在前幾天的發布的文章《大單晶氧化鋁vs球形氧化鋁：在導熱應用上有什么區別？》中，筆者對兩者的區別進行了對比。其中孫志昂老師重點提及了大單晶氧化鋁成本高、球形化困難等問題限制了它作為導熱填料的應用范圍。

今天我們將繼續探討大單晶氧化鋁的制備，看看這種明明潛力十足的導熱材料，為什么會去生產它的企業卻不多。

關鍵點有兩個：

1.大單晶生長難度大

上一篇文章有提到，單晶氧化鋁粉體是由氫氧化鋁或者工業氧化鋁添加特殊礦化劑，置于高溫爐中高溫煅燒相轉化，冷卻后球磨，達到一定粒度后經表面處理、水洗、分級烘干后得到的白色粉末結晶體。

不過，這種單晶生長其實是很難控制的，各向晶粒異常長大很常見，因此晶體越大越難做。“目前的話，大單晶氧化鋁要長到10μm很容易，但它在過去也是一個檻，主要原因是成品率較低”，孫志昂教授講道“作為發明人在90年代初期（鄭州輕金屬研究院特陶室）就研發出了10～15μm左右的單晶產品作為高壓開關填料用和單晶硅片拋光用，在當時是獨此一家。2003年在長興公司又研發出20μm的大單晶類球形產品，主要用于無機膜過濾陶瓷的支撐體及導熱材料。”

不過隨著制備工藝的進步，目前國內的大單晶氧化鋁品質已經有了長足的進步。比如說孫教授上面提到的長興公司的大單晶氧化鋁在零幾年時已經突破20μm大關，目前可以做到30~40μm，顆粒形態可做到類球形、柱狀、片狀，而且形貌規整、晶體大、成品率高。

柱狀和片狀大晶體α-氧化鋁

圖片來源：長興實業

既然如此，那為什么大單晶氧化鋁生產企業還是不多見呢？孫志昂教授解釋道，主要困難在成品率。像長興，以普通的一噸工業氧化鋁為原料，可以做到成品率在80%左右。其他公司雖然能生產出大晶體氧化鋁，但是成品率可能50%以下，這樣的經濟上就不合算了。

2.球形度很難滿足要求

再就是球形度，在上一篇文章中重點講到大單晶氧化鋁要做到高球形度是多么困難。目前長興的大單晶氧化鋁球形度可以做到85~88%，如果再經過顆粒整形，最終可以達到90%以上，但目前國內尚無可用的整形設備。而其他企業雖然也有能力生產大單晶氧化鋁，但由于成品球形度不高，片狀粉體比例大，因此在基體中的添加量就更小。

類球形氧化鋁SEM圖

圖片來源：長興實業

雖說如果有合適的表面活性劑的話，理論上確實是片狀、球狀、條狀、針狀等形態的導熱填料復配起來效果更好。但還是上一篇提到的問題，大單晶氧化鋁的級配要求很嚴格，需要進行大量的試驗，而目前相關技術并不成熟，不好把握。

不同形狀的填料配合堆積

另外，孫志昂教授還提到了一點。就是目前市面上出現了一種“新型”大單晶氧化鋁。若使用電鏡觀察，它與大單晶氧化鋁很像，也是類球形，單純只看外觀的話甚至比真正的大單晶氧化鋁球形度還好。但是經過詳細的物化分析，可以看出它實際是一種采用白剛玉加工修飾后生產的氧化鋁晶體，并不是由γ氧化鋁高溫煅燒生長出來的單晶。

理論上氧化鋁單晶生長一般是六方八面體，當然在工業生產過程中大多是不規則形狀，要做到類球形難度更高，目前長興公司20μm的大單晶氧化鋁產品球形度能做到85%-88%。

上述產品在導熱應用中的使用性能有無差異，歡迎導熱材料生產及應用廠家使用評價，并轉告小編。

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