喷雾燃烧法合成α-Al2O3微粉

以硝酸铝和无水乙醇为原料,采用喷雾燃烧法制备α-Al2O3微粉,研究了乙醇用量、α-Al2O3晶种、ZnF2、热处理温度等对合成α-Al2O3微粉的影响,采用XRD、SEM分析了微粉的结构与形貌.结果表明,增加乙醇的用量、引入α-Al2O3晶种都有利于α-Al2O3相的生成.     

熔融盐法制备粒径可控的片状α-Al2O3粉体

以Al2(SO4)3·18H2O为原料,采用熔融盐法制备片状α-Al2O3粉体,详细研究了纳米α-Al2O3晶种与片状α-Al2O3晶种对片状α-Al2O3粉体粒径大小的影响.研究表明,随着纳米α-Al2O3晶种含量的增加,片状α-Al2O3粉体平均粒径明显减小;随着片状α-Al2O3晶种含量的增加,片状α-Al2O3粉体平均粒径会增大,但粒径增大的幅度会逐步降低.对片状α-Al2O3粉体粒径大小进行了数值模拟,模拟结果表明,片状α-Al2O3粉体的最终平均粒径大小与片状α-Al2O3晶种粒径成正比,与片状α-Al2O3晶种含量的三次方根成反比关系;通过改变片状α-Al2O3晶种的粒径大小与含量,能够很好地实现片状α-Al2O3粉体粒径大小的控制.     

纳米η-Al2O3无压烧结制备单相氧化铝陶瓷

采用99;纳米η-Al2O3为原料,无压烧结制备单相氧化铝陶瓷,通过TG-DSC、XRD和SEM等手段对试样进行分析和表征,并测试其力学性能.结果表明:纳米η-Al2O3 1084.8℃时转变为α-Al2O3,转变温度小于理论转变温度;晶型转变释放的能量能够降低氧化铝陶瓷的烧结温度,1550℃时试样的相对密度达91.48;,显气孔率为2.45;,断裂韧性较高.由于η-Al2O3的密度小于α-Al2O3,无压烧结时试样发生晶型转变产生体积收缩,致密性较低,直接用η-Al2O3制备致密的单相Al2O3陶瓷较为困难.     

AACH热分解法制备α-Al2O3超细粉末

以NH4Al(SO4)2与NH4HCO3为原料,采用共沉淀法制备出前驱物碳酸铝铵(AACH),并煅烧得到超细α-Al2O3粉末. 研究了pH值、滴加速度及醇水混合溶剂等因素对反应产物的影响,并对前驱物AACH的高温相变过程和α-Al2O3籽晶对θ-Al2O3→α-Al2O3相变的影响进行了分析.利用XRD、TEM和BET等对粉体的性能进行表征.结果表明:在醇水混合溶剂中控制反应体系的pH值为9～10,将硫酸铝铵溶液以＜18 mL/min的速度滴入碳酸氢铵溶液,可合成颗粒细小、粒度分布均匀且分散性优异的AACH前驱物.不含籽晶的AACH煅烧时α相完全转化温度为1150 ℃,获得α-Al2O3粒径约为100 nm,而α-Al2O3籽晶的加入可将完全转变温度降至1050 ℃,获得的α-Al2O3粒径约为70 nm.     

C_(sf)(α-Al_2O_(3p))强韧无机聚合物基复合材料的机械性能及断裂行为

本文通过超声波将短碳纤维(Csf)与偏高岭土、α-Al2O3颗粒(α-Al2O3p)预分散混合,然后加入到碱金属溶液中的方式制备了及Csf单独以及Csf与α-Al2O3p复合强韧的无机聚合物基复合材料,研究了及Csf、α-Al2O3p含量对复合材料的组织结构,机械性能以及断裂行为的影响规律。结果表明:及Csf在基体中分散均匀。采用及Csf单独强韧复合材料的抗弯强度、断裂韧性随着纤维含量的增加都呈先减小后增加的规律,其中纤维含量为2 vol%时分别达到28.4 MPa和0.6 MPa.m1/2,相比基体分别增加了0.85倍和1倍。采用及Csf与α-Al2O3p复合强韧的无机聚合物基复合材料,虽然其抗弯强度较及Csf单独强韧的复合材料低并与α-Al2O3p的含量成反比,但是其断裂韧性较及Csf单独强韧复合材料的高,并在α-Al2O3p加入量为8 wt%时达到最大值为0.75 MPa.m1/2。复合材料在断裂过程中呈现非脆性断裂方式,并且及Csf与α-Al2O3p复合强韧的无机聚合物基复合材料在断裂过程中载荷位移曲线呈现锯齿形增长。复合材料断裂行为和断口分析表明,碳纤维的桥联,拔出是复合材料主要的强韧化机制。     

