本發明提供一種制備含α?氧化鋁的氧化膜的方法，包括步驟：S1：通過陽極氧化在鋁或鋁合金表面制作陽極氧化膜；S2在已形成陽極氧化膜的鋁合金表面，采用溫度為1500℃以上的高能量密度熱源對陽極氧化膜進行焙燒，使陽極氧化膜中的氧化鋁發生α相變，形成含有α?氧化鋁的氧化膜；所述熱源優選乙炔?純氧火焰、等離子弧、激光或其組合。通過高溫、高能量密度的熱源對陽極氧化膜進行焙燒，可以使陽極氧化膜中的γ?氧化鋁、水合氧化鋁在高溫下轉化成α?氧化鋁。經過α相變的氧化膜具有多孔層結構，硬度達到1000HV以上，得到的氧化膜更加耐磨。同時，由于α?氧化鋁化學穩定性最好，因而提升了氧化膜的耐腐蝕性。本發明還提供一種含有α?氧化鋁的氧化膜的器皿。

技術領域

本發明涉及無機材料制造技術領域，具體地涉及一種制備含有α-氧化鋁的氧化膜的方法以及涉及一種包含由該方法制備得到的氧化膜的器皿。

背景技術

α-氧化鋁(α-Al₂O₃)具有很高的硬度，在工業上應用廣泛。工業上制作α-氧化鋁(剛玉)，一般采用拜耳法生產的普通氧化鋁通過焙燒得到。通常條件下，鋁合金通過陽極氧化處理，形成的是硬度較低的γ-氧化鋁(γ-Al₂O₃)、水合氧化鋁(AlOOH)、水合硫酸鋁(Al(OH)SO₄)組成的氧化膜。

鋁合金通過在高電壓高電流的條件下進行微弧氧化，也能通過微弧產生的高溫形成含有一定量的α-氧化鋁的氧化膜。但在微弧氧化過程中，往往需要使用很高的電壓(200～800V)且需要很高的電流密度(10～30A/dm²)才能形成含有α-氧化鋁的氧化膜層。高電壓和高電流產生的熱量絕大部分被工藝中使用的溶液吸收，導致能量利用效率很低，并且需要對溶液進行冷卻，導致消耗額外的電能。在現有技術中，鋁合金通過在高電壓高電流的條件下的微弧氧化需要很高的設備投入以及很高的制備成本，一直限制微弧氧化制備α-氧化鋁在工業上的應用。因此，有必要開發一種操作簡單、低成本的制備含有α-氧化鋁的氧化膜的工業化方法。

發明內容

本發明的一方面提供一種制備含有α-氧化鋁的氧化膜的方法，可以大大降低在鋁合金表面制備含有α-氧化鋁的氧化膜的成本。本發明的方法簡單易行，設備投入小，可以大規模的制備含有α-氧化鋁的氧化膜。

本發明的提供的制備α-氧化鋁的氧化膜的方法包括以下步驟：

S1：通過陽極氧化在鋁或鋁合金表面形成陽極氧化膜；

S2：采用溫度為1500℃以上、能量密度為10W/mm²以上的熱源對所述陽極氧化膜進行焙燒，使所述陽極氧化膜中的氧化鋁發生α相變，以形成含有α-氧化鋁的氧化膜。

其中，能量密度是指高溫熱源本身在其能量束(例如火焰、激光束等)單位面積上的輸出功率。在本申請中，高能量密度是指高溫熱源在其能量束單位面積上的輸出功率為10W/mm²以上。

在本發明所述方法的步驟S2中，所述熱源為可燃氣體燃燒火焰等離子弧、激光或其組合。