提高α-氧化铝粉体分散性的方法简述

提⾼α-氧化铝粉体分散性的⽅法简述
α-Al2O3粉体作为获得各种氧化铝材料的基础原料,其性能⾮常关键,⾼质量、⾼性能的氧化铝粉体要求做到⾼纯、超细、有较窄的粒径分布、没有严重的团聚现象、分散性好等。在氧化铝粉体的制备过程中,影响最终氧化铝粉体分散性的因素主要有以下两个⽅⾯。
1、前驱体对最终氧化铝粉体分散性的影响
⽬前⽤于制备⾼纯超细氧化铝的⽅法主要是沉淀法,即通过对前驱体进⾏锻烧制备粉体。在这⼀过程中,前驱体是影响最终产物分散性的关键因素。
养禽与禽病防治制备氧化铝粉体的前驱体主要包括⽔合氧化铝、硫酸铝铵和碳酸铝铵,这些前驱体由溶液中经沉淀形成,其颗粒粒径、分散状态及相转变温度等均对产物的分散性有明显影响。
在铝盐与沉淀剂反应产⽣前驱体沉淀的过程中,所⽣成的沉淀物包括成核和晶核长⼤两个过程。在成核阶段,晶粒尺⼨⾮常细⼩,具有极⾼的表⾯能。表⾯的缺陷较多,存在⼤量的悬键和不饱和键,使颗粒带电导致其⾃由能很⾼。根据热⼒学⾓度,团聚状态⽐分散状态要稳定,所以溶液中的细颗粒总是有团聚的趋势。
政治体制改革的目标
此外,在两种溶液混合时,总会出现混合浓度不均匀的现象。这时浓度⾼的区域或者两种溶液先接触的
区域就会先⽣成晶核,随着反应的不断进⾏,先⽣成的晶核不断长⼤,成为粒径较⼤的粒⼦,⽽其他浓度低的或者后接触的区域才开始⽣成细⼩的粒⼦并逐渐长⼤。
此时,后⽣成的细⼩的粒⼦会吸附在先⽣成的⼤粒⼦表⾯,通过表⾯反应和扩散熔合作⽤成为更⼤的粒⼦。但如果熔合的时间过长,则会吸附更多的细⼩粒⼦,从⽽形成团聚体。
总之,溶液内部颗粒的团聚是个⼗分复杂且可逆的过程,即团聚和分散处于动态平衡状态,任何细微的变化都会导致颗粒的状态发⽣改变。
氧化铝前驱粉体⽣成的同时,还伴随着⽣成其他副产物,所以要进⾏抽滤以洗去副产物。但是抽滤后的滤饼中,氧化铝前驱体含有⼤量的结构和吸附⽔。在烘箱⼲燥过程,⽔分不断蒸发,前驱体凝胶出现弯⽉液⾯的空隙,导致⽑细管收缩,使粉体紧密的连接在⼀起形成团聚体。
atcc25922另⼀⽅⾯,抽滤过程中使⽤的去离⼦⽔在⼲燥时容易产⽣氢键粘合作⽤,造成硬团聚。这些团聚过程都是不可逆的,硬团聚体⼀旦形成,很难再将它们彻底分离开。因此,要获得分散性好的粉体,控制前驱体的团聚状态是⾄关重要的。
对前驱体团聚的调控⼿段主要包括以下⼏种:
(1)分散剂调控
江都市仙女镇中心小学当前驱体沉淀在液体中⽣成时,由于颗粒之间具有范德华和静电引⼒,故此⼀般在沉淀⽣成之前加⼊分散剂加以调控。⼀般地,根据分散原理的不同常选⽤硫酸铵[(NH4)2SO4]和聚⼄⼆醇(PEG)。其中,硫酸铵具有静电分散的作⽤,使颗粒带上相同的电荷,相互排斥达到分布均匀的状态。
(2)有机物洗涤
强化理论采⽤⽆⽔⼄醇等有机物洗涤前驱体,可以⽤表⾯张⼒⼩的有机溶剂置换颗粒表⾯吸附的⾃由⽔,减⼩氢键的作⽤和颗粒聚集的⽑细管⼒,抑制颗粒的团聚。同时,有机试剂官能团(-OC2H5)能取代胶粒表⾯部分⾮架桥羟基(-OH),起
聚集的⽑细管⼒,抑制颗粒的团聚。同时,有机试剂官能团(-OC2H5)能取代胶粒表⾯部分⾮架桥羟基(-OH),起到⼀定的空间位阻作⽤,这样就可减轻或消除硬团聚的产⽣。
(3)机械和超声分散
团聚的破坏主要是靠机械⼒和超声波。常⽤的机械分散⽅法有球磨法,球磨法⼜可分为球磨、⽓流磨、振动磨。球磨分散具有很强的机械⼒,打破粉体的团聚体,同时也可以减⼩粉体的粒径、提⾼粉体的球形度。但在球磨提⾼分散性的同时,容易引⼊杂质。另⼀⽅⾯,球磨时间以及转速都会对分散性有很⼤的影响,粉体在球磨的过程中会被打细,但是细到⼀定程度后,粉体的表⾯能急剧增加,⼜会出现“⼆次团聚”现象。
超声分散是在超声场中,利⽤超声波在溶液局部产⽣的巨⼤的冲击⼒和微射流等“空化”作⽤,使颗粒分散,但需注意的是,长时间的产⽣⼯作会使体系中的介质吸收波⽽转化为热能,⼤量的热量会影响粒⼦的成核以及长⼤过程。另外,超声分散虽可以获得理想的效果,但是⼤规模使⽤超声分散能耗过⼤,难以在⼯业范围中推⼴使⽤。
除以上⼏种⽅法外,在前驱体的⼲燥阶段,采⽤特殊⼲燥⼯艺如喷雾冷冻⼲燥和超临界流体⼲燥等,也可以进⼀步改善颗粒的团聚现象。
2、煅烧⼯艺对粉体分散性的影响
由于前驱体超细的粒径,使其具有超⾼的表⾯能和烧结活性。在低温烧结过程中团聚的前驱体优先烧结,形成烧结颈进⽽形成⼤的团聚体。当煅烧温度过⾼时,此时粉体的扩散速度加快,团聚体会继续烧结,降低粉体活性,同时也不利于后续陶瓷⽓孔的排除和致密化。因此控制合理的煅烧制度对减轻团聚现象尤为重要。
已有⼤量⼯作致⼒于降低α-Al2O3的形成温度,来达到控制α-Al2O3粉体的粒径分布及分散性的⽬的,⽐如通过引⼊⽆机添加剂、晶种或机械球磨等⽅法来制备性能良好的α-Al2O3粉体。
(1)加⼊晶种对α-Al2O3粉体分散性的影响
圣贞德女子学院
⼰有的研究表明在⾼温煅烧阶段添加晶种可以影响α-Al2O3相变过程中的成核势垒。晶种可以为体系提供低能量的异相成核点,降低形核势垒及相应的活化能,最终降低相变温度,从⽽避免⾼温下的烧结、团聚、颗粒粗化等现象,得到⾼分散性的α-Al2O3粉体。
(2)机械球磨处理对α-Al2O3粉体分散性的影响
基于机械能对固态反应的有益影响,机械球磨被⼴泛⽤于活化各种前驱物粉体,促降低其相转变温度。前驱体的球磨活化可有效降低α-Al2O3的形成温度,减弱因⾼温煅烧引起的烧结、团聚等现象,提⾼最终α-Al2O3粉体的分散性。
⼲货链接:

本文发布于:2024-09-22 16:43:16,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/123465.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:团聚   粉体   前驱   颗粒   氧化铝   分散
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议