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α氧化铝(α-Al2O3),由于具有优良的力学、光学、电学、生物等特性,而被广泛应用于陶瓷填料、生物陶瓷、装甲材料及透明高压钠灯管等,其中一个重要的应用是作为填充材料改善聚合物性能,拓宽聚合物的应用领域。相比于普通α-Al2O3颗粒,球形α-Al2O3颗粒具有低粘度和高流动性等性能,使其在聚合物中具有良好的分散性。然而,α-Al2O3相变温度很高,其颗粒在高温下易长大烧结,从而形成蠕虫状烧结体,不利于α-Al2O3颗粒的应用。因此,无论是从学术角度还是商业角度来看,降低相变温度制备单分散球形α-Al2O3具有重要意义。基于此,本论文通过α-Fe2O3既作晶种又作隔离相,制备出了单分散、尺寸均匀、球形α-Al2O3单晶颗粒。此外,本论文将所制备的单分散球形α-Al2O3单晶颗粒和低温热还原石墨烯复合(r GO-Al2O3),利用r GO-Al2O3作为填充材料提高了PMMA复合材料的热稳定性。(1)采用共沉淀-隔离相辅助煅烧方法,制备出了单分散球形α-Al2O3单晶颗粒。利用透射电子显微镜技术(TEM)、扫描电子显微镜技术(SEM)及X射线衍射(XRD)对样品的微观结构进行了表征。由TEM、SEM及XRD结果可知,该方法可制备出单分散、尺寸均匀、球形形状和平均颗粒尺寸分别为116 nm、125nm、130 nm的α-Al2O3单晶颗粒。探讨了作为晶种和隔离相的α-Fe2O3对氧化铝相变、颗粒形状、颗粒尺寸和团聚状况的影响。(2)通过溶液共混方法制备出具有高热稳定性的PMMA复合材料。采用原位复合方法制备出GO-Al2O3填充材料,然后通过冷冻干燥和低温热还原处理,得到r GO-Al2O3填充材料。通过SEM和热重分析(TG)表征可知,与未添加r GO-Al2O3填充材料相比,添加r GO-Al2O3填充材料的PMMA复合材料表现出更加优异的热稳定性。同时,系统地研究了r GO-Al2O3填充材料对PMMA复合材料的热稳定性的影响,探究了r GO-Al2O3填充材料提高PMMA复合材料热稳定性的机理。