稀土元素对氧化铝性能影响的研究进展

发布时间：2021-03-22 07:45

　　在氧化铝中添加稀土元素可提高其热稳定性,还可以改善氧化铝陶瓷在高温下的显微结构和力学性能。在讨论氧化铝载体的制备方法、氢氧化铝与氧化铝及不同氧化铝晶相之间的转化关系、活性氧化铝发生相变的热力学和动力学条件的基础上,指出活性氧化铝发生相变的过程就是O^2-和Al³⁺在空间通过扩散进行重新排列的过程,也是一个形核和晶核长大的过程。为了提高活性氧化铝的热稳定性,一般要加入稀土元素化合物等结构稳定助剂。稀土元素稳定活性氧化铝结构的机理有LnAlO₃与Al₂O₃结构相似稳定模型、稀土氧化物覆盖机理、分散相机理及接触点机理等。稀土元素稳定氧化铝的能力与其离子半径的大小顺序基本一致,即La³⁺>Ce³⁺>Pr³⁺>Nd³⁺>Sm³⁺>Er³⁺>Y³⁺。稀土元素与碱土金属元素复合后,具有协同效应。稀土元素还可... 

【文章来源】：中外能源. 2020,25(05)

【文章页数】：19 页

【部分图文】：

氢氧化铝及氧化铝的相变与温度的关系

由图2和式(1)可知，加热时相邻的2个羟基脱去1分子水，在生成Al—O—Al键的同时，也会产生1个氧阴离子空位；随着温度的升高，脱水不断进行，相应的氧阴离子空位VO越来越高。这些阴离子空位与骨架中的二价阳离子空位相互作用，其结果是导致尖晶石结构遭到破坏，加快了γ-Al2O3的烧结，促进了O2-向六方密堆积八面体的α-Al2O3的形成。就氧化铝的空间结构而言，在发生γ-Al2O3到α-Al2O3的相变过程中，O2-与Al3+空间排布方式的变化过程如图3所示[13]。γ-Al2O3属于面心立方晶系，α-Al2O3为六方晶系，O2-以六方密堆积排列，为了保持电中性，Al3+占据其2/3的八面体间隙，相变的过程就是O2-和Al3+在空间通过扩散进行重新排列的过程，也是一个形核和晶核长大的过程[14]。图3 O2-与Al3+空间排布方式的变化过程

O2-与Al3+空间排布方式的变化过程


本文编号：3093905