本论文主要探讨了利用液相化学方法,包括水热法和溶胶-凝胶法控制合成γ-AlOOH及α-Al2O3微纳米结构材料。分别从材料制备、形成机制及性质三个方面进行了论述,内容涉及以γ-AlOOH纳米颗粒为前驱体的溶胶-凝胶及陶瓷化过程；不同形貌γ-AlOOH纳米晶的水热制备、形成机制及吸附性质；α-Al2O3微晶陶瓷颗粒的制备、微观结构及力学性能等。通过对γ-AlOOH及α-Al2O3微纳米结构材料的控制合成、表征及性能方面的研究,旨在探索液相体系中氧化铝微纳米结构材料形成的内在机制,寻找更有效的微纳米结构材料控制合成的手段和途径；探讨其微观结构和性能之间的关系,从而为制备性能优异的氧化铝微纳米结构材料提供理论和实验依据。1.以γ-AlOOH纳米颗粒为前驱体的溶胶-凝胶及陶瓷化过程以γ-AlOOH纳米颗粒为前驱体,以硝酸为胶溶剂制得稳定的溶胶,向溶胶中引入电解质或挥发除去部分游离水实现溶胶-凝胶转化,将引入添加剂的凝胶经干燥及高温煅烧获得α-A1203微纳米结构陶瓷,不同的添加剂对产物的微观结构有着明显影响,其硬度也有差异。我们利用XRD、TEM、IR、TG、DSC、SEM、粒度分布、电导率测定等表征手段对胶溶、溶胶-凝胶转化及陶瓷化过程进行了跟踪,结果表明胶溶过程是纳米颗粒聚集体在电解质作用下的一个分散过程,在此过程中,电解质离子在颗粒表面的吸附使颗粒间静电斥力逐渐增大,颗粒在静电斥力作用下分散,从而形成相对稳定的溶胶,溶胶中胶粒间的范德华引力与两胶团间的静电斥力达到平衡状态。在不添加任何添加剂的情况下,干凝胶经过两步煅烧后,所得产物为疏松的多孔结构,孔为蠕虫状。加入添加剂后,煅烧后产物的结晶度和微观结构发生变化。不同添加剂存在条件下所得产物的微观结构各不相同,具有不同微观结构的产物表现出不同的显微硬度。研究表明,除致密性外,晶粒尺寸是影响硬度的一个重要因素。2.不同形貌γ-AlOOH纳米晶的水热制备及吸附性质研究以H2SO4、CH3COOH及HCl作为形貌调控剂,γ-AlOOH纳米颗粒为原料,通过温和的水热方法合成了具有规则形貌的勃姆石(γ-AlOOH)纳米材料,包括纳米棒、纳米带和纳米片。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、TG、FT-IR、N2吸附脱附等方法对产物进行了微观结构表征及形成过程跟踪,并对所得产物对水溶液中Cr2072-的吸附能力进行了研究。结果表明,酸根离子在特定晶面的吸附影响着γ-AlOOH纳米颗粒的聚集及聚集体的生长,产物形貌的差异归因于不同的酸根离子吸附能力的不同。将γ-AlOOH纳米棒、纳米带和纳米板在空气气氛中煅烧后可得到形貌保持的γ-Al2O3纳米材料。具有不同形貌的γ-AIOOH纳米材料对水溶液中Cr2O72-显示出不同的吸附能力,其中纳米带的吸附能力最强,吸附百分比可达95.5%。γ-AlOOH纳米材料的显露晶面是影响其吸附能力的重要因素。3.α-Al2O3微晶陶瓷颗粒的制备、表征及力学性能研究以γ-AlOOH纳米颗粒为前驱体,通过溶胶-凝胶方法制备了结构致密的α-Al2O3陶瓷颗粒。用XRD、SEM、EDS、TEM、IR、TG-DSC等方法对产物进行了微观结构表征及实验过程跟踪。并利用显微硬度计对产物的硬度和断裂韧性两项力学性能进行了研究,考查了产物硬度与晶粒之间的关系。结果表明,产物是由平均粒径为140nm的多面体微晶构成,微晶粒结合紧密,晶粒间几乎观察不到孔隙。构成陶瓷颗粒的晶粒粒径分布窄,不存在晶粒异常长大现象。陶瓷颗粒的断裂形式以晶间断裂为主。所得α-Al2O3微晶陶瓷颗粒展示出优良的力学性能,硬度为23.6GPa,断裂韧性为5.1MPa·m1/2,均高于电熔刚玉。对于所制备的致密的α-Al2O3微晶陶瓷颗粒,其硬度和晶粒尺寸之间的关系服从混合Hall-Petch关系。