高純氧化鋁，作為一種新型高純材料，其作用日趨擴(kuò)大。高純氧化鋁呈白色微粉，粒度均勻，易于分散，化學(xué)性能也很穩(wěn)定，高溫收縮性能也適中，具有良好的燒結(jié)性能轉(zhuǎn)化率，是生產(chǎn)耐熱、耐磨、耐腐產(chǎn)品的基本原料。高純氧化鋁的用途還在于用于透光性氧化鋁燒結(jié)體、熒光體用載體、 特種氣體用添加劑等等許多方面，適用范圍可以說是十分的廣泛。
1藍(lán)寶石的應(yīng)用
藍(lán)寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al2O3)的單晶，又稱為剛玉。藍(lán)寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，已被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。
藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作 。藍(lán)寶石晶體具有獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能。
藍(lán)寶石晶體的主要用途：
①廣泛的應(yīng)用于紅外軍事裝置、衛(wèi)星空間技術(shù)、高強(qiáng)度激光的窗口材料 。成為實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體GaN/Al2O3發(fā)光二極管(LED)、大規(guī)模集成電路SOI和SOS及超導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)薄膜等最為理想的襯底材料。
②用于半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，如LED，LED是新一代光源，被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域。LED能使發(fā)光效率提高近10倍，壽命是傳統(tǒng)燈具的20倍以上，兼有綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在世界各個(gè)主要國家和地區(qū)紛紛制定LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，但目前能用于LED生產(chǎn)商品化的襯底只有兩種，即藍(lán)寶石和碳化硅襯底，而目前全球80%的LED企業(yè)商品化生產(chǎn)采用藍(lán)寶石做襯底，所以藍(lán)寶石擁有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
③用于民用航天、軍工等，如透波窗口、整流罩、光電窗口、護(hù)板、陀螺、耐磨軸承等部件。軍用光電設(shè)備， 如：光電吊艙 、光電跟蹤儀、紅外警戒系統(tǒng) 、潛艦光電桅桿等 。
4藍(lán)寶石晶體在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，如條碼掃描儀的掃描窗口，永不磨損型雷達(dá)表的表蒙，紡織工業(yè)的纖維導(dǎo)絲器，照相機(jī)外護(hù)鏡頭，耐磨軸承。
2從功能方面看，高純氧化鋁具有電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物、吸聲、熱學(xué)、力學(xué)等多種功能，主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：
①電基材料：集成電路基片、封裝、火花塞、Na-S電池固體電解質(zhì)。（用4N高純納米氧化鋁造粒粉，VK-L05C）
②光學(xué)功能：高壓鈉蒸氣燈發(fā)光管、激光器材料，傳感器。（用5N高純納米氧化鋁VK-L100G）
③化學(xué)功能：控制化學(xué)反應(yīng)，凈化排出氣體，催化劑載體、耐腐蝕材料、固酶載體。
④生物體功能：人工骨骼，人工牙根，（用5N高純納米氧化鋁VK-L100G）
⑤熱學(xué)功能：耐熱，隔熱結(jié)構(gòu)材料
⑥力學(xué)功能：研磨材料、切削材料，軸承、精密機(jī)械零部件。
高純納米氧化鋁精細(xì)陶瓷的應(yīng)用：以納米氧化鋁為主要原料制得的納米氧化鋁精細(xì)陶瓷，因具有多種功能，在高科技術(shù)領(lǐng)域及許多行業(yè)中已得到應(yīng)用：
1在電子工業(yè)中的應(yīng)用
（1）多芯片式封裝用陶瓷多層基板：封裝用的納米氧化鋁陶瓷多層基板的制造方法有厚膜印刷法、生坯疊片法、生坯印刷法、厚薄膜混合法等四種。
