以尿素为氮源合成AlN粉体过程中非晶碳的石墨化

针对有机合成过程中碳及碳化物的残余,传统方法中普遍使用除碳的工艺,而很少有文章针对非晶碳的结构和形貌进行表征。为此,本文采用高尿素含量的前驱盐体系,通过在氮气保护气氛中煅烧获得AlN粉体。采用X射线衍射分析、红外和拉曼光谱分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对850~1 500 ℃温度范围内煅烧获得产物的结构和形貌进行表征,对AlN合成过程中含碳产物结构形貌的变化,以及AlN和含碳产物之间相互的依存生长关系进行分析。结果表明,AlN生长的过程中伴随着无定形碳的石墨化转变,AlN颗粒的形貌也受含碳残余产物形貌的影响而出现有规律的变化。     

La2O3纳米晶的制备及表征

以六水合硝酸镧为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了La2O3纳米晶,探讨了制备条件对产品产率和平均粒径的影响,得出了最佳工艺条件:反应物n(尿素)/n(硝酸镧)为6: 1,沉淀反应温度和时间分别为115 ℃和2.0 h,煅烧温度为750 ℃.同时,利用FT-IR、XRD和SEM等分析方法对最佳制备条件下所得产品的物相结构、形貌和粒径进行了表征.结果显示:实验制备的La2O3纳米晶颗粒呈球形,分散性好,纯度较高,属六方晶系结构,平均粒径为32 nm.     

水热法生长立方MgO微晶研究

以尿素与Mg(NO3)2·6H2O在不同的反应温度和不同物质的量配比条件下,制备出前驱体Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O/MgCO3,经煅烧得到立方MgO微晶粉末.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所制得产物的晶相和形貌进行了表征.结果表明:当尿素和Mg(NO3)2·6H2O物质的量的比为2∶1时,在160℃的水热反应条件下,制备出立方MgO前驱体微晶,在1000℃煅烧2h后能够获得晶型完整、形貌规则、粒径约为5μm的MgO立方微晶.     

煅烧温度对湿化学法制备AlN粉体的影响

以六水合氯化铝和尿素为原料,甲醇为溶剂,在NH₃气氛下通过湿化学法制备AlN粉体,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和激光粒度仪对产物进行表征。结果表明:煅烧温度在900 ℃以上可获得六方AlN粉体;煅烧温度为1 000 ℃时获得的AlN粉体具有球形特征,粉体的平均晶粒尺寸为17.0 nm,平均粒径为159.5 nm。使用透射电子显微镜进一步表征了AlN粉体的微观结构。拉曼光谱结合能谱分析表明,存在于AlN粉体中的非晶杂质不是残留的含碳副产物,而是粉体表面水解产生的氢氧化铝。     

硬脂酸凝胶法制备纯相BaTiO3纳米粉体

本文以硬脂酸、硬脂酸钡和钛酸丁酯为原料,采用硬脂酸凝胶法合成了纯相BaTiO3纳米粉体.为了有效控制BaTiO3在制备过程中易产生杂相的问题,我们设计了程序升温煅烧法,即通过控制不同阶段的升温速率,在550℃下成功合成了BaTiO3纳米粉体.通过X射线衍射和透射电子显微镜的观察,分析了BaTiO3粒子的晶相结构、结晶度、粒径及纳米晶体的形貌.结果表明,采用程序升温煅烧法制备的BaTiO3纳米粉体纯度高、分散性好、粒径小(25～40nm).本文为在温和条件下制备纯相BaTiO3纳米粉体提供了一条新途径.     

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.     

共沉淀法制备Sr(Fe0.5Nb0.5)O3纳米粉体及其介电性能研究

采用共沉淀法制备Sr(Fe0.5Nb0.5) O3纳米粉体,两步烧结工艺制备Sr(Fe0.5 Nb0.5) O3陶瓷.用X射线衍射仪(XRD)分析烧结温度、煅烧时间、体系温度、pH值和初始溶液浓度对前驱体粉体物相的影响,用扫描电子显微镜(SEM)分析Sr(Fe0.5 Nb0.5) O3纳米粉体和陶瓷的微观形貌,用阻抗分析仪研究陶瓷的介电性能.结果表明:当体系温度为25℃,pH值为9,初始溶液浓度为0.25 mol/L,在950℃煅烧2h后可获得颗粒分布均匀(～ 50 nm)的Sr(Fe0.5Nb05)O3纳米粉体,用该纳米粉体获得的Sr(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷有优异的频率和温度稳定性及高的介电常数(ε'＞2×103)和较低的介电损耗(1 kHz,tanδ=0.086).高的介电常数与陶瓷晶粒和晶界间阻挡层的形成有关,低的介电损耗来源于陶瓷致密的微观结构.     

