第节特种陶瓷粉体制备方法特种陶瓷粉体制备方法

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第 节 第三节
特种陶瓷粉体制备方法
特种陶瓷粉体的制备方法:物理制备方法 物理制备方法和化 化 学合成法
机械球磨法(滚筒式球磨机、振
动磨、行星式研磨机等)
物理制备方法
气流粉碎法(气流磨) 物理气相沉积(PVD 物理气相沉积( PVD)法 )法


第三节 特种陶瓷粉体制备方法 化学合成法:
固相法 热分解法 热 固相反应 火花放电 溶出法 化学气相反应法CVD 气 相 法 气体中蒸发法PVD 化学气相凝聚法CVC 溅射法
沉淀法 液 相 法 水热法 溶胶-凝胶法 喷雾法 蒸发溶剂热法


第三节
特种陶瓷粉体制备方法
粉碎法 粉碎法——由粗颗粒来获得细粉的方法,通常采用 由粗颗粒来获得细粉的方法 通常采用 机械粉碎(机械制粉)。

现在已发展到采用气流粉碎 等。

但是无论哪种粉碎方式,都不易制得粒径在1 微米以下的微细颗粒。

机械混合制备多组分粉体工 艺简单 产量大 但得到的粉体组分分布不均匀 艺简单、产量大。

但得到的粉体组分分布不均匀, 特别是当某种组分很少的时候;而且这种方法常常 会给粉体引入杂质。




合成法——由原子、离子、分子通过反应、成核和 成长、收集、后处理来获得微细颗粒的方法(化学 制粉)。

特点 纯度高 粒度可控 均匀性好 颗粒微细 特点:纯度高、粒度可控,均匀性好,颗粒微细。

实 并且可以实现颗粒在分子级水平上的复合、均化。

合成法可得到性能优良的高纯、超细、组分均匀的 粉料,其粒径可达10nm以下,是一类很有前途的粉 体(尤其是多组分粉体)制备方法 但这类方法或需 体(尤其是多组分粉体)制备方法。

但这类方法或需 要较复杂的设备,或制备工艺要求严格,因而成本 也较高。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
一、特种陶瓷粉末的机械制备法
以机械力使原材料变细的方法在陶瓷工业中应用也极为广 泛。

陶瓷原料进行破碎有利于提高成型坯体质量,提高致 密程度并有利于烧结过程中各种物理化学反应的顺利进行, 降低烧成温度。

主要介绍两种:球磨法和气流粉碎法


第三节 特种陶瓷粉体的制备
1、球磨法
球磨法是十分常用的制取粉末的方法,但它也常常用来作为 球磨法是十分常用的制取粉末的方法 但它也常常用来作为 成型前的粉末准备工序。

球磨机是工业生产普遍使用的细碎 设备 也可用于混料 设备,也可用于混料。

球磨的目的: (1)提高原料粉的分散度、减小粒度(粉碎细化); (2)球磨过程可以使各组分混合更均匀(混合均匀); )球磨过程可以使各组分混合更均匀(混合均匀) (3)由于粉末粒度变细,粉末颗粒内部的杂质暴露出来,有利 于粉料的净化(除杂)。

于粉料的净化(除杂)


球磨制粉
球磨制粉包括四个基本要素: 球磨筒 磨球 研磨物料 研磨介质


基本原理:在球磨过程中,球磨筒将机械能 传递到筒内的球磨物料及介质上 相互间产 传递到筒内的球磨物料及介质上,相互间产 生正向冲击力、侧向挤压力、摩擦力等,当 这些复杂的外力作用到脆性粉末颗粒上时, 细化过程实质上就是大颗粒的不断解理过程; 如果粉末的塑性较强,则颗粒的细化过程较 为复杂,存在着磨削、变形、加工硬化、断 裂和冷焊等行为 不论何种性质的研磨物料 裂和冷焊等行为,不论何种性质的研磨物料, 提高球磨效率的基本原则是一致的。




球磨制粉的2个基本原则
1 动能准则 1.动能准则: 提高磨球的动能 2.碰撞几率准则: 提高磨球的有效碰撞几率


球磨工艺方法 使用球磨机(滚筒式、行星式、搅拌式和振动式 等球磨机) 加磨球(钢球 玛瑙球 锆球等)与介 等球磨机),加磨球(钢球、玛瑙球、锆球等)与介 质(水、酒精等),对原料进行机械混合或粉碎。

为了保证原材料的纯度 经常采用陶瓷作为衬里 为了保证原材料的纯度,经常采用陶瓷作为衬里, 也可采用高分子聚合物材料作为衬里。

球磨工艺原理 球磨 原 磨球靠电动机产生离心力、摩擦力和地心引力 的共同作用,形成碰撞、循环翻动和自转等运动, 共同作用 成 撞 循环 动 自转等 动 使介于其中的粉料受到冲击和摩擦研磨,从而达到 混合与粉碎细化。

机械能转换为粉料的表面能和缺 粉碎 机械 转 粉 陷能,能量转换过程。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
球磨的最大缺点是研磨过程中,由于球与球(研磨体)、 球与筒、球与料以及料与筒之间的撞击、研磨,使球磨筒 和研磨球本身被磨损,磨损的物质进入原料成为杂质。

