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文檔簡介
1、納米氧化鋁是一種新型的功能材料之一,它具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、耐磨和高表面活性等特點(diǎn),已成為極其重要的陶瓷、催化劑及其載體材料之一。本文以納米γ-Al2O3及其前驅(qū)體水合氧化鋁為研究對象,分別討論了工業(yè)化生產(chǎn)成本控制、制備過程影響因素、膠溶劑、表面活性劑和熱處理工藝條件對粉體的影響。 目前納米氧化鋁粉體的制備存在成本高、粉體形貌難控制及團(tuán)聚嚴(yán)重等問題,本實(shí)驗(yàn)采用價格較低的重熔精鋁和異丙醇制備異丙醇鋁,研究發(fā)現(xiàn):制得的異丙醇鋁經(jīng)除
2、雜后,和常規(guī)制備的異丙醇鋁成分相似,但成本降低很多。 以異丙醇鋁為原料,通過溶膠凝膠法制備出前驅(qū)體水合氧化鋁粉體。研究發(fā)現(xiàn),通過調(diào)節(jié)加水量、水解溫度和陳化時間,可以有效控制前驅(qū)體的結(jié)晶度、分散性及形貌。當(dāng)異丙醇鋁和水的摩爾比為1∶3,水解溫度為80℃,制成的干凝膠粉為高純度水合氧化鋁,結(jié)晶度高,顆粒大小均一,分散性很好,平均粒徑為30~40nm。 膠溶劑的添加對氧化鋁及其前驅(qū)體粉體特性有顯著改變,膠溶劑種類、pH值和添加
3、量不同,影響不同。研究表明,當(dāng)膠溶劑氟化氫銨與水的摩爾比為0.02時,制備出的高純γ-Al2O3粉體晶化程度最高,顆粒性明顯,分散性很好,無大塊團(tuán)聚出現(xiàn),且顆粒大小均一,約為8~10nm。 表面活性劑對氧化鋁粉體的分散性和形貌有一定作用,其效果隨表面活性劑的種類和分子量的不同而不同。研究發(fā)現(xiàn),分子鏈越長、基團(tuán)越易結(jié)合、分子量越大的非離子表面活性劑越能有效改善團(tuán)聚現(xiàn)象。當(dāng)以油酸為表面活性劑制備出的粉體顆粒性明顯,大小均一,約為8~
4、10nm,分散性一般,無大塊團(tuán)聚;以PEG1000為表面活性劑制備出的高純γ-Al2O3粉體分散效果最佳,基本無團(tuán)聚。 熱處理工藝是影響納米氧化鋁顆粒特性的一個重要因素。利用正交原理設(shè)計實(shí)驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),熱處理工藝參數(shù)對Al2O3粒子顆粒特性的影響由強(qiáng)到弱的次序?yàn)椋红褵郎囟?、煅燒溫度點(diǎn)的保溫時間、水合氧化鋁300℃分解溫度點(diǎn)的保溫時間。通過控制其熱處理工藝參數(shù),可獲得一定尺寸范圍內(nèi)的大小均勻,分散性好的球形γ-Al2O3粉體。制備
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