高純氧化鋁由于其良好的電學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)和光學(xué)性能,被廣泛用于制作集成電路基板、透明高壓鈉燈管、三基色熒光粉、功能單晶、精密儀表和航空功能器件。高純氧化鋁中雜質(zhì)元素的種類及含量直接影響其物理和化學(xué)性能，因此對(duì)高純氧化鋁中雜質(zhì)元素的定量分析十分重要。

應(yīng)用示例：高純氧化鋁作為一種重要的透明陶瓷材料,其用途之一就是制造高壓鈉燈管。高壓鈉燈是一種發(fā)光效率很高的電光源,在鈉蒸氣放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生1000℃以上的高溫，具有很強(qiáng)的腐蝕性，玻璃燈管根本沒法耐受，直到有了高純氧化鋁透明陶瓷，高壓鈉燈才得到實(shí)際應(yīng)用。

一、雜質(zhì)對(duì)氧化鋁的性能影響影響氧化鋁性能的雜質(zhì)元素有14-15種之多，常見而又特別有害的主要有4~5種，它們是Na2O、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等。下面將對(duì)部分雜質(zhì)元素及其對(duì)氧化鋁性能的影響做簡(jiǎn)單分析。1、雜質(zhì)Na2O的影響氧化鈉雜質(zhì)能顯著影響氧化鋁燒結(jié)瓷體的介質(zhì)損耗，氧化鈉含量的提高一般都要伴隨tgδ(tgδ為介質(zhì)損耗角的正切)值的顯著增大。氧化鈉對(duì)氧化鋁瓷體tgδ提高的有害影響與瓷體中高鋁酸鈉(Na2O·11Al2O3)的存在有關(guān)。Na2O·11Al2O3是Na2O在高溫(1400℃以上)鍛燒時(shí)與Al2O3反應(yīng)形成的，又稱β-Al2O3。除此之外，在鍛燒過程中，高鋁酸鈉還會(huì)影響Al2O3的轉(zhuǎn)化速度和轉(zhuǎn)化率，且使氧化鋁的晶粒變粗，比表面積減小，晶形也不規(guī)則。它的存在還損害陶瓷的電氣性能，降低耐火度。所以Na2O是一種危害較大的雜質(zhì)，應(yīng)盡可能除掉。

2、雜質(zhì)Fe2O3的影響氧化鐵對(duì)陶瓷的影響主要表現(xiàn)在以下方面：陶瓷的燒結(jié)溫度變窄；降低陶瓷的冷熱性能；降低陶瓷的電擊穿強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度；影響陶瓷的白度，還容易在陶瓷釉面上產(chǎn)生色斑。原料中的氧化鐵的含量雖然較低，但是在鍛燒生產(chǎn)過程中由于鐵制設(shè)備的磨損等進(jìn)入氧化鋁造成二次污染，使鐵含量超標(biāo)。所以在生產(chǎn)過程中必須進(jìn)行磁力除鐵，避免和消除生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的二次污染。

3、雜質(zhì)SiO2的影響在陶瓷中的SiO2將以莫來(lái)石（3Al2O3·2SiO2）次級(jí)晶相存在，如果SiO2增加，次晶相增多，主晶相α-Al2O3含量就會(huì)減少，將影響陶瓷的性能。我國(guó)的低鈉氧化鋁SiO2含量比國(guó)外的低鈉氧化鋁高2-3倍，并不是因?yàn)槲覈?guó)的原料含硅量太高。

雜質(zhì)SiO2增多的主要原因是有些工廠的環(huán)衛(wèi)生條件很差、生產(chǎn)管理不嚴(yán)、產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)淡薄,使塵土和窯爐耐火磚粉末混入,造成二次污染。

4、雜質(zhì)CaO和MgO的影響CaO和MgO在陶瓷中形成六鋁酸鈣CaO·Al2O3和尖晶石MgO·Al2O3次級(jí)晶相，如果CaO和MgO含量增多，主晶相α-Al2O3就會(huì)減少。所以西方和我國(guó)的軍用氧化鋁規(guī)定：Cao和Mgo含量之和不能超過0.05%。

