[科普中国]-铝酸盐

简介

含铝酸根的盐类。铝酸盐溶液中含有的离子为[Al（OH）4]-、[Al（OH）4（H2O）2]-、[Al（OH）6]3-。但也常见AlO2-的写法。碱金属铝酸盐都可溶于水，由于铝酸是弱酸，碱金属铝酸盐的水溶液呈强碱性。

铝酸盐可由氢氧化铝与碱溶液作用制得。

天然的二价金属无水铝酸盐称尖晶石[M（AlO2）2]。如铍的尖晶石[Be（AlO2）2]称金绿宝石，用作装饰品。钙的铝酸盐是水泥的主要成分。

铝酸盐材料市场需求稀土铝酸盐发光材料广泛应用于安全指示牌、广告牌等处。另外在塑料、油墨、涂料、纤维等方面也有广泛的用处。发光材料很大比例都应用在标牌处，主要是由于发光材料的优异长余辉、高发光强度等性能。但铝酸盐仍然有两个主要缺点制约着铝酸盐发光材料的应用：

（1）工业生产成熟的铝酸盐发光材料的单一，除了黄绿色和蓝色其他各种颜色的发光材料还处在研究之中；

（2）铝酸盐发光材料遇水或是在潮湿的空气中都很容易发生水解反应，大大影响发光材料的发光性能，甚至失去蓄光性。

这是因为铝酸盐遇水会发生水解反应，水解导致体系的pH值升高。碱性环境中，会产生氢氧化铝沉淀，从而破坏了材料的晶体结构。由于发光材料的耐水性能低，所以很大程度上限制了发光材料的应用。

为了增加发光材料的应用范围，以及应用性能，改善其水解性能成为重要的研究课题。通常的方法是在铝酸盐发光材料粉体表面包覆有机物或无机物1。

铝酸盐水泥对陶瓷模具石膏性能的提高（1）铝酸盐水泥的加入减少了拌合水用量，对石膏凝结硬化具有一定的缓凝作用，一定程度上改善了浆体的工作性能。铝酸盐水泥对提高陶瓷模具石膏强度、耐水、耐腐蚀及耐磨性能效果显著，使石膏吸水性能略有下降，其最佳掺量为6%。

（2）铝酸盐水泥与石膏复合水化，生成细针状的钙矾石与针棒状二水石膏相互交织、搭接、穿插生长，提高了多孔网状结构的稳定性，同时水化生成的无定形铝胶紧密填充于晶体空隙内进一步改善了疏松的多孔结构，加之铝胶对石膏晶体的覆盖降低了石膏结晶接触点，使石膏结晶稳定性增加，显著改善了石膏模具强度、耐水、耐溶蚀及耐磨性能。

（3）密实的晶胶结构及稳定性水化产物共同增强了石膏的热稳定性能，使二水石膏向半水石膏及半水石膏向无水石膏转变的脱水温度分别提高10℃。

（4）复掺铝酸盐水泥导致针棒状二水石膏发生晶型转变为粒状、短柱状2。

不同气氛下铝酸盐的最佳焙烧温度在所有活性盐中，以BaO、CaO和Al2O3的摩尔比为4:1：1、5:32、6：1：2等制备的铝酸盐应用最为广泛，其中氧化钡为钡源，氧化铝是氧化钡的稳定剂，氧化钙的作用是改变铝酸盐的结构和发射物质的分散状态。不同配比的铝酸盐通过适当的制备工艺可以获得低熔点共晶体—铝酸钙钡盐，可以有效降低阴极的逸出功，在保证阴极良好发射性能的同时降低阴极的蒸发速率，因而得到了广泛的应用。研究显示：主相为Ba5CaAl4O12的铝酸钙钡盐具有浸渍温度低、激活时间短、蒸发小的特点，这也是衡量铝酸盐优劣的一个标准。

具有单一物相的铝酸盐可以更好地提高阴极的发射性能和使用寿命，但铝酸盐最终的物相组成受制备工艺影响较大。

（1）采用液相共沉淀法制备的铝酸盐前驱粉末为准球形，各组分分布均匀；

（2）采用H2气氛制备的铝酸盐焙烧后容易获得主相为Ba5CaAl4O12的铝酸盐；

（3）采用H2气氛制备的铝酸盐焙烧更加完全，用其制备的钡钨阴极脉冲发射电流密度（12.2A/cm2）最大，蒸发速率（1.09×10-8g/（cm2⋅s））最小3。