新能源电池领域：
作为锂电池隔膜涂层材料，纳米氧化铝可提升隔膜的热收缩性能和绝缘性，防止动力电池因高温导致隔膜熔化短路，增强电池安全性。在钴酸锂、锰酸锂等正极材料中掺杂纳米氧化铝，可形成固溶体稳定晶格，提高电池的倍率性能、循环性能及耐过充能力，同时抑制氧生成和电解液分解，减少电化学比容量损失。
电子工业领域：
纳米氧化铝凭借高电绝缘性、化学耐久性和抗辐射能力，成为半导体材料和大规模集成电路衬底的关键材料。其高导热性能被广泛应用于电子散热材料，如LED基板、YAG激光晶体等，确保设备在高温环境下稳定运行。
催化剂与载体领域：
γ型纳米氧化铝因多孔性、高分散性和高活性，成为烃类裂化、醇类脱水等反应的理想催化剂载体。其大比表面积和多孔结构可高效吸附反应物，提升催化效率，同时表面酸性中心和碱性中心的存在使其能活化多种化学键，如H-H键、C-H键等。
陶瓷材料领域：
在常规氧化铝陶瓷中添加5%-10%的纳米氧化铝，可显著改善陶瓷韧性，降低烧结温度至1423-1623K（常规氧化铝需1973-2073K），同时提高致密度至99.0%。纳米氧化铝的引入还解决了陶瓷低温脆性问题，使其在低温塑性氧化铝陶瓷中得到广泛应用。此外，高纯纳米氧化铝可用于制造防弹陶瓷、LED基板、高强度氧化铝陶瓷等高端产品。
表面防护与涂层领域：
将纳米氧化铝粒子喷涂于金属、陶瓷、塑料等材料表面，可形成坚硬耐磨的防护层，显著提升表面强度、耐腐蚀性和耐刮擦性。例如，在汽车油漆中添加纳米氧化铝，可使涂层耐磨性提高2-5倍，防刻划性能提升3倍；在AISI304不锈钢表面涂覆氧化铝防护层，表面硬度可从3.8GPa提升至10.8GPa，压痕深度减少30%。
光学材料领域：
纳米氧化铝可吸收紫外光，并在特定波长光激发下产生与粒子尺寸相关的光波。其烧结而成的透明陶瓷可用于高压钠灯管、荧光灯保护涂膜等，提高灯管寿命和发光效率。此外，纳米氧化铝多孔膜具有红外吸收性能，可制成隐身材料用于军事领域；利用其对80nm紫外光的吸收效果，还可作为紫外屏蔽材料和化妆品添加剂。
