化学共沉淀法合成美铝尖晶石粉体(英文)
镁铝尖晶石微粉的合成方法
镁铝尖晶石微粉的合成方法纳米 MgAl2O4的制备方法传统的制备 MgAl2O4 颗粒粉体的方法是利用 A12O3 和 MgO 的固相反应: A12O3+MgO= MgAl2O4 (1.1) 这种固相反应需要 1450?的高温[4]在如此高的温度下,颗粒会发生长大,并产生严重的团聚。
而且,这种方法消耗能源巨大。
近年来,人们开发出许多制备 MgAl2O4 纳米颗粒粉体的技术[5]。
主要制备纳米MgAl2O4 粉体的方法如下。
1) 金属醇盐法金属醇盐法是将金属作为起始原料,分别和一定的醇反应生成金属醇盐,然后将金属醇盐经减压蒸馏、提纯、分馏即可得到纳米尺寸的粉末。
黄存新、彭载学等人用这种方法制备了纳米 MgAl2O4 粉末,再采用热压烧结的方法得到了MgAl2O4 透明陶瓷。
他们将金属镁、铝分别和乙醇(C2H5OH)、异丙醇 ((CH3)2CHOH)反应生成 Mg(OC2H5)2 和 Al(OC3H7)3,然后将两种金属醇盐振荡混合,在这个过程中二者反应生成 MgAl2(OC2H5)2(OC3H7)6,继续振荡并加入蒸馏水和乙醇(C2H5OH)直至成为溶胶状态,然后在室温下放置一段时间使溶胶形成了凝胶,再在 100?左右的温度下进行真空干燥,最后在 800?-1100?温度范围内煅烧即可得纳米 MgAl2O4 粉末[6]。
这种方法制备的 MgAl2O4 粉末,晶粒尺寸在 50-1500nm 之间,颗粒分布比较均匀。
但是该方法工艺比较复杂,且容易引入杂质离子,如Na+、Si、C。
而透明陶瓷材料对纳米 MgAl2O4 粉末的纯度要求很高,能够吸收可见光的杂质的引入将增加透明陶瓷的光吸收因素 Sim,会降低了材料的综合性能。
2)化学共沉淀法在含有多种金属阳离子的溶液中加入沉淀剂后,可使所有阳离子完全沉淀,再煅烧沉淀物可得到氧化物粉体,这种方法称为化学共沉淀法。
利用此种方法,研究者们制备了 MgAl2O4 纳米颗粒粉体。
镁铝尖晶石的合成及其工业应用
镁铝尖晶石的合成及其工业应用1. 应用背景镁铝尖晶石(MgAl2O4)是一种重要的陶瓷材料,具有高熔点、高硬度、高耐磨性、优异的导热性能和化学稳定性等特点。
这些特性使得镁铝尖晶石在高温和高压的环境下能够保持其结构和性能稳定,因此被广泛应用于各个领域,包括电子技术、陶瓷工艺、催化剂、防火材料等。
2. 应用过程镁铝尖晶石的合成主要有以下几种方法:2.1. 固相法固相法是一种传统的合成方法,通过将镁氧化物(MgO)和氧化铝(Al2O3)按一定的比例混合,并在高温下进行煅烧反应来合成镁铝尖晶石。
在这个过程中,混合物首先经过颗粒破碎和混合,然后在高温下煅烧。
最终形成镁铝尖晶石的晶体。
2.2. 水热法水热法是一种利用水热合成方法,该方法需要将氢氧化镁(Mg(OH)2)和氯化铝(AlCl3)溶解在水中,然后在高温高压的条件下进行反应。
这个反应过程可以通过调节反应温度和反应时间来控制镁铝尖晶石晶体的形貌和尺寸。
2.3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种先合成溶胶,再通过凝胶过程形成固体材料的方法。
该方法将金属溶胶(可通过金属盐与有机物反应得到)与络合剂混合,并在一定条件下进行反应,通过水解和缩聚来形成凝胶。
然后通过煅烧过程来获得镁铝尖晶石材料。
3. 应用效果镁铝尖晶石在各个工业领域都有广泛的应用。
3.1. 电子技术镁铝尖晶石是一种常见的电子陶瓷材料,广泛应用于电子技术领域。
其具有优异的绝缘性能、高介电常数和低介电损耗,因此被广泛用作电容器、电感器和滤波器等电子元件的基底材料。
此外,镁铝尖晶石还具有优秀的热膨胀性能,可以与一些硅基材料良好地匹配,用于微电子封装材料和高密度集成电路的基底材料。
3.2. 陶瓷工艺镁铝尖晶石的高硬度和耐磨性使其成为制造陶瓷刀具和陶瓷磨料的理想选择。
陶瓷刀具具有优异的切割性能和耐磨性,被广泛应用于切割、切割和磨削等工艺中。
此外,镁铝尖晶石还可以用于制造陶瓷磨料,用于超硬材料加工、抛光、磨削等领域。
M:MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递
M:MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递夏心俊;阎峰云;孙文峰;魏富中;马文丽【摘要】Solely doped Mn2+,Cr3+and magnesium aluminate spinel powder with double-doped Mn2+, Cr3+is prepared with chemical coprecipitation method,every kind of ionic concentration is changed,the power is applied with XRD and fluorometric analysis.The result shows that the sample with solely doped Mn2+ionic emitted 520 nm of green light under the excitation of 450 nm wavelength;the sample with sole-ly doped Cr3+ionic emitted red light of 694nm under the excitation of 425 nm and 545 nm;double-doped Mg1-xAl2(1-y)O4:xMn2+,yCr3+powder can get green light of 525 nm and red light of 694 nm when emit-ting wavelength is 450 nm,red emission peak of double-doped sample at 694 nm is excitated together with 425nm,450 nm and 525 nm,there is energy transfer between Mn2+and Cr3+,both are excitation center and sensitivity center.With concentration increasing of Mn2+and Cr3+,green light intensity in emission spec-trum is increased,as well as red light.%采用化学共沉淀法制备出单掺Mn2+,单掺 Cr3+以及Mn2+,Cr3+双掺的镁铝尖晶石粉体,改变各掺杂离子浓度,对粉体进行 XRD、荧光分析.结果表明,单掺Mn2+离子的样品在450 nm 波长激发下发射520 nm的绿光;单掺Cr3+离子的样品在425 nm 和545 nm波长激发下发射694 nm的红光;双掺的Mg1-xAl2(1-y)O4:xMn2+,yCr3+粉体在激发波长为450 nm 时得到525 nm 的绿光和694 nm的红光,双掺样品在694 nm的红色发射峰由425 nm,450 nm和525 nm共同激发,Mn2+和Cr3+离子之间存在能量传递,二者互为激发中心和敏化中心,随着Mn2+离子和 Cr3+离子浓度的增加,发射光谱中发生猝灭时的绿光强度得到提高,红光强度逐渐增加.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】6页(P129-134)【关键词】共沉淀;镁铝尖晶石;Mn2+离子;Cr3+离子;荧光性能【作者】夏心俊;阎峰云;孙文峰;魏富中;马文丽【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】O482.31镁铝尖晶石(MgAl2O4)是一种新型功能材料,其粉体在发光、固体激光器和透明陶瓷制备等方面已具有广泛应用[1-3]。
镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究
摘要本文主要综述了镁铝尖晶石透明陶瓷制备的研究进展;分别介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的抗钢包渣侵蚀性能研究和透光性能研究,同时介绍了不同的镁铝尖晶石的制备,还有镁铝尖晶石在各领域的应用,并对其发展前景做了展望。
关键词:镁铝尖晶石;透明陶瓷;镁铝尖晶石性能;镁铝尖晶石制备MgAl2O4 transparent ceramic preparationand Properties ResearchAbstractThis paper reviewed the research progress in MgAl2O4transparent ceramic preparation; then introduces the research study and transmittance properties of ladle slag resistance of mg Al spinel transparent ceramics erosion, also introduces the different preparation of magnesia alumina spinel, spinel and application in various fields,and has made the forecast to its development prospects.Keywords: Magnesia alumina spinel; Transparent ceramics; Magnesia alumina spinel properties;Preparation of magnesia alumina spinel1 绪论尖晶石是一组分子组成为AB 2O 4的等轴晶系的系列化合物。