二、氧化鋁雜質(zhì)元素常用檢測(cè)方法 1、原子吸收光譜法(AA)對(duì)氧化鋁化學(xué)元素的檢測(cè)方法中，原子吸收光譜法是基礎(chǔ)的檢測(cè)方式，在化學(xué)分析領(lǐng)域中，原子吸收光譜儀是一項(xiàng)非常重要的分析儀器，該方法的原理就是將待測(cè)的元素分離出來(lái)，對(duì)其基態(tài)的原子特性輻射線的吸收程度來(lái)進(jìn)行定量的分析，在進(jìn)行常量性分組檢測(cè)時(shí)，可以同時(shí)運(yùn)用微量的測(cè)定方式，用原子吸收光譜法能夠準(zhǔn)確測(cè)定出氧化鋁元素，性高，在標(biāo)準(zhǔn)系列GB／T6609中，不少的氧化物都采用該方式進(jìn)行檢測(cè)。

2、電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS) 電感耦合等離子質(zhì)譜法是指，把溶液的樣品通過霧化器的方式注入等離子體光源中，以高溫條件下進(jìn)行汽化，當(dāng)離子化的氣體被解離出來(lái)時(shí)，把離子的質(zhì)荷比進(jìn)行分離，通過對(duì)各項(xiàng)離子的譜峰強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行分析，電感耦合等離子質(zhì)譜法的檢測(cè)雖然比原子吸收光譜圖麻煩，但是靈敏度更高，檢測(cè)出來(lái)的可靠性也就越高。

3、電感耦合等離子體光譜法 電感耦合等離子光譜法，也即ICP-AES，多在對(duì)多元素進(jìn)行同步測(cè)定時(shí)使用。其特點(diǎn)是漸變高效、靈敏度高。在 SN/T 2081-2008以及 YS/T630-2007中對(duì)用此法檢驗(yàn)的相關(guān)元素及其氧化物都有相應(yīng)規(guī)定。

4、分光光度計(jì)法這種方法在檢測(cè)氧化鋁化學(xué)元素時(shí)使用頻率也相對(duì)較高，其作用原理是利用元素的吸光性能，通過分析計(jì)算由分光光度計(jì)產(chǎn)生的光線在透過氧化鋁時(shí)被吸收的程度從而推算出其化學(xué)元素成分的方法。此法既具有分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還相對(duì)穩(wěn)定和可靠。

5、火焰光度計(jì)法此法在操作中相對(duì)復(fù)雜，一半多用來(lái)檢測(cè)氧化鋁中氧化鈉和氧化鉀的含量。它是在將氧化鋁霧化后，經(jīng)火焰激發(fā)而產(chǎn)生不同的光線，通過火焰光度計(jì)對(duì)這些光線發(fā)射強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量繼而計(jì)算出相關(guān)元素的含量。

6、輝光放電質(zhì)譜法(GD-MS)輝光放電質(zhì)譜法是氧化鋁元素檢測(cè)方法中的方式，這種檢測(cè)方法就是以輝光放電源作為一項(xiàng)離子源，將其與質(zhì)譜儀串聯(lián)起來(lái)合并分析，就目前的技術(shù)手段而言，輝光放電質(zhì)譜法是對(duì)氧化鋁元素檢查為有效的方式，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)只需要將氧化鋁的樣品和導(dǎo)電材料置入混合壓制而成的陰極中即能開始檢測(cè)。

例如，以銅粉作為導(dǎo)電材料，與Al2O3粉末混合之后，將其進(jìn)行壓片處理，用直流輝光放電質(zhì)譜法來(lái)對(duì)氧化鋁中的元素直接進(jìn)行檢測(cè)，這樣的檢測(cè)結(jié)果與通過直流式的電弧發(fā)光質(zhì)譜法的檢測(cè)結(jié)果是一致的。