（2）高壓鈉燈發(fā)光管：由多晶不透明的高純納米氧化鋁（VK-L100G，99.999%）所形成的納米氧化鋁透明體，應(yīng)用于高壓鈉燈發(fā)光管，照明效率為水銀燈的兩倍，從而開拓了提高照明效率的新途徑。透明高純納米氧化鋁精細(xì)陶瓷不僅能透光，而且具有耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、高強(qiáng)度、介質(zhì)損耗小等性能，是一種優(yōu)良的光學(xué)陶瓷，還可作微波爐窗等。
（3）納米氧化鋁陶瓷傳感器：用高純納米氧化鋁（VK-L100G）陶瓷的晶粒、晶界、氣孔等結(jié)構(gòu)特征和特性作敏感元件，用于高溫和含腐蝕性氣體的環(huán)境中，使檢測(cè)、控制的信息準(zhǔn)確而迅速。從應(yīng)用的類型看，有溫度、氣體、溫度等傳感器。
2生物納米高純氧化鋁（VK-L100G）陶瓷
高純氧化鋁多晶作為生物功能材料并應(yīng)用于人體是1969年，高純氧化鋁精細(xì)陶瓷用于醫(yī)學(xué)工程的有單晶體和燒結(jié)的多晶體兩種?，F(xiàn)在，美國、西德、瑞士和荷蘭都在廣泛地使用多晶高純納米氧化鋁制作人造牙和人造骨，醫(yī)學(xué)用材料主要是高純納米氧化鋁，用于牙根、關(guān)節(jié)，納米氧化鋁精細(xì)陶瓷與人體組織液的接觸角是最接近人體牙的材料。迄今用于醫(yī)學(xué)工程中的生物陶瓷有20余種，高純納米氧化鋁是用得最多的一種。
3納米氧化鋁（VK-L05C）陶瓷刀具
納米氧化鋁的硬度（Hr）為2700~3000，楊氏模量（kg/mm2）35000~41000。導(dǎo)熱系數(shù)0.75~1.35×103J/m·h·℃，熱膨脹系數(shù)8.5×10-6/℃（室溫~1000℃）。人們?cè)诶眠@些特性的同時(shí)，又開發(fā)了Al2O3~TiO2，Al2O3-ZrO2系陶瓷，以改善納米氧化鋁陶瓷刀具的韌性和耐熱沖擊性，Al2O3的粒度組成在燒結(jié)過程中納米氧化鋁晶粒度的控制是決定刀具質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，若采用高溫等靜壓燒結(jié)（HIP），可使晶粒度為0.3~0.5微米。納米氧化鋁刀具的抗折強(qiáng)度可提高到900~1000MPa，適應(yīng)高速切削的需要。
以上可見，高純氧化鋁作為一種新型高純材料，在近年來發(fā)展尤為迅速，用途也更加廣泛。
1藍(lán)寶石的應(yīng)用
藍(lán)寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al2O3)的單晶，又稱為剛玉。藍(lán)寶石作為一種重要的技術(shù)晶體，已被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防與民用工業(yè)的許多領(lǐng)域。
藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、硬度大、耐沖刷，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作 。藍(lán)寶石晶體具有獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能。
藍(lán)寶石晶體的主要用途：
①廣泛的應(yīng)用于紅外軍事裝置、衛(wèi)星空間技術(shù)、高強(qiáng)度激光的窗口材料 。成為實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體GaN/Al2O3發(fā)光二極管(LED)、大規(guī)模集成電路SOI和SOS及超導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)薄膜等最為理想的襯底材料。
②用于半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，如LED，LED是新一代光源，被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域。LED能使發(fā)光效率提高近10倍，壽命是傳統(tǒng)燈具的20倍以上，兼有綠色、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在世界各個(gè)主要國家和地區(qū)紛紛制定LED技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，但目前能用于LED生產(chǎn)商品化的襯底只有兩種，即藍(lán)寶石和碳化硅襯底，而目前全球80%的LED企業(yè)商品化生產(chǎn)采用藍(lán)寶石做襯底，所以藍(lán)寶石擁有巨大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