氯化铵对AACH热分解制备纳米α-Al2O3的影响

以硫酸铝铵和碳酸氢铵为主要原料,采用沉淀法制备纳米碳酸铝铵(AACH)前驱体,通过碳酸铝铵热分解制备α-Al2O3,并利用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)对前驱体及其煅烧产物的物相和形貌进行表征.研究表明通过添加氯化铵能够降低α-Al2O3的相变温度,并且随着加入量的增加,颗粒粒径减小,分散性改善.加入10;氯化铵的前驱体在1150 ℃下煅烧1 h后可以得到分散性较好的纳米α-Al2O3颗粒.     

水热法合成α-Al2O3晶体

本文研究了不同矿化剂,不同温度对水热条件下合成α-Al2O3晶体的大小、形貌和晶体质量的影响.发现在矿化剂浓度为0.1M KOH和1M KBr条件下,填充度为35;,温度为380℃时Al(OH)3只转化成薄水铝石,无α-Al2O3晶体生成;388℃时只是部分转化成α-Al2O3;在395℃以上时完全能转化成α-Al2O3,晶体形状为六棱柱形.在矿化剂浓度为1M KOH时,填充度35;,温度为380℃时,即有部分Al(OH)3转化成α-Al2O3,390℃以上完全转化成α-Al2O3,晶面主要显露菱面.     

溶胶-凝胶法制备氧化铝陶瓷球的研究

采用溶胶-凝胶法结合乳液微封装技术,以异丙醇铝为原料,稀硝酸为胶溶剂制备了粒径为毫米级的α-Al2O3球,并通过TG-DSC、IR、SEM、X射线衍射等分析手段对样品进行了表征.研究了形成稳定透明溶胶反应体系的条件、固化温度对α-Al2O3球粒径的控制以及煅烧温度对氧化铝球的晶型的影响,并揭示了其成球机理.结果表明:澄清透明的稳定氧化铝溶胶形成条件是:异丙醇铝:水:硝酸的物质的量比为1:100:0.25,水解温度为85℃;氧化铝球的粒径随固化温度的升高而增大;在1200℃保温5h可以得到结晶度好的α-Al2O3球.所制备的α-Al2O3球表面光滑,粒径在0.5 ～1.5 mm之间,球形度大于98.3;.     

纳米铝粉的性质及其对沉淀法制备纳米氧化铝粉体的作用

研究了纳米铝粉的氧化性质,并利用Al(NO3)3*9H2O、氨水和纳米铝粉为原料,采用液相沉淀法制备出Al(OH)3溶胶,经过真空抽滤和高温煅烧获得了纳米α-Al2O3粉体. 利用DSC/TG曲线分析了纳米铝粉和复合粉体不同温度下晶型和重量的变化,利用XRD分析了不同煅烧温度下复合粉体的成份变化、利用SEM观测了获得的α-Al2O3粉体形貌.研究表明纳米铝粉在相对较低的温度下氧化,这种氧化物籽晶的存在有利于α-Al2O3晶型的低温转化.     

镁铝尖晶石-钇铝石榴石复相材料的制备研究

以富铝尖晶石为原料,分别加入Y2O3细粉、Y2O3和α-Al2O3混合粉、钇铝石榴石前驱体,制备尖晶石-钇铝石榴石复相材料.研究了氧化钇的不同引入方式和烧结温度对尖晶石-钇铝石榴石复相材料烧结性能的影响,并通过XRD、SEM等手段对其物相组成和显微结构进行表征.结果表明:向富铝尖晶石中分别加入Y2O3细粉、Y2O3和αt-Al2O3混合粉、钇铝石榴石前驱体,均能制备出尖晶石-钇铝石榴石复相材料;当Y2O3和α-Al2O3混合粉的加入量为6;,经1750℃烧结3h后,所制备的试样的致密化程度较高,体积密度达3.34 g/cm3,显气孔率为8.0;,制备的试样中镁铝尖晶石、钇铝石榴石晶粒发育较好.     