低温燃烧合成法制备纳米氧化镧

以六水硝酸镧、一水柠檬酸为原料,利用低温燃烧合成法制备了纳米La2O3粉体.利用XRD、TG-DTA和TEM等测试方法对干凝胶热分解过程及最终形成的纳米La2O3粉体进行了表征,并研究了前驱体溶液的pH值、物质的量配比、煅烧温度、煅烧时间对粉体粒径和形貌的影响.实验结果表明,在溶液的pH=2,La(NO3)3·6H2O:C6H8O7·H2O=6:7,煅烧温度在700~900 ℃,煅烧时间为1.5 h时,可获得粒径均匀的纳米La2O3粉体,且所得产物的粒径范围为50~100 nm.     

LiNO3熔盐辅助煅烧制备高分散纳米ZrO2粉体

以可溶性锆盐溶液反向滴定氨水溶液成功地制备了纳米ZrO2粉体,系统研究了反应物浓度与煅烧温度对产物粒径和形貌的影响;在反应过程中加入表面活性剂,并采用正丁醇共沸蒸馏干燥和LiNO3熔盐辅助煅烧等方法,以控制粒径、减少团聚.通过热重-差热分析(TG-DTA)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)等对样品进行了形貌表征、晶型及粒径分析.结果表明:上述多种方法联合使用能够有效控制粒径、减少团聚,制备出的纳米ZrO2粉体分散性优异,为立方晶相结构,粒径15 nm左右.     

镧钡改性的γ-Al2O3的制备及其热稳定性研究

以硝酸铝为氧化剂,甘氨酸作为还原剂,添加硝酸钡-硝酸镧作为改性剂,通过溶液燃烧合成法制备了改性的γ-Al2O3纳米粉体.通过对产物进行X射线衍射分析(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、扫描电镜分析(SEM)和比表面积分析,研究了改性剂的添加量、煅烧温度、煅烧时间等工艺参数对最终产物的物相、形貌、粒径等的影响.结果表明,制备硝酸钡-硝酸镧改性的γ-Al2O3的最佳工艺条件为:以甘氨酸为燃烧剂,硝酸镧、硝酸钡、硝酸铝的摩尔比为0.01:0.03:1,煅烧温度为1050℃,煅烧时间为4h.通过掺杂稀土元素La和碱土金属元素Ba,可同时阻止Al3+的表相和体相扩散.     

均相沉淀法制备γ-La2S3粉体及球形形貌控制研究

以La2O3和尿素为原料,丙三醇为分散剂,采用均相沉淀方法制备镧盐前驱体,并通过H2S硫化得到γ-La2S3粉体。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对镧盐前驱体和γ-La2S3粉末的结构和形貌进行表征。结果表明,当加热温度为95℃,尿素和La2O3的物质的量比为15∶1,V(丙三醇)/V(水)=1∶1,反应时间为3 h时,可制备出高纯、分散性好、球形γ-La2S3纳米粉体。     

氮化铝晶须的形态与生长条件的关系

实验以氮化铝粉料为原料,在高纯氮气气氛下用物理气相法在密闭式和半开式钨坩锅内高温生长出氮化铝晶须;并对氮化铝晶须的结晶形态与生长条件的关系进行了分析和探讨。     

Effect of heat treatment on phase transformation of aluminum nitride ultrafine powder prepared by chemical vapor deposition

Ultrafine aluminum nitride (AlN) powders were obtained by chemical vapor deposition via AlCl₃–NH₃–N₂ system operated at various temperatures and at a same 200 cm³/min flow rate of NH₃ and N₂, respectively. It has been shown that when the reaction temperature of AlCl₃ and NH₃ was above 600°C, then crystalline AlN powder can be formed; whereas, amorphous AlN was obtained with NH₄Cl if reacted in a lower-temperature zone of the reaction chamber. The amorphous AlN powder was heat treated at 1400°C under NH₃ and N₂ atmosphere for 2 h, then the crystalline phases of the obtained powder belong to a single phase of AlN; a mixture of AlN and Al₂O₃ and only AlON, respectively. On the other hand, if crystalline AlN powder is heat treated at 1400°C under N₂ atmosphere for 2 h, the crystalline phases were composed of the major phase of AlN and a minor phase of Al₂O₃. The morphology, particle size and agglomerate size of the AlN powder were strongly dependent on the heat-treatment temperature. The particle size of AlN powder increases from 28.1 to 45.0 nm, as the heat treatment temperature increases from 800 to 1400°C.     

