万方数据
中国陶瓷2008年第7期
图1醇盐水解制备尖晶石粉体的SEM照片Fig.1ASEMphotoofspinelpowdersobtainedby
alkoxidehydrolysismethod
¨柚■¨∞¨IO-
知
图2醇盐水解制备尖晶石粉体的XRD谱图Fig.2XRDpatternsofspinelpowdersobtainedby
alkoxidehydrolysismethod
有非晶态的AI(OH),、Mg。
A1,(OH)。
・3H,O以及少量的碳酸盐和硝酸根离子,在干燥过程中容易形成团聚,所以,该体系制备的粉体烧结性较差,烧结体相对密度低于95%。
硫酸盐体系制备的前驱物含有Mg(OH),、AI(OH),、Mg;A1。
011.15H,O,还有少量的碳酸盐和硫酸根离子,该体系制备的粉体烧结活性较好、体密度高。
2.2共沉淀法
共沉淀法是在同一溶液中加入沉淀剂生成两种或两种以上的沉淀物,再经热处理来制备粉体的方法。
马亚鲁【8】等人以AICI,・6H,O、MgCI,・6H,O为原料,NH,・H,O作沉淀剂,按n(MgO):n(Al,O,)=l:1.5配制成浓度为0.5mol・L叫的混合盐溶液,在快速搅拌下缓慢滴入氨水,调节pH值至ll~12,65℃下反应30min便可得到白色絮状凝胶,经水洗、离心分离后于85℃干燥,并在900"C下焙烧1h,便得到MAS粉体。
该粉体成分均匀、晶粒尺寸40rim,颗粒近似球形,无硬团聚,粉体的比表面积在100m2・g。
1以上。
沉淀法虽然是最简单、最方便的湿化学法,但其致命缺陷是很难制得高纯产物。
有人报道制得高纯产物,但从其制备过程看,全部原料试剂和添加剂均为分析纯,最终产物的纯度连99.9%也达不到;另外,湿化学法的普遍问题是粉体的团聚,为解决颗粒团聚加入的添加剂
_;}'4I中国陶瓷ICHINACERAMICSI2008(44)第7期j也会影响粉体的纯度。
3溶胶凝胶法
3.1溶胶凝胶法
溶胶凝胶法是将有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶、干燥,再经热处理而制备氧化物或其它化合物的方法,简称Sol—Gel法。
王修慧【9】等按n(Mg):n(A1)=l:2、将镁、铝碎片加入正丁醇中,在AICI,催化下反应生成正丁醇镁铝(Mg[AI(OBn)。
】,)l然后在1333Pa、354"(2下减压蒸馏得到高纯度的正丁醇镁铝I再将醇盐水解、干燥得到干凝胶粉体,最后焙烧制得尖晶石粉体。
经XRD检测结果表明,在l100"C下焙烧即可获得完好的尖晶石结构,且未见任何杂质相。
由Bragg方程计算晶粒大小在19~54nm之间。
经ICP-MS检测表明粉体纯度为99.995%。
图1为1100℃下焙烧制得的尖晶石粉体SEM照片,其一次粒子在0.3~0.5um左右,存在轻微团聚。
图2为干凝胶粉体在不同温度下焙烧制得尖晶石粉体的XRD谱图。
该法之所以能够制得如此高纯度的产物,是因为制备过程中不加任何添加剂,避免了杂质的引入。
Varnicrollo】等将Mg[AI(OR)。
】,,加入聚乙烯二醇,通过水解聚合反应生成凝胶,超临界干燥后,于700℃焙烧,可制备粒径为5~20hm的单相尖晶石粉。
该法制备温度低,尖晶石粉无团聚,且粒度分布窄,在1200~1500℃温度热压可制备透明体。
PommierC【111等将Mg[AI(OR)。
】,溶入二丁醇中,然后慢慢加入乙醇水溶液,控制水解形成凝胶,干燥后在1200℃焙烧制得尖晶石粉,但存在团聚。
LepkavaJ【12】等用Mg(NO,),-6H,O、AI(OC。
H。
),为原料采用Sol—Gel法制得尖晶石粉。
以Ti(OC。
H。
)。
,B(OCH,),作添加剂,可降低尖晶石合成温度,所制粉体粒度均匀,分散性好。
3.2聚合物网络凝胶法
聚合物网络凝胶法是利用高分子聚合机制,加入网络交联剂、引发剂,诱发聚合形成凝胶,然后再将凝胶干燥、焙烧得到粉体的方法。
仝建峰【13】等以Mg(NO,),和AI(NO,),为原料,加入丙烯酰胺,N,N7一亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵,在60~100℃下聚合后获得凝胶,经过干燥、高温焙烧获得MAS粉体。
由于聚合物网络的位阻作用,阻止了MgAl,O。
颗粒的团聚,颗粒尺寸50rim左右。
该法的优点在于采用普通的无机盐为原料,通过简单的工艺即可获得颗粒尺寸细小,团聚较少的MgAI,O.粉体。
溶胶凝胶法有两种工艺路线:一是以金属醇盐为初始原料;二是以无机盐为初始原料。
由于后者无法解决高纯度问题,要制备高性能尖晶石粉体,无论溶胶凝胶法在解决粒度问题上拥有多大的优势,此种工艺也无法满足其要求。
而前者应该是比较有前途的。
金属醇盐具有独特的性质一在减压条件下蒸馏提纯,可以达到99.99%
以上的纯度。
金属醇盐水解得到的胶体颗粒的粒度均在 万方数据
万方数据
万方数据。