α-Al₂O₃陶瓷是氧化物陶瓷中的典型代表,具有耐高温、抗氧化、耐磨损、耐腐蚀、高强度、高硬度、高熔点等优异的性能,在工业、航空航天、电子、冶金、医学等领域的应用十分广泛,然而α-Al₂O₃陶瓷的脆性问题制约了其更为深入的发展。研究发现当陶瓷晶粒小到纳米尺度时,能展现出一定的超塑性,这为陶瓷材料脆性问题的解决提供了新的可能性。制备出细小、无团聚、颗粒尺寸分布窄的α-Al₂O₃纳米颗粒是制备高性能α-Al₂O₃纳米晶陶瓷的前提和关键。然而,研究发现当α-Al₂O₃纳米颗粒的尺寸小于15 nm时,α-Al₂O₃的自由能比γ-Al₂O₃的自由能高,此时Al₂O₃的热力学稳定相为γ-Al₂O₃。因此,通过煅烧前驱体的方式制备尺寸细小的α-Al₂O₃纳米颗粒,尤其是颗粒尺寸小于15 nm的α-Al₂O₃纳米颗粒难度较大。本课题组通过机械化学法制备得到的α-Al₂O₃纳米颗粒经酸洗腐蚀后,分散性良好,尺寸分布2-260nm,最后通过电解质聚沉分离法分离出细小分散的α-Al₂O₃纳米颗粒。但由于在分离过程中大尺寸纳米颗粒对小尺寸纳米颗粒的聚沉行为的影响,导致该方法分离出的纳米颗粒尺寸分布较宽。因此,为了避免在分离过程中大尺寸纳米颗粒对小尺寸纳米颗粒聚沉行为的影响,以达到缩小α-Al₂O₃纳米颗粒尺寸分布的目的,本文主要进行了以下两部分工作:（1）电解质分离顺序由低浓度向高浓度方向进行。这种分离顺序的优点在于,先加入的低浓度盐酸可优先分离出大尺寸纳米颗粒,从而降低大尺寸纳米颗粒对小尺寸纳米颗粒聚沉行为的影响,以此来达到缩小小尺寸纳米颗粒的尺寸分布的目的。不同盐酸浓度下得到的α-Al₂O₃纳米颗粒的平均颗粒尺寸及相应的尺寸分布如下:0.0 mol/L HCl,平均颗粒尺寸为79.0 nm,尺寸分布41-260 nm;0.2mol/L HCl,平均颗粒尺寸43.0 nm,尺寸分布13-82 nm;0.4 mol/L HCl,平均颗粒尺寸30.0 nm,尺寸分布10-57 nm;0.6 mol/L HCl,平均颗粒尺寸15.0 nm,尺寸分布7-25 nm;0.8 mol/L HCl,平均颗粒尺寸12.0 nm,尺寸分布6-21 nm;1.0mol/L HCl,平均颗粒尺寸10.0 nm,尺寸分布5-17 nm;1.2 mol/L HCl,平均颗粒尺寸9.0 nm,尺寸分布5-13 nm;1.4 mol/L HCl,平均颗粒尺寸8.0 nm,尺寸分布4-12 nm;1.6 mol/L HCl,平均颗粒尺寸7.2 nm,尺寸分布3-11 nm;1.8 mol/L HCl,平均颗粒尺寸5.2 nm,尺寸分布2-8 nm;2.0 mol/L HCl,平均颗粒尺寸3.5nm,尺寸分布2-6 nm;（2）选定中间分离浓度,将待分离的纳米颗粒分成尺寸大小不同的两部分,大尺寸部分纳米颗粒按由高浓度向低浓度顺序分离,小尺寸部分纳米颗粒按低浓度向高浓度顺序分离。这种分离顺序能够在确保小尺寸纳米颗粒的尺寸分布窄的前提下,尽可能的缩小大尺寸纳米颗粒的尺寸分布,从而使不同电解质浓度下分离得到的纳米颗粒尺寸分布更均匀。在不同盐酸浓度下得到的α-Al₂O₃纳米颗粒的平均颗粒尺寸及相应的尺寸分布如下:0.0 mol/L HCl,平均颗粒尺寸72.0 nm,尺寸分布15-190 nm;0.2 mol/L HCl,平均颗粒尺寸20.8 nm,尺寸分布8-43 nm;0.4 mol/L HCl,平均颗粒尺寸13.5 nm,尺寸分布7-27 nm;0.6 mol/L HCl,平均颗粒尺寸12.8 nm,尺寸分布6-22 nm;0.8 mol/L HCl,平均颗粒尺寸11.0 nm,尺寸分布6-20 nm;1.2 mol/L HCl,平均颗粒尺寸10.0 nm,尺寸分布6-16 nm;1.4 mol/L HCl,平均颗粒尺寸8.0 nm,尺寸分布4-13 nm;1.6 mol/L HCl,平均颗粒尺寸7.8 nm,尺寸分布4-12 nm;1.8 mol/L HCl,平均颗粒尺寸7.2 nm,尺寸分布4-10 nm;2.0 mol/L HCl,平均颗粒尺寸6.4 nm,尺寸分布3-10 nm;2.2 mol/L HCl,平均颗粒尺寸4.6 nm,尺寸分布2-7 nm;2.4 mol/L HCl,平均颗粒尺寸3.8nm,尺寸分布2-6 nm;上述两种分离方法中,分离顺序由低浓度向高浓度分离的方法能够窄化小尺寸纳米颗粒尺寸分布,选取中间浓度先将待分离的纳米颗粒分成尺寸大小不同的两部分,再以不同的分离顺序向两边分离这两部分颗粒的方法能够同时窄化大尺寸纳米颗粒和小尺寸纳米颗粒的尺寸分布。与由高浓度向低浓度方向分离的电解质聚沉分离法的结果相比较,本工作中采用的两种分离方法均能够达到窄化α-Al₂O₃纳米颗粒尺寸分布的目的。