纳米三氧化二铝（Al₂O₃）是高性能陶瓷的核心原料，其平均粒径在 10-50nm，比表面积可达 100-300m²/g，赋予材料优异性能。在结构陶瓷领域，用其制备的氧化铝陶瓷硬度高达 HRA90，耐磨性能是普通钢材的 10 倍，广泛用于轴承、密封环等耐磨部件。

功能陶瓷方面，纳米三氧化二铝具有良好的绝缘性（体积电阻率 > 10¹⁴Ω・cm）和导热性（20W/(m・K)），是电子封装材料的理想选择，可有效解决芯片散热问题。在复合材料中，它作为增强相加入树脂或金属基体，能显著提升材料的强度和耐高温性，如纳米氧化铝 / 铝合金复合材料的抗拉强度可提高 40%。

此外，其生物相容性使其在医疗领域大显身手，可制成人工关节和齿科修复体。随着制备成本的降低，纳米三氧化二铝正从高端工业领域向民用产品渗透，成为推动陶瓷材料升级的核心力量。