在所有的尖晶石类结构中,氧原子是等同的,以立方密堆积排列[1]在镁铝尖晶石(MgAl 2O 4)中,由于氧原子比阳离子大得多,铝和镁的金属离子分别按一定的规律插入在O 2-按最密堆积形成的八面体和四面体空隙中,并保持电中性[2].由镁铝尖晶石粉末制备的透明多晶 MgAl 2O 4既具有陶瓷的优点,如耐高温(2135℃)耐腐蚀,耐磨损、抗冲击高、硬度高、强度良好的电绝缘性能、线胀系数小等,又具有如蓝宝石晶体、石英玻璃的光学性能,在紫外可见光、红外光波段具有良好的透过率[3].可用于制造导弹头罩透明装甲、电子元器件的绝缘骨架,红外波段窗口材细陶瓷器皿、光纤及光纤传感器,还可作为投影电视发光基片.众所周知,粉体合成是制备光学透明陶瓷非常关键一环2镁铝尖晶石透明陶瓷性能研究 2。
镁铝尖晶石的耐火材料合成
镁铝尖晶石的耐火材料合成
镁铝尖晶石(Mg-Al-Spinel)是一种常用的高温耐火材料,它具有良
好的热稳定性、耐腐蚀性和化学稳定性,在高温环境下具有良好的绝缘性能。
对于高温耐火材料,最重要的是它们具有良好的耐火性能,因此,有
必要深入了解镁铝尖晶石合成的耐火材料。
首先,镁铝尖晶石合成的耐火材料的基本成分是硅、镁和铝,它们可
以通过熔炼、混合和烧结制备而成。
熔炼时先将硅和铝加入高熔点的镁,
使它们完全溶解,然后将溶液冷却,当温度适当时,就可以形成一定的粒
度的镁铝尖晶石,这样就能成功地完成合成。
其次,混合的成分是镁、铝和硅,它们都具有较高的熔点,因此需要
高温熔炼,才能得到镁铝尖晶石的粉末。
混合的比例要求是Mg:Al:Si
=2:1:4,这样才能保证合金的性能。
由于镁铝尖晶石的成分是固溶体,所以混合前应该先将镁、铝和硅熔炼分别,并将混合温度降到合适的温度,这样就能保证得到质量较好的尖晶石粉末,有利于表面的烧结。
最后,将混合的尖晶石粉末重新加热,在适当的温度和压力下,它们
可以形成原子之间紧密的等位结构,这可以有效地提高材料的抗高温腐蚀
性能,从而得到最终的高温耐火材料。
一种镁铝尖晶石的制备方法[发明专利]
(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011342274.0(22)申请日 2020.11.25(71)申请人 中国石油天然气股份有限公司地址 100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人 王东军 王玉军 何玉莲 王伟众 贾云刚 姜伟 赵仲阳 金书含 辛颖 何昌洪 朱丽娜 赵铁凯 邓旭亮 李影辉 赵光辉 董平 牛明 邵荣兰 洪梅 (74)专利代理机构 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006专利代理师 高龙鑫 王玉双(51)Int.Cl.C01F 7/162(2022.01)(54)发明名称一种镁铝尖晶石的制备方法(57)摘要本发明涉及一种镁铝尖晶石的制备方法,包括以下步骤:(1)制备包含镁和铝的金属盐溶液,所述金属盐溶液的浓度为0.1~0.8mol/L,并且其中,镁和铝的浓度之比为1:1~1:5,制备沉淀剂混合溶液;(2)所述金属盐溶液和所述沉淀剂混合溶液分别由气体通过管路带入混合室中,在混合室中的高压空气使反应物快速地混合均匀,然后被两股气流带出混合室,在混合室外,两股气流携带混合均匀的混合溶液对撞并同时发生共沉淀反应,得到前驱体;(3)在所述前驱体上加入表面活性剂溶液得到前驱体粒子;(4)将所述前驱体粒子在搅拌的条件下老化、洗涤、干燥;(5)将干燥后的前驱体粒子焙烧,得到镁铝尖晶石。
权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 114538491 A 2022.05.27C N 114538491A1.一种镁铝尖晶石的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备包含镁和铝的金属盐溶液,所述金属盐溶液的浓度为0.1~0.8mol/L,并且其中,镁和铝的浓度之比为1:1~1:5,制备沉淀剂混合溶液;(2)所述金属盐溶液和所述沉淀剂混合溶液分别由气体通过管路带入混合室中,在混合室中的高压空气使反应物快速地混合均匀,然后被两股气流带出混合室,在混合室外,两股气流携带混合均匀的混合溶液对撞并同时发生共沉淀反应,得到前驱体;(3)在所述前驱体上加入表面活性剂溶液得到前驱体粒子;(4)将所述前驱体粒子在搅拌的条件下老化、洗涤、干燥;(5)将干燥后的前驱体粒子焙烧,得到镁铝尖晶石。
镁铝尖晶石的制备方法研究
镁铝尖晶石的制备方法研究镁铝尖晶石因具有优异的化学、光学、热力学性质而倍受学术界及工业部门关注。
本文介绍了镁铝尖晶石的制备方法,比较了它们之间的优缺点及适用范围。