③用于民用航天、軍工等，如透波窗口、整流罩、光電窗口、護(hù)板、陀螺、耐磨軸承等部件。軍用光電設(shè)備， 如：光電吊艙 、光電跟蹤儀、紅外警戒系統(tǒng) 、潛艦光電桅桿等 。
4藍(lán)寶石晶體在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，如條碼掃描儀的掃描窗口，永不磨損型雷達(dá)表的表蒙，紡織工業(yè)的纖維導(dǎo)絲器，照相機(jī)外護(hù)鏡頭，耐磨軸承。
2從功能方面看，高純氧化鋁具有電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物、吸聲、熱學(xué)、力學(xué)等多種功能，主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：
①電基材料：集成電路基片、封裝、火花塞、Na-S電池固體電解質(zhì)。（用4N高純納米氧化鋁造粒粉，VK-L05C）
②光學(xué)功能：高壓鈉蒸氣燈發(fā)光管、激光器材料，傳感器。（用5N高純納米氧化鋁VK-L100G）
③化學(xué)功能：控制化學(xué)反應(yīng)，凈化排出氣體，催化劑載體、耐腐蝕材料、固酶載體。
④生物體功能：人工骨骼，人工牙根，（用5N高純納米氧化鋁VK-L100G）
⑤熱學(xué)功能：耐熱，隔熱結(jié)構(gòu)材料
⑥力學(xué)功能：研磨材料、切削材料，軸承、精密機(jī)械零部件。
高純納米氧化鋁精細(xì)陶瓷的應(yīng)用：以納米氧化鋁為主要原料制得的納米氧化鋁精細(xì)陶瓷，因具有多種功能，在高科技術(shù)領(lǐng)域及許多行業(yè)中已得到應(yīng)用：
1在電子工業(yè)中的應(yīng)用
（1）多芯片式封裝用陶瓷多層基板：封裝用的納米氧化鋁陶瓷多層基板的制造方法有厚膜印刷法、生坯疊片法、生坯印刷法、厚薄膜混合法等四種。
（2）高壓鈉燈發(fā)光管：由多晶不透明的高純納米氧化鋁（VK-L100G，99.999%）所形成的納米氧化鋁透明體，應(yīng)用于高壓鈉燈發(fā)光管，照明效率為水銀燈的兩倍，從而開拓了提高照明效率的新途徑。透明高純納米氧化鋁精細(xì)陶瓷不僅能透光，而且具有耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、高強(qiáng)度、介質(zhì)損耗小等性能，是一種優(yōu)良的光學(xué)陶瓷，還可作微波爐窗等。
（3）納米氧化鋁陶瓷傳感器：用高純納米氧化鋁（VK-L100G）陶瓷的晶粒、晶界、氣孔等結(jié)構(gòu)特征和特性作敏感元件，用于高溫和含腐蝕性氣體的環(huán)境中，使檢測(cè)、控制的信息準(zhǔn)確而迅速。從應(yīng)用的類型看，有溫度、氣體、溫度等傳感器。
2生物納米高純氧化鋁（VK-L100G）陶瓷
高純氧化鋁多晶作為生物功能材料并應(yīng)用于人體是1969年，高純氧化鋁精細(xì)陶瓷用于醫(yī)學(xué)工程的有單晶體和燒結(jié)的多晶體兩種?，F(xiàn)在，美國、西德、瑞士和荷蘭都在廣泛地使用多晶高純納米氧化鋁制作人造牙和人造骨，醫(yī)學(xué)用材料主要是高純納米氧化鋁，用于牙根、關(guān)節(jié)，納米氧化鋁精細(xì)陶瓷與人體組織液的接觸角是最接近人體牙的材料。迄今用于醫(yī)學(xué)工程中的生物陶瓷有20余種，高純納米氧化鋁是用得最多的一種。
3納米氧化鋁（VK-L05C）陶瓷刀具
納米氧化鋁的硬度（Hr）為2700~3000，楊氏模量（kg/mm2）35000~41000。導(dǎo)熱系數(shù)0.75~1.35×103J/m·h·℃，熱膨脹系數(shù)8.5×10-6/℃（室溫~1000℃）。人們?cè)诶眠@些特性的同時(shí)，又開發(fā)了Al2O3~TiO2，Al2O3-ZrO2系陶瓷，以改善納米氧化鋁陶瓷刀具的韌性和耐熱沖擊性，Al2O3的粒度組成在燒結(jié)過程中納米氧化鋁晶粒度的控制是決定刀具質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，若采用高溫等靜壓燒結(jié)（HIP），可使晶粒度為0.3~0.5微米。納米氧化鋁刀具的抗折強(qiáng)度可提高到900~1000MPa，適應(yīng)高速切削的需要。
以上可見，高純氧化鋁作為一種新型高純材料，在近年來發(fā)展尤為迅速，用途也更加廣泛。
