超声波辅助沉淀法制备纳米氧化铝粉体 总结:
摘要: 以硝酸铝和碳酸氢铵为原料,采用超声波辅助沉淀法制备Al2O3粉体,利用XRD和SEM对所制备的粉体的物相和形貌进行表征,考察了干燥方式和水浴温度对粉体制备的影响。结果表明真空冷冻干燥较传统鼓风干燥制得的氧化铝粉体分散性更好,粒径更均匀;氧化铝粉体的粒径随着反应温度的升高而增大,适宜的水浴温度为25℃;利用超声波辅助沉淀法制得了粒径分布窄、分散性好的纳米氧化铝粉体。
纲要:
1. 引言氧化铝粉体,尤其是纳米氧化铝,由于具有高熔点、高硬度、耐酸碱腐蚀、抗磨损、良好的绝缘和介电性能,以及优异的光学和机电性能,被广泛应用于耐火材料、精密陶瓷、生物陶瓷、化学化工、光学器件、集成电路和航空航天等领域。将水浴温度分别控制在25℃、35℃、45℃和55℃四个温度,采用正向滴定法将配制好的碳酸氢铵溶液逐滴滴加到所配制好的硝酸铝溶液中,同时进行强力搅拌,部分实验同时施加超声波,产生絮状沉淀,最终形成乳白色悬浊液。待前驱体充分干燥后,将其置于高温电阻炉中于1135℃煅烧2 h,得到目标产物氧化铝粉体。随着后续干燥的进行,溶剂升华,“固桥”不断减少乃至消失,但颗粒间的相对位置不再发生变化。冷冻干燥这种方式充分利用了水的性能特点,以及表面能与温度间的关系,当一定量的水被冷冻成冰时其体积发生膨胀,水由液态变为固态的相变过程中所产生的膨胀力,将使得原先相互靠近的颗粒适当的被分开,同时由于固态的形成也进一步阻止了粒子的进一步聚集,从而防止了粉体的硬团聚现象的产生。由图3所示XRD检测分析结果可以看出,在沉淀过程中有无施加超声波,所制备的粉体的峰型结构一致,均为单一相α-Al2O3。分析认为,将超声波作用于纳米氧化铝的制备过程中,沉淀液被施加超声场以后,将产生一系列的“空化泡”现象,在相继经历超声的稀疏相和压缩相时,气泡产生生长、收缩、再生长,以及再收缩等变化,经上述多次周期性的振荡,最终得以高速崩裂。对本实验而言,当沉淀反应水浴温度控制在常温,即25℃左右比较理想,此时所制备的粉体粒径较为细小。超声波辅助液相沉淀法可制备出粒径小、粒度分布窄的纳米氧化铝粉体。水浴温度为常温(25℃)条件下反应制得的纳米氧化铝粉体粒径最小,粒度更均匀。
内容:
1. 引言
氧化铝粉体,尤其是纳米氧化铝,由于具有高熔点、高硬度、耐酸碱腐蚀、抗磨损、良好的绝
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