日前，安迈铝业（Almatis）针对一些新兴市场对特种氧化铝提出更严苛的纯度要求，提出一种经济的解决方案——即根据应用选择性除杂，而安迈铝业也以介电损耗为例，具体讨论了该参数是受到特定杂质的显著影响。

特种氧化铝以其优异性能，结合拜耳法工业氧化铝原料的低廉价格，成为最广泛使用的精细化学品，且多数应用在99.6%-99.8%的纯度都可胜任。但随着5G和锂离子电池等新兴应用，以及半导体加工设备等现有应用的进步，对更高纯度氧化铝的需求最近不断增加。但3N级以上纯度的氧化铝的生产往往需要以铵明矾、金属铝或铝盐为原材料进行成产，这带来的成本上升以数量级为单位。安迈铝业认为应当开发特别工艺，选择性去除拜耳法工业氧化铝的杂质，针对特定应用量身打造解决方案。

过去的研究报告了杂质和掺杂剂（如Na₂O、SiO₂、CaO和MgO）如何影响工业氧化铝的烧结行为和微观结构演变，但对于杂质如何影响氧化铝性能的研究很少。安迈铝业指出，介电损耗角正切对于半导体和5G应用而言非常重要，因此研究不同纯度和杂质对其带来的影响可指导生产。如表1显示了五种氧化铝粉体的总纯度及其杂质浓度（MgO通常用作烧结助剂，因此刻意添加更多到样品1中，不被视为杂质）。选择五种粉末以覆盖纯度范围为99.78-9.97%的范围。表2是五种粉体的粒度和比表面参数。

如图1所示，为了确定纯度对烧结密度的影响，通过对粉末冷冻造粒，在90MPa下单轴挤压冷冻造粒粉末并在1600℃下烧制1h来制备样品。由纯度为99.78%的粉末制成的样品的平均密度为3.91g/cm³，而由纯度为99.97%的粉末制备的样品的均值密度为3,93 g/cm³（SD=0.01g/cm²）。可以看出总纯度对此处研究的样品微观结构的影响很小。

图二显示了由表1和表2所述的五种氧化铝粉末制备的样品的介电损耗角正切。可以看出，介电损耗角正切随着纯度的增加而减小；还可以看出，介电损耗角正切并不完全取决于氧化铝的整体纯度，也就是说，介电损失角正切最低的不是最纯净的样品（样品3）这表明存在的杂质类型对介电损耗比杂质总量更重要。根据表1给出的数据，Na₂O和Li₂O对介电损耗角正切的影响比其他杂质更严重，而样品1的Na₂O含量高达790ppm，图二则进一步支持了Na₂O对介电损耗角正切有显著影响的论点。更进一步，样品1和2的SiO₂、CaO浓度表明它们也会导致更大的介电损耗。

本次研究案例表明，Na₂O、Li₂O、SiO₂、CaO是影响介电损耗角正切的主要因素，但如果要充分了解单个杂质的影响和不同杂质之间的交叉效应，以及它们如何在更宽的氧化铝纯度范围内影响介电损耗，需要进行更详细的研究。

编译 YUXI

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