纳米α氧化铝粉体制备及烧结性能研究
发布时间：2023-04-04 03:43
而纳米氧化铝陶瓷由于其粒径尺寸、晶界宽度以及气孔尺寸都处在纳米级别,根本上改变了氧化铝粉体的结构,所以纳米氧化铝陶瓷的烧结性能要好于传统的氧化铝陶瓷。但纳米氧化铝陶瓷的制备受到了很大的挑战。因为α相氧化铝的转化温度很高,通常达到1200℃以上,这导致晶粒尺寸在高温条件下不断长大,很难达到纳米级。对制备工艺造成很大的阻碍。本课题研究了通过均相沉淀法和热分解法制备纳米级α氧化铝的优化工艺。采用的是以碳酸铝铵(AACH)为前驱体通过添加α-Al2O3籽晶和氟化铝(AlF3)利用热分解法制备纳米级氧化铝,采用TEM、BET、XRD、TG-DSC、FT-IR对产品进行表征。此方法制备出的氧化铝粒度小、分散性能好。这种粉末制成的陶瓷坯体可在1350℃～1400℃的温度下烧结致密,达到相对密度97%以上,致密程度很高。实验主要结论:(1)得出优化的合成碳酸铝铵的工艺条件为:滴定方式:硫酸铝铵(AAS)到碳酸氢铵(AHC)溶液;滴定速率:5mL/min;AHC与AAS的配比过剩系数:1.3;pH保持在9左右;温度:8℃,碳酸氢铵浓度为1.7mol/L,硫酸铝铵浓度为0.3mol/L,PEG2000用量...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 陶瓷粉体的叙述
1.1.1 陶瓷粉体间的团聚
1.1.2 纳米陶瓷粉体
1.1.3 纳米陶瓷的烧结性能
1.2 氧化铝陶瓷
1.2.1 氧化铝概述
1.2.2 氧化铝的晶型转变
1.3 纳米氧化铝的制备及研究
1.3.1 国内外对纳米氧化铝的研究进展
1.3.2 纳米氧化铝的制备
1.4 添加剂对制备纳米氧化铝的作用
1.4.1 α-Al2O3晶种对相转化的影响
1.4.2 硝酸铵对相转化的影响
1.4.3 矿化剂对相转化的影响
1.5 本课题的研究内容与意义
第2章 碳酸铝铵的制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器设备
2.2.3 实验方法
2.2.4 结构与性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 反应原理
2.3.2 pH值对前驱体制备的影响
2.3.3 加料方式和滴加速度对前驱体的影响
2.3.4 碳酸氢铵浓度对反应沉淀物的影响
2.3.5 碳酸氢铵与硫酸铝铵配比对前驱体的影响
2.3.6 温度对前驱体性能的影响
2.4 合成碳酸铝铵的反应条件对氧化铝的影响
2.4.1 分散剂用量的影响
2.4.2 硫酸铝铵浓度的影响
2.4.3 碳酸氢铵浓度的影响
2.5 碳酸铝铵前驱体的表征
2.5.1 X射线衍射表征(XRD)
2.5.2 红外吸收光谱分析(FT-IR)
2.5.3 热重差示扫描分析(TG-DSC)
2.6 本章小结
第3章 热分解法制备α-Al2O3
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器和设备
3.2.3 实验流程
3.2.4 结构与性能测试
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 无添加剂碳酸铝铵制备α-Al2O3粉体
3.3.2 α-Al2O3籽晶对前驱体煅烧的影响
3.4 氟化物对相转化过程的影响
3.4.1 引言
3.4.2 NaF对相转化的影响
3.4.3 LiF对相转化的影响
3.4.4 CaF2对相转化的影响
3.4.7 AlF3对相转化的影响
3.5 本章小结
第4章 氧化铝陶瓷的烧结
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器和设备
4.2.3 实验流程
4.2.4 结构与性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 造粒对陶瓷坯体烧结的影响
4.3.2 不同工艺制备的粉末的烧结性能
4.3.3 烧结时间对陶瓷致密度的影响
4.3.4 烧结原理的简述
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 实验结论
5.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3781719
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 陶瓷粉体的叙述
1.1.1 陶瓷粉体间的团聚
1.1.2 纳米陶瓷粉体
1.1.3 纳米陶瓷的烧结性能
1.2 氧化铝陶瓷
1.2.1 氧化铝概述
1.2.2 氧化铝的晶型转变
1.3 纳米氧化铝的制备及研究
1.3.1 国内外对纳米氧化铝的研究进展
1.3.2 纳米氧化铝的制备
1.4 添加剂对制备纳米氧化铝的作用
1.4.1 α-Al2O3晶种对相转化的影响
1.4.2 硝酸铵对相转化的影响
1.4.3 矿化剂对相转化的影响
1.5 本课题的研究内容与意义
第2章 碳酸铝铵的制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器设备
2.2.3 实验方法
2.2.4 结构与性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 反应原理
2.3.2 pH值对前驱体制备的影响
2.3.3 加料方式和滴加速度对前驱体的影响
2.3.4 碳酸氢铵浓度对反应沉淀物的影响
2.3.5 碳酸氢铵与硫酸铝铵配比对前驱体的影响
2.3.6 温度对前驱体性能的影响
2.4 合成碳酸铝铵的反应条件对氧化铝的影响
2.4.1 分散剂用量的影响
2.4.2 硫酸铝铵浓度的影响
2.4.3 碳酸氢铵浓度的影响
2.5 碳酸铝铵前驱体的表征
2.5.1 X射线衍射表征(XRD)
2.5.2 红外吸收光谱分析(FT-IR)
2.5.3 热重差示扫描分析(TG-DSC)
2.6 本章小结
第3章 热分解法制备α-Al2O3
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器和设备
3.2.3 实验流程
3.2.4 结构与性能测试
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 无添加剂碳酸铝铵制备α-Al2O3粉体
3.3.2 α-Al2O3籽晶对前驱体煅烧的影响
3.4 氟化物对相转化过程的影响
3.4.1 引言
3.4.2 NaF对相转化的影响
3.4.3 LiF对相转化的影响
3.4.4 CaF2对相转化的影响
3.4.7 AlF3对相转化的影响
3.5 本章小结
第4章 氧化铝陶瓷的烧结
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器和设备
4.2.3 实验流程
4.2.4 结构与性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 造粒对陶瓷坯体烧结的影响
4.3.2 不同工艺制备的粉末的烧结性能
4.3.3 烧结时间对陶瓷致密度的影响
4.3.4 烧结原理的简述
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 实验结论
5.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3781719
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