(xué)方法制備。

    Al2O3有許多同質(zhì)異晶體，目前已知的有10多種，主要有3種晶型，即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3。其中結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)也不同，在1300℃以上的高溫時幾乎*轉(zhuǎn)化為α-Al2O3。

    數(shù)據(jù)顯示中國是zui大的氧化鋁生產(chǎn)國，2010年氧化鋁產(chǎn)量為5635.50萬噸，中國氧化鋁產(chǎn)量達(dá)2895.50萬噸，同比增長20.14%，占比重為51.38%。2010年中國氧化鋁表觀消費(fèi)量達(dá)到了3321萬噸，年增長率為14.05%，凈進(jìn)口426萬噸，鋁土礦進(jìn)口量達(dá)3019萬噸，對外依存度為39.71%，氧化鋁對外依存度達(dá)47.26%。

    目前我國氧化鋁企業(yè)達(dá)40多家，已建和在建產(chǎn)能達(dá)4350多萬噸/年，其中處理國內(nèi)鋁土礦的產(chǎn)能為3250萬噸/年。2010年全國氧化鋁產(chǎn)量2896萬噸，是世界*大氧化鋁生產(chǎn)國。隨著我國電解鋁、陶瓷、醫(yī)藥、電子、機(jī)械等行業(yè)的快速發(fā)展，市場對氧化鋁需求量仍有較大的增長空間，氧化鋁產(chǎn)量將會不斷增長。結(jié)合2005-2010年中國氧化鋁產(chǎn)量數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2011年中國氧化鋁產(chǎn)量將達(dá)到3300萬噸，增長率為14%，2012年將在2011年的基礎(chǔ)上繼續(xù)增長，產(chǎn)量將超過3800萬噸。 另外，鑒于中國的在建施工面積按年計(jì)持續(xù)大幅增長，且由于不斷推行城鎮(zhèn)化，未來鋁業(yè)前景非常樂觀。預(yù)計(jì)2011年中國氧化鋁需求同比增長15%至3819萬噸，2012年氧化鋁需求將達(dá)到4200萬噸，同比增長10%。

• 氧化鋁的主要用途

  1. 紅寶石、藍(lán)寶石的主成份皆為氧化鋁，因?yàn)槠渌s質(zhì)而呈現(xiàn)不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色，藍(lán)寶石則含有氧化鐵和氧化鈦而呈藍(lán)色。

　　2. 在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量zui高。工業(yè)上，鐵鋁氧石經(jīng)由Bayer process純化為氧化鋁，再由Hall-Heroult process轉(zhuǎn)變?yōu)殇X金屬。

　　3. 氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純凈的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續(xù)氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質(zhì)都能通過一種稱為陽極處理（陽極防腐）的處理過程得到加強(qiáng)。

　　4. 鋁為電和熱的良導(dǎo)體。氧化鋁的晶體形態(tài)因?yàn)橛捕雀?，適合用作研磨材料及切割工具。

　　5. 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。

　　6. 2004年8月，在美國3M公司任職的科學(xué)家開發(fā)出以鋁及稀土元素化合成的合金制造出稱為transparent alumina的強(qiáng)化玻璃。

  資料：剛玉粉硬度大可用作磨料，拋光粉，高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁，稱人造剛玉或人造寶石，可制機(jī)械軸承或鐘表中的鉆石。氧化鋁也用作高溫耐火材料，制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等，氧化鋁也是煉鋁的原料。煅燒氫氧化鋁可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有強(qiáng)吸附力和催化活性，可做吸附劑和催化劑。剛玉主要成分α-Al2O3。桶狀或錐狀的三方晶體。有玻璃光澤或金剛光澤。密度為3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔點(diǎn)2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和堿。耐高溫。無色透明者稱白玉，含微量三價鉻的顯紅色稱紅寶石；含二價鐵、三價鐵或四價鈦的顯藍(lán)色稱藍(lán)寶石；含少量四氧化三鐵的顯暗灰色、暗黑色稱剛玉粉?？捎米鼍軆x器的軸承，鐘表的鉆石、砂輪、拋光劑、耐火材料和電的絕緣體。色彩艷麗的可做裝飾用寶石。人造紅寶石單晶可制激光器的材料。除天然礦產(chǎn)外，可用氫氧焰熔化氫氧化鋁制取。

三、氧化鋁的粒度控制

    影響材料物理機(jī)械性能zui裉本的原因是氧化鋁的粒徑大小和粒度分布，粒度越細(xì)，材料的抗張強(qiáng)度和抗撕強(qiáng)度越好，氧化鋁粒度的大小也直接影響阻燃劑的阻燃性能，氧化鋁粒度與氧指數(shù)的關(guān)系。
　隨著氧化鋁粒度的減小，氧指數(shù)迅速上升，加入量降低了聚合物的加工性能和機(jī)械強(qiáng)度，隨著添加量的增加，斷裂伸長率等指標(biāo)急劇下降，所以片面追求粒度超細(xì)化也是不可取的，為了改善聚合物的加工性能、密度和zui終產(chǎn)品的使用性能，還應(yīng)注意顆粒的級配和控制顆粒的形狀，使其在zui大的填充量下粒度盡可能小。

• 圖像儀在氧化鋁粒度檢測中的應(yīng)用

Winner99c是用于顆粒大小分布與顆粒形貌分析的儀器。該儀器通過精心設(shè)計(jì)的光學(xué)顯微鏡和專業(yè)級的攝像頭獲取顆粒信息；使用計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)進(jìn)行分析處理，從而測定顆粒大小分布與顆粒形貌特征。本次實(shí)驗(yàn)使用的Winner 99c靜態(tài)顆粒圖像儀,其測試報(bào)告如下：