Y2O3-Al2O3含量对Si3N4陶瓷相组成、致密化、显微结构和力学性能的影响

以α-Si3N4粉为原料,通过添加不同含量的Y2O3-Al2O3烧结助剂(6wt;、8wt;和10wt;),在1800℃下采用热压烧结制备了Si3 N4陶瓷,研究了Y2 O3-Al2 O3含量对Si3 N4陶瓷的物相、致密度、显微结构与力学性能的影响,结果表明:添加6wt;的Y2 O3-Al2 O3助剂即可获得高致密的Si3 N4陶瓷,继续增加助剂含量对Si3 N4陶瓷的致密度影响不大,但是显著影响 α-Si3 N4相和β-Si3 N4相的含量,较高的Y2 O3-Al2 O3助剂含量有利于α-Si3 N4转化为β-Si3 N4.不依赖于Y2 O3-Al2 O3助剂含量,Si3 N4陶瓷均包含细小的等轴晶粒和大尺寸的棒状晶粒,呈现双峰结构,但是Y2 O3-Al2 O3助剂含量增加到10wt;时,可以显著增加棒状晶粒的数量,形成更显著的双峰结构.基于当前研究,发现加入低含量的Y2O3-Al2O3助剂(6wt;),可以获得高硬度高强度的Si3N4陶瓷,而引入高含量的Y2O3-Al2O3助剂(10wt;),则可以获得高韧性高强度的Si3N4陶瓷.     

水热法合成矾土基α-Al2O3纳米粉

以650 ℃轻烧后的高铝矾土为原料,利用水热法合成了以α-Al2O3为主晶相的纳米粉.研究了晶种、矿化剂、水热温度和水热时间对产物中α-Al2O3含鼍、晶粒度大小的影响,采用XRD、SEM分析了纳米粉体的物相与形貌.结果表明,加入3;质量分数的晶种在380℃水热处理2 h后,合成出晶粒度为28 nm、以α-Al2O3为主晶相的α-Al2O3纳米粉,其形貌呈圆球状,二次粒度为190 nm.     

颗粒级配对氧化铝多孔陶瓷膜支撑体孔径及抗折强度的影响

探讨了三种粒径的α-Al2O3(粗颗粒、中颗粒和细颗粒)的颗粒级配和工艺条件对多孔陶瓷膜支撑体的孔径、孔隙率及其抗折强度的影响.结果表明:粗α-Al2O3颗粒(d50＞29 μm)对多孔陶瓷的孔径分布起决定性作用,中、细颗粒的比例在一定程度上影响支撑体的孔隙率和抗折强度.SEM结果显示,经1650℃煅烧2h后,细α-Al2O3颗粒(d50＜1.6μm)迁移至粗α-Al2O3颗粒间的颈部而基本消失,在一定程度上提高了颈部连接.在合适的颗粒堆积条件下,细颗粒有助于提高多孔陶瓷的抗折强度.但是,团聚的细α-Al2O3颗粒间优先烧结,不利于细颗粒的助烧增强作用.     

助熔剂法合成α-Al2O3片晶及其多孔陶瓷的制备及表征

实验首先以γ-AlOOH粉体为原料,KCl-Na2SO4复合盐为熔剂,采用助熔剂法合成了α-Al2O3片晶,通过对合成片晶成型烧成,制备具有片状晶体支撑的氧化铝多孔陶瓷材料.并对α-Al2O3片晶形成过程,多孔陶瓷显气孔率、抗折强度、微观结构以及孔径分布进行了研究.研究结果表明,在KCl与Na2SO4复合盐存在情况下,可在900℃条件下合成分散性好,颗粒大小均匀的六方形α-Al2O3片晶,片晶的直径大约在10μm,厚度为0.3～0.5 μm.合成的α-Al2O3片晶具有非常好的烧结活性,在无添加烧结助剂的情况下,1600℃保温2h得到了显气孔率为41.74;,抗折强度为115.34MPa,孔径分布范围窄的氧化铝多孔陶瓷.窄的孔径分布以及优异的机械性能使其成为一种很有前途的膜支撑体和精确过滤材料.     

Nd：YVO4晶体α向生长研究

采用固-液两相混合，使Nd2o3、Y2O3和V2O5在近常温条件下初步合成Nd：YVO4多晶原料，降低固相合成反应温度，减少V2O5在多晶原料制备过程中的挥发。讨论了α方向V单晶生长条件，采用提拉法，以(100)方向进行单晶生长，得到一系列掺杂浓度的Nd：YVO4单晶。     