标签:镁铝尖晶石;固相反应法;湿化学法镁铝尖晶石为标准型AB2O4构造,Mg2+置于四面体中,Al3+置于八面体中,其具有高熔点(2135℃)、高硬度(莫氏硬度为8)、高强度(常温,135-216MPa;1300℃,120-205MPa)、高电阻率、宽的能量带隙、热膨胀系数小(30-1400℃,9×10-6℃-1)、密度较低(3.58g/cm3)、抗腐蚀及热震性能好等优异性能,所以镁铝尖晶石在窗口材料、绝缘材料、耐磨材料及耐火材料中得到广泛应用。
目前,制备镁铝尖晶石的方法主要是固相反应法和湿化学法。
一、固相反应法(一)烧结法批量制备镁铝尖晶石最常用的方法是含有Mg、Al前驱体的传统的固相烧结法,具体有它们的氧化物、氢氧化物以及碳酸盐类等。
以方镁石和刚玉为原料来制备镁铝尖晶石,其反应机理是在较高的温度(>1400℃)下,阳离子Mg2+和Al3+之间的相互扩散,但是固相烧结法生成的镁铝尖晶石会产生8%的体积膨胀,此膨胀相当于2.6%的线性膨胀,阻碍了镁铝尖晶石的烧结。
通常情况下,在工业生产中采用二步煅烧法来控制镁铝尖晶石的体积膨胀,以获得致密的镁铝尖晶石颗粒。
因为二步煅烧法包含两段烧制周期,所以固相烧结法制备镁铝尖晶石会增加成本。
于是,大量学者致力于研究镁铝尖晶石的体积膨胀机理以及降低镁铝尖晶石的生产成本。
(二)电熔法电熔镁铝尖晶石是以氧化铝粉和高纯轻烧氧化镁粉为主要原料,在电弧炉内经2000℃以上高温熔炼而成。
电熔法制备的镁铝尖晶石纯度很高,因为此方法生产过程中温度很高,使得原料中的杂质挥发。
然而,电熔法能源消耗量大,所以对于一些电力昂贵的国家的企业此方法是不可行的。
(三)熔盐合成法熔盐合成法是新型的镁铝尖晶石的合成方法,其采用低熔点的盐熔体作为反应介质,利用反应物在熔盐中的溶解,将某些通常情况下的固相反应变为液相之间的反应,从而有利于反应物的传质和扩散,最终达到降低反应温度和提高反应速率的效果。
镁铝尖晶石粉体的制备方法
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.1ASEMphotoofspinelpowdersobtainedbyalkoxidehydrolysismethod¨柚■¨∞¨IO-知图2醇盐水解制备尖晶石粉体的XRD谱图Fig.2XRDpatternsofspinelpowdersobtainedbyalkoxidehydrolysismethod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。
镁铝尖晶石粉体的制备与表征
原理:利用X射线与物质相互作用产生的衍射现象进行结构分析
设备:X射线衍射仪
测试条件:选择合适的测试温度、湿度和压力
分析方法:通过分析衍射图谱,确定晶格参数、晶型和晶粒大小等结构信息
扫描电子显微镜
透射电子显微镜
原理:利用电子束穿透样品,通过检测透射电子成像
应用:用于镁铝尖晶石粉体的微观结构分析
其他领域
生物材料:用于制备生物医学材料,如人工骨、人工关节等
光学材料:用于制备光学器件,如透镜、棱镜等
电子材料:用于制备电子器件,如电容器、电阻器等
陶瓷材料:作为添加剂,提高陶瓷的力学性能和耐磨性
镁铝尖晶石粉体的研究进展与展望
研究进展
镁铝尖晶石粉体的制备方法:固相反应法、水热法、溶胶-凝胶法等
优点:生产效率高,产品质量好
缺点:能耗高,设备复杂
应用:广泛应用于镁铝尖晶石粉体的制备
化学法
原料:氧化镁、氧化铝、碳酸钙等
反应条件:高温、高压、长时间
反应原理:氧化镁和氧化铝在高温高压下反应生成镁铝尖晶石
产物:镁铝尖晶石粉体
纯化方法:洗涤、过滤、干燥、研磨等
性能测试:XRD、SEM、TEM等
镁铝尖晶石粉体的表征技术
镁铝尖晶石粉体的表征方法:XRD、SEM、TEM、BET等
镁铝尖晶石粉体的应用领域:耐火材料、陶瓷、电子、环境等
镁铝尖晶石粉体的研究展望:提高纯度、降低成本、扩大应用范围等
展望
镁铝尖晶石粉体的应用领域将进一步扩大
制备技术将进一步改进,提高生产效率和产品质量
性能研究将进一步深入,提高镁铝尖晶石粉体的综合性能
玻璃领域
镁铝尖晶石粉体在玻璃生产过程中的作用
镁铝尖晶石粉体在玻璃行业中的应用
镁铝尖晶石粉体的制备与表征
考虑:(1)理论计算表明反应式(2)中镁 铝 尖 晶 石 的 相 对含量(75.26%)高于 反 应 式 (1)中 其 含 量 (71.72%);
晶 石 粉 体 的 性 能 对 其 宏 观 性 能 具 有 较 大 的 影 响 ,因 此 , 制 备 高 纯 、超 细 、均 匀 性 好 的 粉 体 是 首 先 需 要 解 决 的 问
关 键 词 : 自 蔓 延 高 温 合 成 法 ;镁 铝 尖 晶 石 ;粉 体
中 图 分 类 号 : TQ174.75
文 献 标 识 码 :A
DOI:10.3969/ji.ssn.1001G9731.2016.04.036
0 引 言
高 、产 量 高 、易 于 实 现 工 业 化 生 产 等 优 点 .
