工藝參數(shù)對超聲輔助球磨制備的鎂鐵氧體組織和性能影響的研究.pdf

1、本論文主要研究了超聲波輔助條件下的水溶液球磨工藝（以下簡稱超聲球磨）在制備MgFe2O4納米粉末過程中超聲波所起到的作用和作用機理以及超聲波頻率等工藝參數(shù)的影響。其中，原材料分別為4MgCO3·Mg(OH)2·5 H2O(堿式碳酸鎂)，MgC2O4·2H2O（草酸鎂），C4H8MgO4·4H2O（乙酸鎂）和Fe2O3粉末（均為分析純），用到的磨球為不銹鋼球。通過將原材料進(jìn)行無超聲波輔助條件下的水溶液球磨以期研究超聲波在該工藝過程中所起到

2、的作用。通過將4MgCO3· Mg(OH)2·5 H2O和MgC2O4·2H2O在不同超聲波頻率條件下所得到結(jié)果進(jìn)行比較，從而確定超聲波頻率對該工藝所產(chǎn)生的影響。為了確定該工藝過程中加水量的影響，以MgC2O4·2H2O為原材料分別加入不同量的去離子水，對兩者的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行對比。本論文所用到的工藝操作簡單，環(huán)境友好，無需后續(xù)高溫?zé)Y(jié)，有較好的應(yīng)用前景。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)利用化學(xué)計量比的4MgCO3·Mg(OH)2·

3、5 H2O和Fe2O3粉末為原材料，以不銹鋼球為磨球，在超聲頻率為20KHz的情況下進(jìn)行超聲球磨40h后原材料反應(yīng)完全，生成了橢球狀MgFe2O4納米粉末，平均粒徑為20nm，磁飽和強度為54.84emu/g。在超聲波頻率為40KHz的情況下，反應(yīng)完全的時間為60h，得到的產(chǎn)物的磁飽和強度為44.55emu/g。在沒有超聲波輔助的條件下，水溶液球磨60h后沒有發(fā)現(xiàn)MgFe2O4生成。在沒有加入磨球的情況下進(jìn)行超聲處理實驗60h后也沒有M

4、gFe2O4生成。
　　 (2)利用MgC2O4·2H2O和Fe2O3為原材料，不銹鋼球為磨球，在不同頻率超聲波輔助的條件下水溶液球磨一定時間得到了MgFe2O4納米粉末。其中超聲波頻率為20KHz時反應(yīng)完全的時間為15h，得到的MgFe2O4磁飽和強度為59.88 emu/g;超聲波頻率為28KHz時，反應(yīng)完全的時間為20h，磁飽和強度為47.67 emu/g;超聲波頻率為40KHz時，反應(yīng)完全的時間為20h，磁飽和強度為35

5、.57 emu/g。沒有超聲波輔助條件下水溶液球磨60h后沒有MgFe2O4納米粉末生成。在超聲波頻率為20KHz超聲球磨20h的實驗中，加入去離子水1000ml時比加入2000ml情況下得到的產(chǎn)物晶格尺寸小，晶格完整性好。
　　 (3)利用C4H8MgO4·4H2O和Fe2O3為原材料，不銹鋼球為磨球，在超聲波(20KHz)輔助條件下水溶液球磨10h后即形成少量MgFe2O4納米粉末，30h后XRD圖譜中只剩下MgFe2O4衍