共沉淀法制備Al2O3及Al2O3-ZrO2納米粉體.pdf

1、納米氧化鋁粉體有著非常多的優(yōu)良性能,比如:粉體粒徑小、表面原子比例高、獨(dú)特的體積效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等成為開發(fā)新一代高強(qiáng)度、高韌性以及多功能陶瓷的理想原料。不僅如此,而且氧化鋁陶瓷以其優(yōu)良的性能有著廣闊的應(yīng)用前景,有望在電子學(xué)、機(jī)械、宇航工業(yè)等高科技領(lǐng)域起到很大的作用。但是氧化鋁陶瓷的脆性問題嚴(yán)重的限制了氧化鋁陶瓷的應(yīng)用和發(fā)展,近年來人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)復(fù)合陶瓷能夠很好的改善單一陶瓷所存在的脆性問題,也就是在氧化鋁中加

2、入第二相來提高氧化鋁陶瓷的力學(xué)性能。將氧化鋯粒子沉積在氧化鋁基體中,形成第二相用來增韌氧化鋁陶瓷能夠制備出高性能的陶瓷材料。納米級(jí)氧化鋁粉體以及氧化鋁/氧化鋯基復(fù)合粉體性能的好壞是制備高性能精細(xì)陶瓷的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是當(dāng)前陶瓷材料研究的熱點(diǎn)。
　　 本文以Al(NO3)3·9H2O和ZrOCl2·8H2O為前軀體,NH3·H2O為沉淀劑,加入等量的PEG400和PEG6000做為分散劑,在制備過程中控制滴定速度在10ml/min,盡

3、量保持在同一溫度下反應(yīng)。在制備氧化鋁納米粉體時(shí)改變分散劑的使用量、滴定順序以及凝膠體制備中的pH值,制備氧化鋁/氧化鋯納米復(fù)合粉體時(shí)改變Al:Zr的摩爾比以及凝膠體的pH值。制備出不同條件下的氧化鋁以及氧化鋁/氧化鋯前軀體即凝膠體,將這些凝膠體多次水洗、醇洗后干燥,然后在不同的溫度下煅燒得到納米粉體。再將煅燒后的粉體通過TG/DSC、XRD、SEM來測試性能,并通過XRD的分析利用謝樂公式計(jì)算出粉體中晶粒的粒度。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、表明:在制備氧化鋁納米粉體時(shí)改變分散劑的用量、滴定順序和凝膠體的pH值對(duì)粉體的性能有很大的影響。分散劑的加入量在干粉的1％左右時(shí)分散效果最好；反滴情況下制備出的粉體比正滴情況下制備出的粉體性能更好,燒結(jié)溫度更低；當(dāng)凝膠體的pH值在9左右時(shí)制備出的粉體粒徑比較小,且粉體的分散效果要好。在制備氧化鋁/氧化鋯納米復(fù)合粉體時(shí)Al:Zr的摩爾比不僅影響著粉體的粒度而且影響著t-ZrO2的存在,當(dāng)煅燒溫度達(dá)到1200℃時(shí)隨著ZrO2含量的增加t-Z