为 Mg源时,MgAl2O4的相对含量为85.96%,且颗粒较小,平均粒径为5.36μm,粒径分布较集中,0.1~10μm 的 颗 粒占80.68%;以(Mg+MgO)为 Mg源时,MgAl2O4的相对含量为71.55%,且颗粒较大,平均粒径为11.18μm, 粒径分布较分散,0.1~10μm 的颗粒占54.96%;综合考虑,以 Mg为镁源获得的 MgAl2O4粉体性能 好,经 红 外 光 谱分析,可得,MgAl2O4透过率高,透过波段范围宽,在 1100~2978cm-1之 间 的 红 外 透 过 率 达 到 50% 以 上,高 透 光 率 的 镁 铝 尖 晶 石 具 有 低 的 辐 射 率 ,可 应 用 于 红 外 隐 身 材 料 .
04178
文 章 编 号 :1001G9731(2016)04G04178G04
镁铝尖晶石粉体的制备与表征∗
2016 年 第 4 期 (47)卷
武小娟,李俊寿,王明远,李 苏
纳米镁铝尖晶石粉体制备方法研究
() 1 火焰 喷射热解 法 。火焰 喷射热解法 是将金属盐溶 液喷入到 J 热 的反应 器 中 ,引起溶 剂的蒸发 和燃烧 ,从 而直接 合成粉 体的方 J u 法 。在2 0 J 含有 三乙醇胺的铝 和镁的氧化 物或氢氧化 物的乙二 0 ℃J 热 u 醇悬浮 液 ,制备双醇盐尖 品石前驱 物。通过J 热溶解去除产物水 ,然 』 u 后真空蒸发 去除乙二醇溶剂 ,形成 聚合物状前驱 物。用干乙烯醇稀释 前驱物 ,同时乙烯 醇也是附加的燃料源 。通过 气溶胶 发生器将前驱物 喷射 到燃烧 室 内 ,液 滴被怏速 燃烧 生成超 细 、均 , 、品态的尖 品石 j J 粉 ,改变输入速 度可以控制燃烧室 的温度 。该 法可制备高纯纳米级 的
2 固 相
为5 ~ 1 g- ~ 0 l 1 h ,粉体受污染少 ,没备简单 : w f 2)蒸发分解 法 。蒸发 分解 法是利 用溶剂蒸发 和盐类 自身分解 生 产粉状 物 ,再经焙烧制备粉体 的方法 。A a d kA.K l1 t 等将AI 5 ( ) NO 和MgN ・ HO 于蒸 馏水 L ,并 J 入聚 乙烯薛 ,其作 用是使金 ( O ) 6 ,溶 , } | J u
能。
1 沉淀 法
混 合” ’ ,有机 单体 丙烯酰胺 ( — O 为 凝胶 ,N,N 亚 甲基双 丙烯 cH N ) ’ 一 酰胺 为交联 剂 ,过 硫酸 铵( H) O水 溶液为 引发剂 ,4 基乙二胺 N S , 一
( ) 催 化 剂 ,选 用 J 2 1 c H N, 为 A一 8 试剂 为 分 散 剂 ,用 NH ・H O 节
6 燃 烧 合 成 法
技 术 创 新
镁铝尖晶石合成
镁铝尖晶石合成镁铝尖晶石是一种重要的陶瓷材料,具有高温稳定性、耐腐蚀性、机械强度高等优点,在航空航天、电子器件、化工等领域得到广泛应用。
合成镁铝尖晶石的方法有多种,其中包括溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法等。
本文将重点介绍镁铝尖晶石合成的方法及其影响因素。
一、溶胶-凝胶法合成镁铝尖晶石1. 溶胶-凝胶法原理溶胶-凝胶法是通过控制金属离子水解反应和聚集作用,形成纳米级别的氢氧化物凝胶,再经过高温处理形成均匀的氧化物粉体。
最终通过还原或碳化等方法得到所需产品。
2. 溶胶-凝胶法合成条件(1)前驱体选择:一般采用硝酸盐或乙酸盐作为前驱体。
(2)pH值:pH值对溢出物的产生和粒度分布有很大影响。
通常在pH=7-9范围内进行反应。
(3)温度:反应温度一般在60℃-90℃之间。
(4)时间:溶胶-凝胶法合成需要较长的时间,一般在24小时以上。
3. 溶胶-凝胶法合成优缺点(1)优点:制备的粉体颗粒均匀,纯度高,晶型完整,可控性强。
(2)缺点:制备过程复杂,需要多次煅烧和还原等后续处理步骤。
同时,溶胶-凝胶法合成的产品价格较高。
二、水热法合成镁铝尖晶石1. 水热法原理水热法是将前驱体在高温高压下进行反应,形成所需产物。
水热反应过程中,水分子起到了模板作用,在形成晶体结构时发挥了重要作用。
2. 水热法合成条件(1)前驱体选择:一般采用硝酸盐或乙酸盐作为前驱体。
(2)温度:反应温度一般在150℃-250℃之间。
(3)压力:反应压力一般为10MPa左右。
(4)时间:反应时间一般在12小时以上。
3. 水热法合成优缺点(1)优点:制备过程简单,无需后续处理步骤。
同时,水热法合成的产物晶粒尺寸较小,分散性好。
(2)缺点:水热法合成的产品质量不够稳定,易受前驱体、温度、压力等因素的影响。
三、共沉淀法合成镁铝尖晶石1. 共沉淀法原理共沉淀法是将金属离子在一定条件下沉淀出来形成氢氧化物,再经过高温处理得到所需产物。
共沉淀法是一种简单易行的方法,适用于大规模生产。
镁铝尖晶石的制备及在催化反应中的应用
Le wis 酸性,吡啶吸附表明镁铝尖晶石表面存在两 种强度的 L 酸中心:较强的(1605 !1615c m-1 )和较 弱的(!1591c m-1 )。CO2 的线性吸附发生在两类 Le wis 酸中心:包括六配位铝的低频带(2360c m-1 ) 和包括四配位镁的高频带(2375c m-1 )。相对于吡 啶,CO 和 CO2 的线性吸附量很小。吡啶可以化学 吸附在每个酸中心上,而 CO 和 CO2 只能化学吸附 在那些非常强的酸中心上。Lercher[24 ]通过镁铝混 合氧化物吸附丙酮、吡啶和二氧化碳后的红外光谱
略高,中孔和大孔体积相当;在500 C !900 C 升温 过程中,两种材料比表面的减小趋势相同,孔体积变 化不大。Morterra 等[23 ]用 Mg(N0 3 )2 溶液浸渍氧 化铝后缓慢加热到340 C ,硝酸盐热分解。继续加 热到400 C ,XRD 谱图中出现镁铝尖晶石的特征衍 射峰,同时表面羟基的的红外振动峰变得更加不对
