納米球形氧化鋁由十表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)的具有良好的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)以及化學(xué)方面的性質(zhì)。氧化鋁有很多晶型，目前發(fā)現(xiàn)的在十二種以上，其中常見(jiàn)的有α、γ、η、θ、β、δ等，除β一A1203是含鈉離子的Na20.11A1203以外，其他幾種都是A1203的變體。其中主要的、也是在實(shí)際工業(yè)中得到重要應(yīng)用的是α-A12O3、 β-A12O3和γ- A12O3三種晶型，最穩(wěn)定的是α-A12O3，其他均為不穩(wěn)定的過(guò)渡晶型，在高溫下可以轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;相。
       幾種常見(jiàn)的球形氧化鋁的晶型及應(yīng)用
       1、γ-Al2O3
       γ-Al2O3是最常見(jiàn)的過(guò)渡型氧化鋁，屬于尖晶石結(jié)構(gòu)，在自然界中并不存在。 γ-Al2O3制備工藝簡(jiǎn)單，一般在低溫下（500~700°C范圍內(nèi)）可以形成。γ相粒子的粒徑很小，多數(shù)在5~10nm，擁有巨大的比表面積，可以達(dá)到1000m2/g以上。γ相粒子最主要的用途就是作為催化劑的載體，用于石油化工和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。但是當(dāng)含水量過(guò)高或者溫度過(guò)高時(shí)，γ相粒子就會(huì)長(zhǎng)大、燒結(jié)，也可能向穩(wěn)定的α相轉(zhuǎn)變，從而失去其巨大的比表面積，導(dǎo)致催化劑的實(shí)效。因此，增加γ相在高溫條件下的穩(wěn)定性很關(guān)鍵。目前多采用在γ相中添加稀土元素等少量物質(zhì)來(lái)改善其表面能，從而有效地抑制了γ-Al2O3相變和燒結(jié)的發(fā)生，提高了比表面的穩(wěn)定性。
       2、β-Al2O3
       β-Al2O3 是一種含量很高的多鋁酸鹽礦物，它不是一種純的球形氧化鋁，化學(xué)組成可以近似的用RO . 6Al2O3 和R2O.11 Al2O3 來(lái)表示(RO是堿土金屬氧化物，R2O是堿金屬氧化物)，是由堿金屬或者堿土金屬離子[Na0]-層[Al11O12]+類型的尖晶石單元交疊堆積而成，氧離子排列成立方堆積，鈉離子則完全包含在垂直于C軸松散堆積的[Na0]-層平面內(nèi)，并且可以很快擴(kuò)散。在適當(dāng)?shù)臈l件下，它具有很高的離子電導(dǎo)，當(dāng)在300℃時(shí)，鈉離子的擴(kuò)散系數(shù)可以達(dá)到1 *10-125px2/s，而電導(dǎo)率達(dá)到3*10-3S/m。利用上述電導(dǎo)性質(zhì)，可以用來(lái)制作鈉硫電池和鈉澳電池的隔膜材料，廣泛地應(yīng)用于電子手表、電子照相機(jī)、聽(tīng)診器和心臟起博器中。
       3、α-Al2O3
       α-Al2O3俗稱剛玉((Corundum)，是所有Al2O3晶型中使用最多的一種，由于它具有較高的熔點(diǎn)(可達(dá)2050°C )、以及優(yōu)良的耐熱性、耐腐蝕性和耐磨性，所以被廣泛的應(yīng)用在結(jié)構(gòu)與功能陶瓷中，用在集成電路的基板、高硬材料、耐磨材料、耐火材料等領(lǐng)域。
