納米氧化鋁是一種尺寸為1～100nm的超細微粒。納米氧化鋁因其表面原子與體相總原子數之比隨粒徑尺寸的減小而急劇增大，所以顯示出強烈的體積效應(小尺寸效應)、量子尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，進而在光、電、熱力學和化學反應等許多方面表現出一系列的優異性能。基於以上特點，納米氧化鋁粉體有望在諸如低溫塑性氧化鋁陶瓷、納米複合陶瓷、微電子工業、納米陶瓷塗料、彌散強化材料、化工催化領域及耐火材料等領域得到廣泛的應用。當納米氧化鋁粉體應用於耐火材料領域時，可能會產生下列影響。
納米氧化鋁1、對力學性能的影響
納米粉體材料具有以下優良的性能：極小的粒徑、大的比表面積和高的化學活性，可以顯著提高材料的燒結緻密化程度、節省能源。在耐火材料中加入一定量的納米粉末，材料的強度和韌性會顯著提高，耐火材料的其它性能也得到極大改善。一般認為納米粉體對耐火材料力學性能的影響因素有以下幾點：
(1)晶粒細化因素。在耐火材料中加入納米粉體可抑制基體晶粒的長大，使組織結構均勻化，從而改善材料的力學性能。
(2)微結構因素。在微米體系中，微米尺度的第二相顆粒分布在基體晶界處。在微米一納米複合材料中，除一定量納米顆粒仍處於基體晶界上外，大部分納米顆粒在基體中形成內晶型結構。內晶型結構的形成對材料力學性能有以下影響：①殘餘應力引起裂紋偏轉或裂紋被釘扎來提高材料的斷裂功從而提高材料韌性;②微米晶粒的潛在納米化。「內晶型」結構的形成使基體內產生大量的亞晶界和潛在微裂紋，亞晶界的產生使基體更加細化是材料強度進一步提高的主要原因之一;③納米化效應有利於穿晶斷裂的誘發。穿晶斷裂的誘發一方面是由於晶體內納米顆粒的釘扎作用，使基體主晶界強化;另一方面是晶內納米顆粒引起的基體晶粒納米效應。由於以上效應使主晶界強化，主裂紋不沿微米基體晶界擴展而沿基體晶粒內擴展，而在晶內納米顆粒附近存在的殘存應力場，會使裂紋發生偏轉、釘扎，從而使裂紋擴展路徑十分曲折、複雜且多處受阻。因此，認為誘發穿晶斷裂是使材料增強增韌的重要因素。
不定形nhcl納米粉在耐火材料領域的應用，雖是超微粉在耐火材料領域應用的推廣和延伸，但這方面的工作報導較少，有待進一步的研究工作。對不定形耐火材料應著重研究納米粉的團聚性、尺寸形狀和流變特性。對定型耐火材料應側重研究納米粉表面活性和尺寸效應對製品燒結性和力學性能的影響。
2、對燒結性能的影響
納米粉體的巨大比表面，意味著作為粉體燒結的驅動力的表面能劇增，引起擴散速率增加，更兼擴散路徑變小。在有化學反應參與的燒結過程中，顆粒接觸表面增加，增加反應的機率，加快了反應速率。這些均引起燒結活化能變小，使整個燒結的速率加快，燒結溫度變低，燒結時間縮短。但是整個燒結過程中的晶粒長大亦即重結晶過程亦會加速，而燒結溫度的降低和時間的縮短，會使重結晶過程減緩。這些相互促進和制約因素的作用，有必要加以重新認識和研究，以確立適合納米顆粒燒結的動力學。
納米微粒的熔點、開始燒結溫度、晶化溫度比一般粉體低得多。納米微粒顆粒小，表面自由能高，比表面原子數多。這些表面原子近鄰配位不全，活性大，體積遠小於大塊材料，從而使納米微粒熔化時所需的新增內能小，熔點急驟下降。在燒結過程中，高的界面能成為原子運動的驅動力，有利於界面中孔洞的收縮，空位團的淹沒。因此在低溫下燒結就能使其緻密，也就是燒結溫度低。
從動力學角度看，納米顆粒的加入對耐火材料的燒結影響主要在於納米顆粒本身存在許多缺陷且具有極大的表面能，因此，本身具有很大的活性。根據開爾文公式：
(1)由於納米級顆粒的粒徑r極小(在1～100nm之間)，與基質中的同材質微米級細粉比較，在同一溫度下其蒸氣壓要大於微米級顆粒至少2到3個數量級。對於高純系統的耐火材料，在其燒結過程中很少以液相形成來促進燒結，而主要在泰曼溫度附近進行固相燒結。因此，在耐火材料生產中加入一定量的納米顆粒，可以在小於泰曼溫度下進行以蒸發——凝聚和擴散傳質為主的固相燒結。
趙惠忠等人在普通的剛玉質耐火材料中分別加入少量納米Al2O3和SiO2粉體，研究了這兩種納來粉體對經不同溫度燒成後剛玉質耐火材料燒結與力學性能的影響。研究結果發現：這兩種納米粉體均能使剛玉製品的燒成溫度降低100～200℃，並在相同燒成條件下能使試樣的常溫抗折強度和耐壓強度提高1～2倍。李江等人的研究發現，在燒結溫度為1400℃時，隨著納米α-Al2O3添加量的增加，燒結體緻密度有下降的趨勢。他們認為在此溫度下，玻璃相雖然已經形成，但由於粘度較高，原子通過玻璃相擴散的速率不大，液相燒結的作用不是很明顯。當燒結溫度上升至1420℃、1430℃時，隨納米α-Al2O3含量的增加，燒結體的緻密度增加，曲線出現極值點。燒結溫度上升到1450℃時，團聚體之間仍不能發生明顯的燒結(緻密化)作用，隨著納米α-Al2O3含量的增加，燒結體的緻密度略有增加。當燒結溫度上升到1500～1550℃時，團聚體之間發生燒結，但仍然有少量氣孔難以排出。燒結體的緻密度隨著納米α-Al2O3含量的增加先略有增加，然後基本保持不變。