吴宇峰，张铁军，张家萌，毕作振，雷 鸣，毕 科

(1.北京邮电大学理学院，北京 100876；2.陆军装备部驻上海地区航空军事代表室，上海 200233；3.山东中新铝基新材料有限公司，淄博 255000)

0 引 言

α-Al2O3具有许多优良性能，包括高熔点、高硬度、结构精确、高机械强度、绝缘、耐酸碱性等[1-2]。因此，α-Al2O3在耐火材料[3]、陶瓷材料[4]、研磨抛光材料[5]、化工材料[6]等领域都有着广泛应用；同时，由于其优良的电子和光学性能，也被用于制备结构电子和光学材料[7]；此外，α-Al2O3电导率低，绝缘性能和介电性能好，常用于集成电路板和YAG激光晶体[8]。

根据O2-的排列结构，可以将Al2O3的晶体结构分为面心立方(FCC)和六角密排(HCP)两类。根据Al3+晶格的不同也可以将Al2O3划分为不同的晶型。Al2O3的晶型有十几种，常见的晶型有α-、θ-、κ-、γ-、δ-和η-等。表1是常见晶型与晶体结构的对应关系[9-10]。其中，α-Al2O3是最稳定的相，具有较大的晶格能，它的晶体结构如图1(a)所示，对于α-Al2O3来说，O原子紧凑排列形成六角型，Al原子填充八面体空隙的三分之一，晶格常数a和c分别是0.475 9 nm和1.299 1 nm。在特定的温度和压力等条件下，除了α相之外，氧化铝的其他相都可以发生转变，成核和晶粒生长机理在其中起到关键作用。其他相之间的转变属于位移式相变，从其他相转变为α相则属于晶格重构，是一种不可逆相变[11]。工业上通常以Al(OH)3为原料制备α-Al2O3，在生成α-Al2O3过程中，粒子之间会发生一个脱羟基过程，如图1(b)所示。α-Al2O3微晶的生长过程可以看作是不同颗粒间羟基在高温下相互作用脱水的过程。随着温度的升高，氧离子空穴浓度也会增加，直到羟基完全脱除。……