为了“改造”聚合物的各项功能性质，往里加入填料已是一种极为常见的处理方法，但具体加什么，则要视情况而定。

填料从形态上主要分为不规则颗粒、类球形、球形、片状、纤维状等，不同的结构特性带来的影响也不一样。其中片状填料是目前聚合物基复合材料研究中广受关注的种类之一，若再将材质限定为氧化铝，则能兼具良好的综合性能及形貌带来的优势于一身，如熔点高、硬度大、机械强度高、耐磨性好、耐化学腐蚀、抗氧化和耐热性好等。同时，较大径厚比也有利于改善聚合物产品的刚性以及提高产品的弯曲强度。

片状氧化铝SEM图

除此之外，片状氧化铝填料表面活性较高，易进行表面修饰从而与基体产生较好的界面结合，又不易团聚而可在聚合物基体中实现均匀分散，因此片状氧化铝在聚合物复合材料领域具有重要的应用价值。

片状氧化铝的制备

片状氧化铝的制备方法一般可归结为固相合成法、液相合成法以及气相合成法三种。常用的熔盐法，液相间接法（如溶胶－凝胶法）和水热（醇热）法属于液相合成法，机械法及高温烧结则属于固相合成法。

1.熔盐法

熔盐法采用一种或多种低熔点的水溶性无机盐作为反应介质，与铝源混合后，在高于熔盐熔点的温度下完成片状氧化铝的生长，最后洗去熔盐即可制得片状氧化铝。该法反应时间短、反应温度低，还可以通过添加磷、钛等影响片晶的生长过程的添加剂，从而有效地控制晶粒的尺寸和形状，合成具有特定形貌的粉体。

2.溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是通过水解缩合制得凝胶前驱体，从而合成片状氧化铝的方法。溶胶－凝胶反应在溶液中进行，因此在需要掺杂少量其它物质时可混合均匀，甚至达到分子水平混合。该方法与固相反应相比，具有合成温度较低、组分之间的扩散达纳米级别等优点。通过控制反应溶液的浓度以及之后的煅烧时间，可以得到各种尺寸的片状氧化铝，且所得尺寸分布较窄。

3.水热法

水热法是指以水为溶剂，在密封的压力容器中，物质在高温高压的条件下进行成核、结晶，生成所需产物的一种方法。与其它方法相比，水热法制备出的粉体晶粒发育完整，颗粒之间团聚少，可以得到理想的化学计量组成材料，而且无需烧结，可避免在烧结过程中晶粒异常长大及杂质容易混入等缺点。

4.高温烧结法

高温烧结法是将氧化铝粉体在较高温度下烧结得到片状氧化铝的方法。由于氧化铝的熔点高达2300℃，可以加入添加剂降低烧结温度，同时对氧化铝的各向异性生长起到一定调控作用。

5.机械法

机械法是采用如球磨、振动磨、搅拌磨、胶体磨和超微气流粉碎等方法，利用机械力使按一定配比的粉体混合并在长时间运转过程中受研磨介质的反复冲撞。由于粉体承受冲击、剪切、摩擦和压缩等力的作用，经历反复挤压、冷焊及粉碎过程，成为弥散分布的超细粒子。片状氧化铝也可通过该方法制备。

6.涂膜法

涂膜法是利用前驱体配制成溶胶，将溶胶涂覆到具有光滑表面的基体上然后干燥、剥离所涂的膜，即得片状粉体材料。其优点在于杂质少，各项技术指标在工艺上易于控制，而且易于从基底上剥落，同时，片状粉体的表面光滑，可以作为产品直接使用。然而粉体机械强度不高，粒度分布范围较宽，需要分级处理才能达到使用要求。

片状氧化铝的优势

为了提高片状氧化铝与基体的界面作用，更好地发挥增强性能，片状氧化铝填料一般都需要经过表面修饰，可分为有机改性与无机改性。改性后的片状氧化铝在聚合物中无论是提高力学性能还是导热性能都有相当不错的表现，具体如下：

1.力学性能

力学性能是复合材料的重要性能之一。片状填料的比表面积较大，应用于复合材料时可以与聚合物基体间形成较大的界面面积，为制备具有较好力学性能的复合材料提供基础。而片状氧化铝本身具有良好的机械性能，具有较大的长径比并且与基体接触面积较大，因此理论上可以起到良好的增强作用。

但在实际设计复合材料时，也应考虑材料的结构，片状氧化铝与基体的界面作用，片状氧化铝在基体中的能否均匀分布等问题的影响，选择合适的制备方法、合适的表面改性方法等，才能使片状氧化铝在聚合物复合材料中发挥良好的作用。

2.导热性

氧化铝具有较好的导热性能，其导热系数为38W/m·K，并且价格低廉，而聚合物的导热系数通常较低（一般＜0.3W/m·K）。因此，氧化铝可作为一种常用的导热填料用于提高聚合物的热导率。导热机理一般为导热通路理论，即填料的填充量在达到一定阈值后，复合材料内部形成导热通路，而材料的热导率取决于该导热通路的完善程度，所以为了获得较高的导热系数，导热填料的用量通常较大。

虽然目前用于提高聚合物导热性的氧化铝多为球形或不规则形状，但片状材料如石墨烯、六方氮化硼等在提高聚合物导热率方面早有应用，因此具有相似形貌的片状氧化铝同样可在聚合物基体中形成导热通路，从而提高导热性

资料来源：

片状氧化铝/聚合物复合材料的研究进展，姚慧超，彭懋。

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