日前，安邁鋁業（Almatis）針對一些新興市場對特種氧化鋁提出更嚴苛的純度要求，提出一種經濟的解決方案——即根據應用選擇性除雜，而安邁鋁業也以介電損耗為例，具體討論了該參數是受到特定雜質的顯著影響。

特種氧化鋁以其優異性能，結合拜耳法工業氧化鋁原料的低廉價格，成為最廣泛使用的精細化學品，且多數應用在99.6%-99.8%的純度都可勝任。但隨著5G和鋰離子電池等新興應用，以及半導體加工設備等現有應用的進步，對更高純度氧化鋁的需求最近不斷增加。但3N級以上純度的氧化鋁的生產往往需要以銨明礬、金屬鋁或鋁鹽為原材料進行成產，這帶來的成本上升以數量級為單位。安邁鋁業認為應當開發特別工藝，選擇性去除拜耳法工業氧化鋁的雜質，針對特定應用量身打造解決方案。

過去的研究報告了雜質和摻雜劑（如Na₂O、SiO₂、CaO和MgO）如何影響工業氧化鋁的燒結行為和微觀結構演變，但對于雜質如何影響氧化鋁性能的研究很少。安邁鋁業指出，介電損耗角正切對于半導體和5G應用而言非常重要，因此研究不同純度和雜質對其帶來的影響可指導生產。如表1顯示了五種氧化鋁粉體的總純度及其雜質濃度（MgO通常用作燒結助劑，因此刻意添加更多到樣品1中，不被視為雜質）。選擇五種粉末以覆蓋純度范圍為99.78-9.97%的范圍。表2是五種粉體的粒度和比表面參數。

如圖1所示，為了確定純度對燒結密度的影響，通過對粉末冷凍造粒，在90MPa下單軸擠壓冷凍造粒粉末并在1600℃下燒制1h來制備樣品。由純度為99.78%的粉末制成的樣品的平均密度為3.91g/cm³，而由純度為99.97%的粉末制備的樣品的均值密度為3,93 g/cm³（SD=0.01g/cm²）?？梢钥闯隹偧兌葘Υ颂幯芯康臉悠肺⒂^結構的影響很小。

圖二顯示了由表1和表2所述的五種氧化鋁粉末制備的樣品的介電損耗角正切?？梢钥闯觯殡姄p耗角正切隨著純度的增加而減??；還可以看出，介電損耗角正切并不完全取決于氧化鋁的整體純度，也就是說，介電損失角正切最低的不是最純凈的樣品（樣品3）這表明存在的雜質類型對介電損耗比雜質總量更重要。根據表1給出的數據，Na₂O和Li₂O對介電損耗角正切的影響比其他雜質更嚴重，而樣品1的Na₂O含量高達790ppm，圖二則進一步支持了Na₂O對介電損耗角正切有顯著影響的論點。更進一步，樣品1和2的SiO₂、CaO濃度表明它們也會導致更大的介電損耗。

本次研究案例表明，Na₂O、Li₂O、SiO₂、CaO是影響介電損耗角正切的主要因素，但如果要充分了解單個雜質的影響和不同雜質之間的交叉效應，以及它們如何在更寬的氧化鋁純度范圍內影響介電損耗，需要進行更詳細的研究。

編譯 YUXI

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