硼酸铝晶须
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根据价键理论，反应进行需要有效碰撞，即分子 能量达到足够高，并且分子碰撞发生在特定的位置。 因此，反应的高温和保温条件便可以解释。 晶须的生长需要有轴向螺旋位错的存在。该方向 也是晶体生长的方向。同时，吸附在低能表面的分 子容易解析是因为晶须的侧面表面能很低，也就是 因为侧面并不存在位错。 综上所述：硼酸铝晶须的生长过程可以叙述如下， 反应微区的形成，硼酸铝晶核的形成，硼酸铝晶核 的长大，硼酸铝晶须的形成
合成工艺——流程图
铝盐溶液、 硼酸盐溶液 凝胶制品 过滤洗涤 水热处理
晶须 产品
烘干
过滤洗涤
水热法制取硼酸铝晶须工艺流程图
工艺过程的原理
一.
二.
由相图可以看出，合成 硼酸铝晶须的反应式如图一， 且硼酸铝在约1440℃以下生 成，反应为吸热反应，升高 温度有利于反应进行。保温 结束后，随温度降低， 9Al2O3.2B2O3过饱和，继 续析出形成晶须；当温度低 于1050℃时，反应如图二， 会生成2Al2O3.B2O3颗粒。 因此可以加快降温，降低 2Al2O3.B2O3颗粒的生成。
主要性能
晶须 组成 直径 μm 长度 μm 密度 g/cm3 弹性 模量 GPa 抗拉 强度 GPa 莫氏 硬度 熔点 ℃。 耐热性 ℃。
9Al2O3 0.5-1.0 .2B2O3
10-30
2.93
392
7.84
7
1440
1200
主要性能
硼酸铝晶须的基本性能： 极高的强度和弹性 优良的耐酸碱性 高熔点耐热性较好 近似化学中性 温度膨胀系数低 性价比高，其价格仅为碳化硅和氮化硅晶须的1/10-
水热法
• 用硼酸铵或硼砂和硝酸铝混合，制成8-10%的浓度的溶液，搅拌，过滤， 得到中性硫酸铝凝胶并放入压热釜中，反应条件为450℃ , 35MPa。晶 须直径2-20μm，长度150-500μm
合成工艺——流程图
助溶剂
供氧化铝、 氧化硼原料 原料混合 晶须生长 水
产品
烘干
水洗
酸处理
助溶剂法制取硼酸铝晶须工艺流程图
合成工艺
由于气相法在工业操作中难以控制，熔融法温度过高， 所以只介绍助熔法和水热法。
助熔法
• 供氧化铝成分主要是硫酸铝，硝酸铝，氢氧化铝等，供氧化硼成分主要是氧化 硼，硼酸，四硼酸钠等。助溶剂有碱金属硫酸盐，卤化物，碳酸盐等，熔融时 粘度低，阻止晶须分解。Al/B的摩尔比约为6/4或9/2。温度900-1200℃。晶须 直径0.5-5μm，长度10-100μm。
工艺过程原理——L-S机理
一般认为硼酸铝 晶须的生长机理为LS的生长机理。其中L 代表液态B2O3，S代 表固态的Al2O3微晶。 Al2O3微晶提供晶须 生长的螺旋位错的基 质，添加的助溶剂可 以将B2O3运送到基 质上，以供晶核长大。 B2O3向晶尖运动的 动力是表面扩散作用。 。
工艺过程原理
谢谢
矿物加工工程 张迎霜 1401570
主要内容 合成工艺 形成机理 主要性能 应用
硼酸铝晶须图片
合成工艺
硼酸铝晶须的组成式为xAl2O3.yB2O3。硼酸铝的 种类很多，但是由于9Al2O3.2B2O3的性能最优良，所 以，硼酸铝晶须主要指后者。
气相法
熔融法
助熔法
水热法
合成工艺
1/30左右。 中子辐射屏蔽作用
应用
充填工程塑 料，增强塑 料的机械性 能
可使制品呈 现各向同性， 提高小部件 的精度
金属补强Байду номын сангаас， 耐火阻燃层， 使金属具有 电磁波屏蔽 耐磨性和低 材料。 膨胀率
应用
中子辐射屏蔽作用主要是由于硼原子的原子核对热中子 的俘获面积比较大，为754靶恩，当然靶恩是核反应面积单 位，1靶恩=10-24平方厘米。热中子在被硼原子碰撞吸收后， 能量降低，从而达到中子屏蔽的效果——可以做成防辐射 层
合成工艺——流程图
铝盐溶液、 硼酸盐溶液 凝胶制品 过滤洗涤 水热处理
晶须 产品
烘干
过滤洗涤
水热法制取硼酸铝晶须工艺流程图
工艺过程的原理
一.