铝高温氧化过程中表面氧化物的有序转变及形貌观察

采用同步热分析(Simultaneous Thermal Analysis, STA)分析了Al在非高压空气下(压力0.2 MPa,流速20 NmL/min)的氧化过程.用X射线衍射(XRD)对铝粉颗粒表面生成的氧化物进行了物相分析并用扫描电镜(SEM)观察了表面形貌.研究结果表明,140 ℃铝开始氧化,300 ℃以上开始生成γ-Al2O3,一直持续至515 ℃左右.从666.1 ℃开始,表面生成氧化物的铝粉颗粒芯层中的铝熔融.从773 ℃开始,γ-Al2O3转变成α-Al2O3, 800 ℃,α-Al2O3开始生长,α-Al2O3的生长遵循Sigmoid(Boltzmann)模型.整个氧化过程,铝粉的氧化占主要地位,但也包括铝粉的氮化.XRD、SEM的分析结果表明,表面生成的AlN及α-Al2O3为纳米级,弥散分布于铝粉颗粒表面.     

模拟熔融态黄磷炉渣制备微晶玻璃析晶规律研究

以SiO2-Al2O3、Na2O-SiO2-Al2O3 、K2O-SiO2-Al2O3、CaO-SiO2-Al2O3和MgO-SiO2-Al2O3五种混合辅料为研究对象,采用液-固混合法与热态黄磷炉渣进行高温混熔直接制CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.通过Factsage、差热分析和X射线衍射,并利用修正后的Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程,分析了不同辅料在高温下与热态黄磷炉渣混熔制备微晶玻璃的析晶规律.结果表明:混合辅料SiO2-Al2O3出现液相的最低温度为1595℃,而当加入碱金属或碱土金属作助熔剂时辅料的熔融液相温度均大幅降低.添加Na2O-SiO2-Al2O3辅料后制备出的微晶玻璃析晶活化能E为192.8718 kJ/mol,而添加K2O-SiO2-Al2O3辅料后其析晶活化能明显增加为306.4335 kJ/mol.当助熔剂为CaO和MgO时,其析晶活化能接近,分别为376.7427 kJ/mol和372.0462 kJ/mol.在五种混合辅料直接添加到热态黄磷炉渣制备微晶玻璃过程中,K2O-SiO2-Al2O3和CaO-SiO2-Al2O3辅料均出现目标主晶相为硅灰石(CaSiO3)的物相.综合考虑析晶活化能和物相组成,以K2O-SiO2-Al2O3为混合辅料直接加入热态黄磷炉渣制备出的微晶玻璃优于其它混合辅料的直接添加.     

NH4F含量及煅烧工艺对氧化铝相变及α-Al2O3微观形貌的影响

为研究NH4F含量及煅烧工艺对氧化铝相变及α-Al2O3微观形貌的影响,向Al(OH)3粉体中引入不同质量分数的NH4F,经不同条件煅烧后获得Al2 O3粉体样品.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行物相分析和晶相形貌观察.结果表明,NH4F的引入可以显著降低Al2 O3的相变温度,含量5.0; NH4F的Al(OH)3在900℃保温2.5h全部转变为α-Al2O3,这比传统的转变温度低200～ 250℃.同时,随着NH4F含量的增加,α-Al2O3晶粒形貌由颗粒状变为平面六角片状.但是平面六角片状α-Al2 O3在1200℃是不稳定的,长时间煅烧时,α-Al2O3晶体又"熔解"为小颗粒晶粒.     

水热法合成α-Al2O3晶体的晶面形态

本文研究了高温高压水热法合成α-Al2O3晶体的形状和表面形态.原料为Al(OH)3,矿化剂的浓度为1M KBr、0.1 M KOH,填充度35;, 温度388℃时,可部分自发生成α-Al2O3晶体.温度超过395℃以上,可全部转化成α-Al2O3晶体,晶体形状为六棱柱体,显露底面{0001}和柱面{21 10}、{1120}、{1210},晶体的表面呈现阶梯.在矿化剂为1M KOH,填充度35;,温度为380℃时,部分自发生成α-Al2O3晶体,晶体的底面{0001}和柱面{1120}消失,呈现双锥形;当温度达到395℃时,可全部转化成α-Al2O3晶体,晶体呈双锥形,晶面呈条状阶梯形;温度达到405℃以上,晶体又呈现六棱柱体.     

透明导电氧化物MgIn2O4的研究进展

透明导电氧化物(TCO)材料由于它的特殊性质,在平板显示器和太阳能电池等方面得到了广泛的应用.MgIn2O4作为一种新型的尖晶石结构的透明导电材料,也受到了研究人员的重视,成为近年来的研究热点,常用的MgIn2O4材料制备方法包括固相合成、磁控溅射、脉冲激光沉积等,本文综合国外学者的一些研究成果,介绍了目前MgIn2O4材料的制备方法及其性能提高和应用.