复合氧化物不仅本身具有催化活性,而且被广 泛地用作负载型金属催化剂的载体材料。它不仅兼 备两种氧化物优点,并具备两种氧化物未具备的新 优点,使包括尖晶石在内的复合氧化物的开发成为 当今催化领域的一个重要研究方向。尖晶石型复合 氧化物已成为重要的催化材料[1 -2 ]。镁铝尖 晶 石 复合氧化物 MgAl 2 0 4 同时具有酸性和碱性两种活 性中心,性质稳定,不易烧结,它的催化作用及其作 为载体的重要作用已逐渐引起人们的关注。
纳米镁铝尖晶石粉体的制备技术进展
纳米镁铝尖晶石粉体的制备技术进展李岳妹¨梁小平z(1.天津工业大学材料科学与工程学院,天津市300160;2.黑龙江鸡西大学安全系,镁铝尖晶石(M gA I:04)在自然界中是一种接触变质矿物,其分子结构属等轴晶系,立方密堆积排列。
由于其独特的结构和优良的性能,使之在军事和民用两个方面都有广泛的应用。
但天然镁铝尖晶石数量少,不能满足工业需要,而且含有杂质、伴生物和包裹体等,所以人工合成尖晶石具有很重要的实用意义。
纳米级粉体由于其表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大,从而显示出一些新的物理化学【生质(如表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应等),在吸附、催化、光、电、磁等诸多方面具有广阔的应用前景与巨大的经济潜力。
因此,制备高纯、超细、化学均匀性、成分可控及具有低温烧结性的纳米镁铝尖晶石成为一项重要的研究课题。
1制备方法1.1固相法固相法是以固态方式合成粉料的一种方法,采用若干单一成分的原科,经过配料、混合和锻烧后得到一定的多组分化合物。
王修慧等先加热自制铝醇盐水解产物(主要成分A I(O H)0,使之转变为单一的A I O O H,然后按摩尔比I"1(M gO):n(A I:00)=Q97:1D3称取物料进行混磨,最后焙烧制得镁铝尖晶石粉体。
结果说明,在280℃加热预处理48h,A I(O H)3可以完全转变为A I O O H,在1400℃焙烧,固相反应彻底完成,转变成单一的尖晶石相,晶粒粒度范围37.6—53.1n m,在球磨过程中采用低硬度的A I O O H与M g O混合,并用有机尼龙研磨罐、研磨球代替传统球磨设备,避免了在球磨过程中引进杂质,J V f f#J得的镁铝尖晶石粉体纯度达到99995%。
12沉淀法1.21共沉淀法如果原料溶液中溶解两种或两种以上的阳离子,加入沉淀剂进行沉淀反应,得到两种或两种以上成分均一的沉淀,再经热处理来制备粉体的方法,就是共沉淀法。
一种复合镁铝尖晶石粉及其制备方法和应用
【文章标题:复合镁铝尖晶石粉的制备方法与应用前景】一、引言在当今社会,材料科学与工程领域的发展日新月异,新型材料的研发应用更是成为了人们关注的热点。
本文将着重讨论一种具有潜在应用前景的材料——复合镁铝尖晶石粉,包括其制备方法及在诸多领域中的应用前景。
二、复合镁铝尖晶石粉的制备方法1. 晶体生长法晶体生长法是一种制备复合镁铝尖晶石粉的常用方法,通过合适的溶剂、溶质浓度和温度来促使晶体生长,从而得到规整结构的复合镁铝尖晶石粉。
2. 气相沉积法气相沉积法利用气相反应物质的沉积来制备复合镁铝尖晶石粉,该方法操作简单,且能够制备出较为均匀的颗粒尺寸。
3. 凝胶法凝胶法将金属离子与配体形成凝胶,并通过煅烧过程制备出复合镁铝尖晶石粉,其中溶胶的浓度和温度对最终产物的形貌均有显著的影响。
三、复合镁铝尖晶石粉的应用前景1. 电子材料领域复合镁铝尖晶石粉具有较高的绝缘性能和热导率,在电子材料中有着广泛的应用前景,如在电路板、散热器等方面发挥着重要作用。
2. 功能材料领域由于复合镁铝尖晶石粉的热稳定性和耐腐蚀性较强,因此在功能材料领域也可以作为涂料、耐火材料等方面的应用。
3. 光学材料领域光学材料领域对材料的纯度和稳定性要求较高,而复合镁铝尖晶石粉恰好具备这些特性,因此在光学镜片、激光器等方面的应用前景十分广阔。
四、个人观点和理解在研究了复合镁铝尖晶石粉的制备方法和应用前景后,笔者认为这种材料具有着广泛的应用前景和发展潜力。
然而,复合镁铝尖晶石粉的规模化制备技术、稳定性等方面仍然需要进一步的研究和改进,以满足不同领域的需求。
在总结本文的内容时,复合镁铝尖晶石粉作为一种新型材料,其制备方法包括晶体生长法、气相沉积法和凝胶法,且在电子材料、功能材料和光学材料等领域有着广泛的应用前景。
然而,其规模化制备技术和稳定性等方面仍需进一步完善。
笔者对于这一主题的个人观点是,复合镁铝尖晶石粉作为一种新型材料,未来一定会有着更广泛的应用,并对材料科学领域产生深远影响。
镁铝尖晶石的耐火材料合成
第1章天然原料合成镁铝尖晶石摘要本文重在概述以天然原料合成镁铝尖晶石的工艺路线、合成方法,合成镁铝尖晶石的天然原料一般采用以高铝矾土生料(或特级铝土矿)与轻烧氧化镁(或菱镁矿)粉,合成方法主要分为二步煅烧法,湿化学法,高能球磨法(HEM),自蔓延高温合成法(SHS)等等。
此外还介绍了添加剂、气氛、成型方法成型压力、原料活性对工艺的可能影响,从而从中找出合适的试验方案,得出一个合理的试验设计。
关键词镁铝尖晶石,天然原料,工艺路线,合成方法,试验设计目录第1章天然原料合成镁铝尖晶石 (1)摘要 (1)关键词 (1)目录 (1)引言 (1)1.1文献综述 (5)1.1.1镁铝尖晶石的定义 (5)1.1.2材料结构与基本性能 (5)1.1.3合成原料 (6)1.1.4镁铝尖晶石的合成方法 (7)1.1.5影响合成镁铝尖晶石原料烧结性的因素 (17)1.1.6镁铝尖晶石材料的性能 (20)1.1.7本课题的目的、意义与主要内容 (21)1.2试验方案 (23)1.2.1实验原料 (23)1.2.2实验仪器、设备 (23)1.2.3实验步骤 (23)1.2.4检测项目 (24)1.2.5数据参考指标 (25)参考文献 (25)引言尖晶石型化合物属于等轴晶系,其结构中氧作最紧密堆积,阳离子填充四面体、八面体间隙,每个晶胞中8/64的四面体间隙和16/32的八面体间隙被填充。