       氧化鋁陶瓷由于其優(yōu)越的高溫強(qiáng)度、穩(wěn)定的化學(xué)性能、良好的耐磨性，可以承受金屬材料和高分子材料難以勝任的嚴(yán)酷的工作環(huán)境，已經(jīng)成為先進(jìn)結(jié)構(gòu)的首選材料之一。
       納米氧化鋁可以進(jìn)一步的提高陶瓷的性能，它在下文所述領(lǐng)域中均有廣泛的應(yīng)用:
       1、陶瓷添加劑： 加入一定的納米級(jí)球形氧化鋁粉末，可以有效的解決陶瓷由于低溫脆性而應(yīng)用范圍窄的缺點(diǎn)，由此可以制成低溫塑性球形氧化鋁陶瓷;在常規(guī)陶瓷中添加5.0%的納米級(jí)氧化鋁粉體可以有效的增加陶瓷的韌性，并且降低陶瓷的燒結(jié)溫度。
       2、復(fù)合材料： 納米級(jí)氧化鋁粉體不僅可以用于合成新型的具有特殊性能的復(fù)合陶瓷材料以及鋁合金納米球形氧化鋁復(fù)合材料一，還可以用來(lái)制造人工牙齒和骨骼。
       3、彌散強(qiáng)化材料： 氧化鋁常常被用作結(jié)構(gòu)材料的彌散相，來(lái)增強(qiáng)基體材料的強(qiáng)度。材料的屈服應(yīng)力與彌散粒子的間距成反比，即粒子間距越小，屈服強(qiáng)度越大。當(dāng)彌散相的含量一定時(shí)，粒子越小，粒子間距也就越小，對(duì)材料屈服強(qiáng)度的提高也就越有利。把超細(xì)氧化鋁分散在金屬中，可以提高金屬的強(qiáng)度;鑄造時(shí)將納米球形氧化鋁粉體作為變質(zhì)形核(粉體本身無(wú)強(qiáng)化相)，耐磨性則可以提高數(shù)倍。
       4、表面防護(hù)涂層： 納米氧化鋁粒子可以制成一種透明涂料，將其噴涂在玻璃、塑料、金屬、漆器甚至是磨光的大理石上，可以極大的提高表面的硬度、耐腐蝕性、耐磨性和防火性。因此可用于機(jī)械、刀具以及化工管道等表面防護(hù)。
       5、光學(xué)材料： 納米級(jí)氧化鋁粉末對(duì)250nm以下的紫外光有很強(qiáng)的吸收能力，如果把幾個(gè)納米的氧化鋁粉摻雜到稀土熒光粉中，可以利用納米紫外吸收的藍(lán)移現(xiàn)象來(lái)吸收掉有害的紫外光，而且還不會(huì)降低熒光粉的發(fā)光效率。納米氧化鋁可燒結(jié)成透明陶瓷作為高壓鈉燈管的材可以和稀土熒光粉復(fù)合作為口光燈管的發(fā)光材料，不僅降低成本而且延長(zhǎng)壽是未來(lái)制造口光燈管的主要熒光材料。
       6、半導(dǎo)體材料： 納米級(jí)球形氧化鋁對(duì)濕度極為敏感，在濕度傳感器上有著極高的應(yīng)用價(jià)值，此外還可以廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路的襯底材料。
       7、催化劑及其載體： 納米氧化鋁粉體的比表面積大，顆粒表面有著極其豐富的失配鍵和欠氧鍵，在壓成薄片時(shí)會(huì)含豐富的孔洞，孔洞率達(dá)30-40%，可制成多孔薄膜過(guò)濾器，以此制成的催化劑及催化劑載體的性能比目前使用的同類產(chǎn)品的性能要優(yōu)越數(shù)倍以上。
       納米球形氧化鋁被廣泛用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(輕工、化工、建材等)以及新材料、微電子、宇航工業(yè)等高科技領(lǐng)域，其應(yīng)用前景十分廣闊。 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)超細(xì)球形氧化鋁的需求量年增長(zhǎng)率不斷增高。因此，進(jìn)一步探索制備超細(xì)球形氧化鋁粉體的新方法，有非常重要的意義。