為了“改造”聚合物的各項功能性質，往里加入填料已是一種極為常見的處理方法，但具體加什么，則要視情況而定。

填料從形態上主要分為不規則顆粒、類球形、球形、片狀、纖維狀等，不同的結構特性帶來的影響也不一樣。其中片狀填料是目前聚合物基復合材料研究中廣受關注的種類之一，若再將材質限定為氧化鋁，則能兼具良好的綜合性能及形貌帶來的優勢于一身，如熔點高、硬度大、機械強度高、耐磨性好、耐化學腐蝕、抗氧化和耐熱性好等。同時，較大徑厚比也有利于改善聚合物產品的剛性以及提高產品的彎曲強度。

片狀氧化鋁SEM圖

除此之外，片狀氧化鋁填料表面活性較高，易進行表面修飾從而與基體產生較好的界面結合，又不易團聚而可在聚合物基體中實現均勻分散，因此片狀氧化鋁在聚合物復合材料領域具有重要的應用價值。

片狀氧化鋁的制備

片狀氧化鋁的制備方法一般可歸結為固相合成法、液相合成法以及氣相合成法三種。常用的熔鹽法，液相間接法（如溶膠－凝膠法）和水熱（醇熱）法屬于液相合成法，機械法及高溫燒結則屬于固相合成法。

1.熔鹽法

熔鹽法采用一種或多種低熔點的水溶性無機鹽作為反應介質，與鋁源混合后，在高于熔鹽熔點的溫度下完成片狀氧化鋁的生長，最后洗去熔鹽即可制得片狀氧化鋁。該法反應時間短、反應溫度低，還可以通過添加磷、鈦等影響片晶的生長過程的添加劑，從而有效地控制晶粒的尺寸和形狀，合成具有特定形貌的粉體。

2.溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是通過水解縮合制得凝膠前驅體，從而合成片狀氧化鋁的方法。溶膠－凝膠反應在溶液中進行，因此在需要摻雜少量其它物質時可混合均勻，甚至達到分子水平混合。該方法與固相反應相比，具有合成溫度較低、組分之間的擴散達納米級別等優點。通過控制反應溶液的濃度以及之后的煅燒時間，可以得到各種尺寸的片狀氧化鋁，且所得尺寸分布較窄。

3.水熱法

水熱法是指以水為溶劑，在密封的壓力容器中，物質在高溫高壓的條件下進行成核、結晶，生成所需產物的一種方法。與其它方法相比，水熱法制備出的粉體晶粒發育完整，顆粒之間團聚少，可以得到理想的化學計量組成材料，而且無需燒結，可避免在燒結過程中晶粒異常長大及雜質容易混入等缺點。

4.高溫燒結法

高溫燒結法是將氧化鋁粉體在較高溫度下燒結得到片狀氧化鋁的方法。由于氧化鋁的熔點高達2300℃，可以加入添加劑降低燒結溫度，同時對氧化鋁的各向異性生長起到一定調控作用。

5.機械法

機械法是采用如球磨、振動磨、攪拌磨、膠體磨和超微氣流粉碎等方法，利用機械力使按一定配比的粉體混合并在長時間運轉過程中受研磨介質的反復沖撞。由于粉體承受沖擊、剪切、摩擦和壓縮等力的作用，經歷反復擠壓、冷焊及粉碎過程，成為彌散分布的超細粒子。片狀氧化鋁也可通過該方法制備。

6.涂膜法

涂膜法是利用前驅體配制成溶膠，將溶膠涂覆到具有光滑表面的基體上然后干燥、剝離所涂的膜，即得片狀粉體材料。其優點在于雜質少，各項技術指標在工藝上易于控制，而且易于從基底上剝落，同時，片狀粉體的表面光滑，可以作為產品直接使用。然而粉體機械強度不高，粒度分布范圍較寬，需要分級處理才能達到使用要求。

片狀氧化鋁的優勢

為了提高片狀氧化鋁與基體的界面作用，更好地發揮增強性能，片狀氧化鋁填料一般都需要經過表面修飾，可分為有機改性與無機改性。改性后的片狀氧化鋁在聚合物中無論是提高力學性能還是導熱性能都有相當不錯的表現，具體如下：

1.力學性能

力學性能是復合材料的重要性能之一。片狀填料的比表面積較大，應用于復合材料時可以與聚合物基體間形成較大的界面面積，為制備具有較好力學性能的復合材料提供基礎。而片狀氧化鋁本身具有良好的機械性能，具有較大的長徑比并且與基體接觸面積較大，因此理論上可以起到良好的增強作用。

但在實際設計復合材料時，也應考慮材料的結構，片狀氧化鋁與基體的界面作用，片狀氧化鋁在基體中的能否均勻分布等問題的影響，選擇合適的制備方法、合適的表面改性方法等，才能使片狀氧化鋁在聚合物復合材料中發揮良好的作用。

2.導熱性

氧化鋁具有較好的導熱性能，其導熱系數為38W/m·K，并且價格低廉，而聚合物的導熱系數通常較低（一般＜0.3W/m·K）。因此，氧化鋁可作為一種常用的導熱填料用于提高聚合物的熱導率。導熱機理一般為導熱通路理論，即填料的填充量在達到一定閾值后，復合材料內部形成導熱通路，而材料的熱導率取決于該導熱通路的完善程度，所以為了獲得較高的導熱系數，導熱填料的用量通常較大。

雖然目前用于提高聚合物導熱性的氧化鋁多為球形或不規則形狀，但片狀材料如石墨烯、六方氮化硼等在提高聚合物導熱率方面早有應用，因此具有相似形貌的片狀氧化鋁同樣可在聚合物基體中形成導熱通路，從而提高導熱性

資料來源：

片狀氧化鋁/聚合物復合材料的研究進展，姚慧超，彭懋。

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