本发明属于粉末粒径和形貌控制技术领域，具体的涉及一种片状氧化铝晶体的制备方法。
背景技术：
α-al2o3作为高温稳定相，由于其特殊的化学与物理性质，如较高的机械性能、良好的耐磨性、较低的电导率、良好的耐高温性能和耐腐蚀性，使其在较多方面有着重要的应用。除此之外，铝作为地壳中含量最丰富的金属元素，价格便宜且资源丰富。片状氧化铝作为一种特殊形貌的氧化铝，不仅具有α-al2o3的物理与化学性质，而且具有特殊的二维结构。因此片状氧化铝被广泛应用于珠光颜料、漆料、磨料等方面。
目前制备片状氧化铝的方法主要是通过高温煅烧促进其相转变与成型。季洪海、王少军、凌凤香等申请的（cn201910319361.5）一种片状氧化铝的制备方法中，采用γ-al2o3与月桂酸和碳酸氢铵水溶液混合均匀后，干燥后，进行煅烧处理得到片状氧化铝。该方法较为简单，但是制备得到的产品粒径较小。熔盐法作为一种较为简单的制备方法，主要通过将原料与熔盐混合进行煅烧处理，期间可以通过加入添加剂来控制形貌。chenh,wuq,yangt,etal.theinfluenceofdifferenttitaniumsourcesonflakyα-al2o3preparedbymoltensaltsynthesis[j].ceramicsinternational,2015,41(9):12288-12294.”中就利用熔盐法制备了了片状氧化铝，文中通过添加了ti添加剂来作为形貌控制剂，获得了六角片状氧化铝，粒径约为9μm。张集发，程小苏申请的（cn201510468575.0）一种粒径大小可控的片状α-al2o3粉体及其制备方法中，通过将可溶性铝盐、不稳定性氧化铝、可溶性盐与晶种混合后进行煅烧处理，制备得到片状氧化铝，晶体粒径较小，约为4μm。为了控制晶体形貌，在混料过程通常引入添加剂来控制晶体形貌，或者通过控制前驱体的形貌来控制最终产品的形貌。目前制备片状氧化铝存在的主要问题在于粒径尺寸较小。
技术实现要素：
片状氧化铝制备过程中前驱体的晶粒尺寸会对最终的产品粒径会有一定的影响，本发明通过控制前驱体的形貌来控制最终产品的形貌，并制备较大粒径的前驱体来提高产品的粒径。本发明在一定条件下制备了片状氢氧化铝，并利用片状氢氧化铝煅烧制备片状氧化铝。提供了一种较为简单的片状α-al2o3的制备方法，通过改性后得到的片状氢氧化铝与熔盐煅烧，过程并未添加其他添加剂，制备粒径为10-15μm的片状氧化铝。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
1、片状氢氧化铝的制备
步骤一、将氢氧化铝原料与碱液混合，控制苛性比为1:4-1:6以制备澄清的偏铝酸钠溶液；
步骤二、将20%-50%的酸溶液滴加至步骤一中制备的偏铝酸钠溶液中并控制ph为3-5，得到白色沉淀；
步骤三、将步骤二所得的白色沉淀在50-70oc陈化4-6h后，过滤，蒸馏水冲洗5次去除可溶性盐得到片状氢氧化铝。
2、片状氧化铝的合成
步骤一、将得到的片状氢氧化铝与熔盐以1:4-1:6的比例进行混合，并进行球磨2-5h混料；
步骤二、将混合物料进行900-1100oc煅烧处理2-5h，升温速率为5oc/min；
步骤三、将高温煅烧处理后的结块的样品，破碎、水洗去除可溶性盐，在滴加氯化钡不产生白色沉淀时停止洗涤，干燥得到片状氧化铝；
有益效果：
1、本发明所述的一种片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，所制备的片状氧化铝粒径在10μm，厚度约为0.5μm，径厚比约为20；
2、本发明所述的一种片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，所用设备简单、故障容易排除、减少设备投资；
3、本发明所述的一种片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，工艺流程简单，生产成本低，原子利用率高，煅烧过程中并未加入添加剂，仅有原料与熔盐的混合物料，并且后处理的熔盐可以继续回收利用。
附图说明
图1为实施例3中原料氢氧化铝的扫描电镜图。
图2为实施例3中制备得到的片状氢氧化铝的扫描电镜图。
图3为实施例3中制备得到的片状氧化铝的xrd衍射图谱。
图4为实施例3中制备得到的片状氧化铝的扫描电镜图。
图5为实施例3中制备得到的片状氧化铝横截面的扫描电镜图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施方式作进一步地详细描述。
通过下列仪器和方法对本发明的对比例和实施例1-7的片状氢氧化铝及片状氧化铝进行检测：x射线粉末衍射仪（xrd，d8focus）分析片状氧化铝的物相；场发射扫描电镜（sem，feiquantafeg250）对片状氢氧化铝和片状氧化铝进行形貌表征；通过nanomeasured1.2粒径统计分析软件对片状氧化铝进行粒度统计。
实施例1
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加20%的硝酸溶液至ph为3，60℃陈化4h后过滤、洗涤、干燥得到片状氢氧化铝。
将制备2g的片状氢氧化铝与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1100oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，得到片状氧化铝产品。经过扫描电镜表征后，采用nanomeasure1.2取图中200个样本统计片状氧化铝的粒径，平均粒径约为7μm，厚度约为500nm。
实施例2
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加30%的硝酸溶液至ph为3，60℃陈化4h后过滤、洗涤、干燥得到片状氢氧化铝。