水热反应温度对CaTi2O4(OH)2粉体微观形貌与紫外光催化性能的影响

以钛酸正丁酯和无水氯化钙为原料,采用水热法制备了不同紫外光催化特性的CaTi2O4(OH)2粉体.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的相结构和微观形貌进行了分析,并结合粉体的紫外-可见吸收分光光谱表征了材料的吸收特性及带隙宽度.研究了不同水热反应温度对CaTi2O4(OH)2物相结构、微观形貌、晶体生长特性及紫外光催化性能的影响.结果表明:水热反应温度控制在160~200 ℃时,保温36 h都能得到纯的CaTi2O4(OH)2相,粉体的形貌随着水热反应温度的提高经历了由片状和颗粒垛堆到发育成完整的片状形貌过程,当水热反应温度在200 ℃时,片与片之间出现积聚现象;在水热反应温度为180 ℃时,制备的粉体具有最高的结晶度,在紫外光5 h下对罗丹明B的催化效率最佳.     

C3N4-CaTi2O4(OH)2复合粉体的溶剂热制备及光催化性能

利用无水氯化钙-钛酸四正丁酯-无水乙醇体系,通过加入一定摩尔配比的C3N4粉体用溶剂热法制备了C3N4-CaTi2O4(OH)2复合材料粉体.利用X射线衍射(XRD),比表面积(BET)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的显微结构进行检测分析,并利用紫外-可见吸收光度计分析了样品对光的吸收特性,研究不同摩尔配比的C3N4粉体复合量对CaTi2O4(OH)2样品的物相结构、微观形貌以及其光催化性能的影响,并考察了不同光源对所制备样品性能的影响.实验结果表明:C3N4粉体的引入显著提高了CaTi2O4(OH)2样品的光催化活性,且当CaTi2O4(OH)2:C3N4物质的量之比为1:0.75时,复合样品的光催化降解率在250nm光源照射下K可达到最大值0.02338min-1.     

Synthesis of AlN from Li3N and Al: Application to vapor phase epitaxy

We performed synthesis of AlN using Al and Li₃N. In this method, there are two problems that must be solved for obtaining single-phase AlN. One of them is suppression of Li₃AlN₂ formation and the other is precipitation of LiAl from the residual source materials during the cooling process. In the present work, we analyzed phase stability of products and found that AlN was stable at high temperatures and low Li–N/Al molar ratios. However, the products still contained LiAl and Al. Therefore, we examined the effectiveness of vapor phase epitaxy for separating AlN from the extra phase (LiAl and Al formed from residual source materials). From the experimental results, feasibility of vapor phase epitaxy was confirmed. That is, we can deposit only an AlN layer on a sapphire substrate by optimizing the growth conditions, i.e., temperature range above 1150 °C and Li–N/Al molar ratio less than 1.     

钛酸铋钠基无铅压电材料的溶胶-凝胶自蔓燃制备工艺研究

采用溶胶-凝胶自蔓燃法合成具有单一钙钛矿相的0.76Na0.5Bi0.5TiO3-0.24SrTiO3(简写为NBT-ST)的超细粉体.采用热重/差热、X射线粉末衍射、红外光谱等分析手段对自蔓燃工艺前后的粉体进行了分析表征,通过对合成工艺中溶胶pH值、水浴温度、柠檬酸与硝酸根离子配比、热处理温度等参数的优化,获得了制备单一钙钛矿结构的NBT-ST无铅压电材料超细粉体的最优工艺参数:溶胶pH值为8、水浴温度为80℃、柠檬酸与硝酸根离子配比为1.25∶1,185℃左右凝胶发生自蔓燃,热处理温度为550 ℃,保温时间为1h.     

共沉淀法制备CoAl2 O4陶瓷颜料及其呈色机理研究

采用共沉淀法制备CoAl2 O4陶瓷颜料,并通过XRD、SEM和XPS表征陶瓷颜料的组成、形貌和元素价态,研究Co/Al比、溶液pH值和煅烧温度对CoAl2 O4陶瓷颜料呈色的影响,并探讨其呈色机理。结果表明：所得CoAl2 O4陶瓷颜料均具有典型的尖晶石结构,当Co/Al比为0.7∶2、溶液pH值为11、煅烧温度为1200℃时可以获得彩度较高的蓝色CoAl2 O4陶瓷颜料。 CoAl2 O4陶瓷颜料的呈色变化主要与所得产物中Co元素的价态有关,当Co含量过高或者前驱体溶液的pH值较大时,产物中含有Co3 O4( Co4+),进入CoAl2 O4后形成固溶体导致其晶格发生畸变,从而使得陶瓷颜料呈现绿色。