二.
由相图可以看出，合成 硼酸铝晶须的反应式如图一， 且硼酸铝在约1440℃以下生 成，反应为吸热反应，升高 温度有利于反应进行。保温 结束后，随温度降低， 9Al2O3.2B2O3过饱和，继 续析出形成晶须；当温度低 于1050℃时，反应如图二， 会生成2Al2O3.B2O3颗粒。 因此可以加快降温，降低 2Al2O3.B2O3颗粒的生成。
主要性能
晶须 组成 直径 μm 长度 μm 密度 g/cm3 弹性 模量 GPa 抗拉 强度 GPa 莫氏 硬度 熔点 ℃。 耐热性 ℃。
9Al2O3 0.5-1.0 .2B2O3
10-30
2.93
392
7.84
7
1440
1200
主要性能
硼酸铝晶须的基本性能： 极高的强度和弹性 优良的耐酸碱性 高熔点耐热性较好 近似化学中性 温度膨胀系数低 性价比高，其价格仅为碳化硅和氮化硅晶须的1/10-
水热法
• 用硼酸铵或硼砂和硝酸铝混合，制成8-10%的浓度的溶液，搅拌，过滤， 得到中性硫酸铝凝胶并放入压热釜中，反应条件为450℃ , 35MPa。晶 须直径2-20μm，长度150-500μm
合成工艺——流程图
助溶剂
供氧化铝、 氧化硼原料 原料混合 晶须生长 水
产品
烘干
水洗
酸处理
助溶剂法制取硼酸铝晶须工艺流程图
合成工艺
由于气相法在工业操作中难以控制，熔融法温度过高， 所以只介绍助熔法和水热法。
助熔法
• 供氧化铝成分主要是硫酸铝，硝酸铝，氢氧化铝等，供氧化硼成分主要是氧化 硼，硼酸，四硼酸钠等。助溶剂有碱金属硫酸盐，卤化物，碳酸盐等，熔融时 粘度低，阻止晶须分解。Al/B的摩尔比约为6/4或9/2。温度900-1200℃。晶须 直径0.5-5μm，长度10-100μm。
工艺过程原理——L-S机理
一般认为硼酸铝 晶须的生长机理为LS的生长机理。其中L 代表液态B2O3，S代 表固态的Al2O3微晶。 Al2O3微晶提供晶须 生长的螺旋位错的基 质，添加的助溶剂可 以将B2O3运送到基 质上，以供晶核长大。 B2O3向晶尖运动的 动力是表面扩散作用。 。
工艺过程原理
谢谢
矿物加工工程 张迎霜 1401570
主要内容 合成工艺 形成机理 主要性能 应用
硼酸铝晶须图片
合成工艺
硼酸铝晶须的组成式为xAl2O3.yB2O3。硼酸铝的 种类很多，但是由于9Al2O3.2B2O3的性能最优良，所 以，硼酸铝晶须主要指后者。
气相法
熔融法
助熔法
水热法
合成工艺
1/30左右。 中子辐射屏蔽作用
应用
充填工程塑 料，增强塑 料的机械性 能
可使制品呈 现各向同性， 提高小部件 的精度
金属补强Байду номын сангаас， 耐火阻燃层， 使金属具有 电磁波屏蔽 耐磨性和低 材料。 膨胀率
应用
中子辐射屏蔽作用主要是由于硼原子的原子核对热中子 的俘获面积比较大，为754靶恩，当然靶恩是核反应面积单 位，1靶恩=10-24平方厘米。热中子在被硼原子碰撞吸收后， 能量降低，从而达到中子屏蔽的效果——可以做成防辐射 层