镁铝尖晶石是具有相同晶体结构的氧化物中的一种,这种晶体结构称为尖晶石结构。
尖晶石组有二十多种氧化物,但只有很少数是常见的。
尖晶石组的结构式是AB2O4,这里A代表二价金属离子,例如镁、铁、镍、锰和/或锌,B代表三价金属离子,例如铝、铁、铬或锰。
除非特别指明,本文的尖晶石表示MgAl2O4,矿物尖晶石是二元系统MgO–Al2O3的唯一化合物。
尖晶石族矿物的明显特征是,它是一种组分可被替代的固溶体,尖晶石组分中一种或两种都可以被这组矿物中的其他组分大量的代替,而且是在晶体结构不改变或晶格没有任何变形的情况下。
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Received: 23 October 2008 / Accepted: 16 March 2009 / Published online: 2 April 2009 Ó Springer Science+Business Media, LLC 2009
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J Mater Sci (2009) 44:2992–2998
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The method is also called combustion method, polymeric precursor method, acids gel method (oxalate precursor, tartaric acid, lactic acid, etc.), and also Pechini-type process (Citrate precursor method). The organic precursor was not only used to form stable complexes with starting metallic ions but also used as organic rich fuel [20–23]. This study aims to synthezise the spinel magnesium aluminate nanopowders using 8-hydroxyquinoline (HQ) and tetraethyl ammonium hydroxide (TEAOH). The changes in phase formation, crystallite size, density, specific surface area, particle size distribution, and powder morphology were systematically studied.
Thus, it is important to obtain the spinel of high purity using an easy preparation method. The solid-state synthesis of MgAl2O4 spinel, as conventional synthesis technique,
J Mater Sci (2009) 44:2992–2998 DOI 10.1007/s10853-009-3397-8
LETTER
A novel approach for synthesis of nanocrystalline MgAl2O4 powders by co-precipitation method
To the best of our knowledge, no published study in the literature on synthesis of MgAl2O4 has so far used the co-precipitation method with organic reagents. Most publications about organic precursor technique, which involves the preparation of aqueous solution, required cation, the chelation of cations in solution by addition of carboxylic acid then, raising the temperature of the solution until formation of the precursor. The precursor is calcined at low temperature compared with other methods to form the powder, where the quasi-atomic dispersion of constituent components in liquid precursors facilitates synthesis of the crystallized powder.