将制备2g的片状氢氧化铝与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1100oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，得到片状氧化铝产品。经过扫描电镜表征后，采用nanomeasure1.2取图中200个样本统计片状氧化铝的粒径，平均粒径约为8μm，厚度约为500nm。
实施例3
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加40%的硝酸溶液至ph为3，60℃陈化4h后过滤、洗涤、干燥得到片状氢氧化铝。
将制备2g的片状氢氧化铝与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1100oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，得到片状氧化铝产品。经过扫描电镜表征后，采用nanomeasure1.2取图中200个样本统计片状氧化铝的粒径，平均粒径约为10μm，厚度约为500nm。
实施例4
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加40%的硝酸溶液至ph为3，60℃陈化4h后过滤、洗涤、干燥得到片状氢氧化铝。
将制备2g的片状氢氧化铝与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1100oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，干燥收集产品，经过表征发现此过程并未得到片状的氧化铝产品。
实施例5
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加40%的硝酸溶液至ph为3，60℃陈化4h后过滤、洗涤、干燥得到片状氢氧化铝。
将制备的2g片状氢氧化铝与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1000oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，干燥收集产品，经过表征发现此过程得到的产品晶体生长并不完全，形状并不规则。
实施例6
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加40%的硝酸溶液至ph为5，60℃陈化4h后过滤、洗涤、干燥得到片状氢氧化铝，但是片状氢氧化铝的产率较低。
实施例7
在含有40ml的去离子水中，溶解20gnaoh获得均匀的溶液。在温度100℃搅拌的同时，将7.8g氢氧化铝原料溶解于碱液中，获得澄清溶液。然后在100℃搅拌2小时后，滴加40%的盐酸溶液至ph为3，60℃陈化4h后，洗涤、干燥得到片状氢氧化铝。
将制备的2g片状氢氧化铝与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1000oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，干燥得到片状氧化铝产品，经过扫描电镜表征后，采用nanomeasure1.2取图中200个样本统计片状氧化铝的粒径，平均粒径约为7μm，厚度约为800nm。
对比例
将2g购买的氢氧化铝原料与4.26g硫酸钠和3.5g硫酸钾混合，混料方式采用球磨2h，将得到的样品以5oc/min的升温速率升温至1000oc，保温2h后，自然降温，用蒸馏水多次洗涤，洗涤至滴加氯化钡溶液不产生白色沉淀，干燥得到片状氧化铝产品，经过扫描电镜表征后，采用nanomeasure1.2取图中200个样本统计片状氧化铝的粒径，平均粒径约为5μm，厚度约为1μm。
1.一种利用片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，包括以下步骤：
步骤一、将氢氧化铝原料与碱液混合以制备澄清的偏铝酸钠溶液，控制苛性比为1:4-1:6；
步骤二、将一定浓度的酸溶液滴加至步骤一中制备的偏铝酸钠溶液中，并控制滴加终点ph为3-5得到白色沉淀；
步骤三、将步骤二所得的白色沉淀于50-70℃条件下陈化4-6小时后，过滤并洗涤去除可溶性盐得到片状氢氧化铝；
步骤四、将步骤三得到的片状氢氧化铝与一定量的熔盐进行球磨2-5h混料；
步骤五、将步骤四得到的混合物料在800oc-1300oc进行高温煅烧处理2-5h后，用水作为溶剂洗脱熔盐，过滤，干燥得到片状氧化铝。
2.根据权利要求1所述的一种利用片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，其特征在于：所述步骤一中的碱液溶质为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种，其苛性比为1:4-1:6。
3.根据权利要求1所述的一种利用片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，其特征在于：所述步骤二中的酸为硝酸、盐酸、硫酸中的一种或多种，浓度为20%-50%，滴加的终点ph为3-5。
4.根据权利要求1所述的一种利用片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，其特征在于：所述步骤三中陈化温度为50-70℃，陈化时间为4-6h。
5.根据权利要求1所述的一种利用片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，其特征在于：所述步骤四中的熔盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾中的一种或多种，氢氧化铝与熔盐的摩尔比为1:1-1:4，混料方式采用球磨1-4h。
6.根据权利要求1所述的一种利用片状氢氧化铝制备片状氧化铝的方法，其特征在于：所述步骤五中的煅烧温度为900oc-1300oc，煅烧时间为2-5h。
技术总结