高温合成

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利用自蔓延高温合成方法制备系列MnZn铁氧体材料
利用自蔓延高温合成方法（简称SHS）成功制备系列MnZn铁氧 体材料，成果已转为工业化大生产。利用自蔓延高温合成方法， 是近几年发展起来的制备材料的新方法。其原理是利用反应物 内部的化学能来合成材料。反应一经点燃，燃烧反应即可自行 维持，一般不再需要补充能量。整个工艺过程极为简单，能耗 低，生产效率高，且产品纯度高。同时，由于燃烧过程中高的 温度梯度及快的冷却速率，易于获得亚稳物相，使产品具有较 高的活性。自蔓延高温合成方法具有以下特点：①燃烧温度高， 一般为1000～3000，最高可达4500℃左右，所以化学转变完全， 而且对杂质有自净化作用，其结果是产品纯度高；燃烧波传播 速度快，一般为0.1～20mm/s，反应时间为秒级，而不是常规 的小时级；从而大大缩短合成时间；体系内部在燃烧过程中有 大量的热释放，反在物一经点燃，就不需要外界提供能量，因 而可以节约能源。一般只有凝聚态产物，因此对环境无污染； 可控制产物的冷却速率等工艺系数，从而达到控制产物结构的 目的。
实例：
MgO(s)+Al2O3 (s) MgAl2O4 (s)
该反应在热力学上是完全可以进行的，但在实际中，该反应需要很高的温度条件 下才能进行，而且进行的非常缓慢，在1200°C下，几乎不反应，而在1500°C下， 也要需要几天反应才能完成。 从产生尖晶石这个例子中，我们就可以看到，只有在高温固相法才有可能产生，而 用其他的低温方法是不可能产生尖晶石的。
高温还原反应的应用
高温还原反应实例：
H 2 CuO Cu H 2O
用氢气还原氧化铜而得到铜，是我们初中就很熟悉，并做过这个实验的。 这个实验操作非常简单，对于初中生都能去操作。 当然高温还原反应的应用远比上面的例子大的多，在工业生产上，我们 就是常用高温还原反应制备钢材的。高温合成反应不仅原理简单，操作也比 较简单，易实现工业化生产，是现在的冶炼金属上非常常用的方法。
化学转移反应
化学转移反应是一种固体或液体物质A在一定的温度 下与一种气体B反应，形成气相产物，这个气相产物 在体系的不同温度部分又发生逆反应，结果重新得到 A，像一个升华或蒸馏过程，但物质A并没有经过一个 它应该有的气相，所以称为化学转移。由于化学转移 反应法类型一个升华过程，所以这个过程往往需要在 真空过程中进行，当然对于大多数高温下的合成反应 都是需要真空条件的。目前，我们主要通过化学转移 反应法来合成新的化合物，分离提纯物质，生长大而 完美的单晶以及测定一些热力学数据等应用。
高温合成方法和反源自文库类型
就现阶段的情况来看，高温合成反应主要有以下几种：
1.高温下的固相合成反应
2.高温下的固气合成反应 3.高温下的化学转移反应 4.高温熔炼和合金制备 5.高温下的相变合成
6.高温融盐电解
7.等离子体激光，聚焦等作用下的超高温合成 8.高温下的单晶生长和区域熔融提纯
高温下的固相反应
高温下的固气反应
这种类型的反应主要是用来制备金属的高温还原反应。几 乎所有的金属及部分非金属均是借助高温下的热还原反应 来制备的。在目前，我们已经在借助高温下的金属的氧化 物，硫化物或其他的化合物与金属以及其他还原剂相互作 用以制备许多金属了，比如氢气与氧化铜高温合成制备金 属铜等。一般，还原反应进行的程度和反应的特点等均与 反应物和生成物的热力学性质以及高温下热融化潜热等关 系密切，我们在这个还原反应中，研究融化潜热是一个比 较热门的话题，且这个融化潜热应用也非常的广阔。
化学转移方法的应用
化学转移反应法类型一个升华过程，物质A就相当于一个中间物质，类 似于催化剂，在这个反应过程我们很容易可以去除物质A中的杂质，所以化 学转移方法的一个重要应用就是分离提纯物质。总而言之，高温合成反应作 为一个常用的方法，其应用领域涉及到简单的制备物质，提纯物质，冶炼金 属，另外还可以测定热力学数据等。
一种钛铝碳粉料及其高温合成方法
该发明公开了一种属于陶瓷材料制备技术领域的钛铝碳粉料及其高温合成方法。 该粉料含有钛粉，铝粉和活性碳粉，其配比为Ｔｉ∶Ａｌ∶Ｃ＝１００∶（１０ ～４０）∶（５～２０）。其合成方法是先将钛粉、铝粉和活性碳粉配料，球磨 后烘干；把制备的粉料冷压成柱状坯体，填装到自蔓燃高温合成设备中，在原料 柱顶端加入Ｔｉ粉和活性碳粉的混合物作为引燃剂，然后抽真空，给原料柱上方 的一个Ｗ型钨丝通电加热，引发原料柱的自蔓燃高温合成反应，得到多孔的黑灰 色固体材料；将固体材料研磨后放入混合酸中浸泡，水洗，直至ｐＨ为中性；将 混合料液烘干，过筛，即可得主要成分为Ｔｉ＃－［３］ＡｌＣ＃－［２］的粉 料。本发明合成的钛铝碳粉料纯度高，方法简便易行、产率高、适合工业化规模 生产。
高温固相反应是一种很重要的高温合成反应，大批具有特种性能的无机功能 材料和化合物如各类复杂的氧化物，含氧酸盐类，二元或多元金属陶瓷化合 物（碳，硼，硅，磷，硫族等化合物）等，都是通过高温下反应物固相间的 直接化合而得到的。
固相反应对温度要求比较高，且影响固相反应速率的因素主要有以下几种： a.反应物固体的表面积和反应物间的接触面积； b.生成物相的成核速率； c.相界面特别是通过生成物相层的离子扩散速度。
高温合成
高温合成方法的应用
高温合成方法和反应类型
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高温固相方法的应用
高温还原反应的应用 化学转移方法的应用
高温固相方法的应用
高温固相反应是一种很重要的高温合成反应，大批具有特种性能的无机功能 材料和化合物如各类复杂的氧化物，含氧酸盐类，二元或多元金属陶瓷化合物（ 碳，硼，硅，磷，硫族等化合物）等，都是通过高温下（一般1000~1500°C）反 应物固相间的直接化合而得到的。