requires higher temperature and longer reaction time so that the synthesized powder suffers from agglomeration and low sinter activity. Thus, the preparation of magnesium aluminate powders with high purity, chemical homogeneity, control of stoichiometry, fine particle size, narrow particle size distribution, and minimum particle agglomeration with high sinter activity has received considerable attention in order to improve the material properties [10]. Numerous wet chemical methods have been employed to synthesize magnesium aluminate fine particles including sol–gel [11, 12], co-precipitation [13–15], hydrothermal [16, 17], microwave-assisted combustion processing [18], microemulsion [19], metal-organic processing [20–23], spray drying [24], freeze drying [25], and mechanochemical synthesis [26, 27] techniques. The chemical co-precipitation method [28–31] ensures proper distribution of various metals ions resulting into stoichiometric and smaller particle sized product compared to some of the others. Moreover, the process is a lowcost technique suitable for the mass production compared to the other mentioned methods. The main drawback is that the particle size is not small and monodispersed enough for specific applications.
Experimental
Materials and processing
All the chemicals and reagents used were of high purity. The materials used were anhydrous aluminum chloride AlCl3, anhydrous magnesium chloride MgCl2, TEAOH (C2H5)4NOH, and 8-HQ C9H7NOH.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Introduction
Magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) posseses a unique combination of desirable properties such as high melting point (2,135 °C), good mechanical strength at room and evaluated temperatures, high chemical inertness, low dielectric constant and electrical losses, good shock resistance, and excellent optical properties [1]. Due to these desirable properties, it has a wide range of applications in structural, chemical, optical, and electrical industries. MgAl2O4 has mainly been used as refractory in heavy industry and as substrate for solid-state electronic devices. Nowadays, new potential applications have been reported including; ceramic ultra-filtration membranes, electroinsulators, and optical materials such as optically transparent, fiber-optic temperature sensors, tunable solid-state lasers, matrix for fabrication of optical nanodevices, highbrightness phosphor screen, catalysis, and humidity sensor applications. Furthermore, the MgAl2O4 spinel has been employed as excellent transparent ceramic materials for high temperature arc-enclosing envelopes and alkali-metal vapor discharge devices [2–9].