这种杂质有时可用酸洗的方法去掉。

但当被磨原料也 与酸发生作用,或球磨筒和研磨体材料不与酸作用时,那 么这种杂质就很难去除。

么这种杂质就很难去除


滚筒球磨 机械粉 振动磨 粹法 行星磨 搅拌磨 气流磨 高能球磨


( )滚筒式球磨机 (一)滚筒式球磨机
滚筒式球磨机对粉料作的功: (1)磨球自由落体撞击功。

(2)球—球,球 球 球—内衬之间的滚动、碾压、磨擦功 内衬之间的滚动 碾压 磨擦功


( )滚筒式球磨机 (一)滚筒式球磨机
影响球磨效率的主要因素: 1-临界转速; 临界转速 2-磨球的直径级配; 3-水与电解质的加入量; 水与电解质的加入量 4-装载量 5-球磨时间; 球磨时间 6-磨球与内衬的质料。




影响球磨效率的主要因素:(1)球磨机转速。

球磨机转速 直接影响磨球在筒内的运动状态,由图a可以看出,转速过快, 磨球附着在磨筒内壁,失去粉碎作用;转速太慢(图b),低于临 界转速太多,磨球在磨筒内上升不高就落下来,粉碎作用很小; 当转速适当时(图c) ,磨球紧贴在筒壁上,经过一段距离,磨球 离开筒壁下落 给粉料以最大的冲击与研磨作用 具有最高的 离开筒壁下落,给粉料以最大的冲击与研磨作用,具有最高的 粉碎效率。


球磨机转速对球磨效率的影响


第三节 特种陶瓷粉体的制备
球磨机的临界转速: 球磨机中最外层钢球刚刚随筒体 起旋转而不下落时的球磨 球磨机中最外层钢球刚刚随筒体一起旋转而不下落时的球磨 机转速称为临界转速。

用N表示,单位是r/min。

实际上是使 最外层球也不会发生离心运转的筒体最高转速。

球磨机的临界转速N与球磨筒内径D (m)有关,它们之间的 经验关系式为: D>1.25m时,N=35/D0.5; (大型球磨机) D<1.25m时,N=40/D0.5; 临界转速随磨机直径增大而减小。

目前尚没有得到大家公认的, 能反映球磨 机直径、入磨物料性质及粒度、衬板形状的磨机 实际转速计算公式。

实际转速计算公式


(2)磨球。

a. 球磨时加入磨球越多,破碎效率越高,但过多的磨球 将占据有效空间 导致整体效率降低 将占据有效空间,导致整体效率降低。

b. 磨球的大小以及级配与球磨筒直径有关,用公式表示: D(磨筒直径)/24>d(磨球最大直径)>90d0(原料粒度) c. 磨球的比表面积越大,研磨效能越高,但也不能直径太 小,必须兼顾磨球对原料的冲击作用。

d. 磨球的比重越大球磨效果越高。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
(3)水与电解质的加入量。

湿磨时水的加入对球磨效率也有影 )水与电解质的加入量 湿磨时水的加入对球磨效率也有影 响,当料:水=1:(1.16-1.2)时球磨效率最高。

为了提高效率,还 可加入电解质使原料颗粒表面形成胶粘吸附层,对颗粒表面的 微裂缝发生劈裂作用,提高破碎效率。

(4)装载量。

球磨机中磨球、水和原料的装载量对球磨效率有 很大影响。

通常总装料量占磨筒空间的4/5。

而原料、磨球、 水的重量比为1: (1.2-1.5) (1 2-1 5) : (1 (1.0-1.2) 0-1 2)。

(5)球磨时间 )球磨时间。

并非越长越好, 并非越长越好,一般为 般为24~48小时,时间 长杂质混入较多。




(6)磨球与内衬的质料 常用的研磨体材料:氧化铝( Al2O3 )、氧化锆( ZrO2 )、 玛瑙( SiO2 )、氧化锆增韧氧化铝、钢球等材料。

下表给出了 ) 氧化锆增韧氧化铝 钢球等材料 下表给出了 某些瓷介质研磨体的性能。


材质 氧化铝磨 体 氧化锆磨 体 玛瑙磨体 ZTA磨体 主要成份 Al2O3 87%~ 87% 96% ZrO2 95% SiO2 Al2O3/ZrO2 = 4/1 密度(g/cm3) 莫氏硬度 洛氏硬度 磨耗量
3.4~ 3 4 3.65 5.95 2 3 2.3 4.2
9 87 7 5 7.5 92
最恶劣条件 1 5/10万 1.5/10万 最恶劣条件 1/10万


z滚筒式球磨工艺优缺点 优—设备简单,混合料均匀,粒形好(圆形)。

缺点—研磨体在有限高度泻落或抛落,产生撞击 研磨体在有限高度泻落或抛落 产生撞击 力和磨剥力,作用强度较弱;筒体转速受临界转速 限制 即碾磨能力也受到限制;不起粉碎作用的惰 限制,即碾磨能力也受到限制;不起粉碎作用的惰 性区较广,间歇作业。

z各种球磨机的粉碎程度 粗磨— 50 50~10μm 10μm 细磨— 10~2μm 超细磨— < 2μm 2μ


(二)搅动式球磨机
搅动球磨又称为砂磨,磨筒是用 水冷却的固定筒 内装研磨球 水冷却的固定筒,内装研磨球。

做圆周运动的搅拌器对研磨介质 和料浆做功,使球产生相当大的 加速度冲击物料,物料既受到撞 击力又受到剪切力的双重作用, 因而研磨作用很强。

作 搅动球磨机结构示意图


2、影响搅动球磨效率的主要因素 搅动球磨主要以剪切、滚碾磨擦为主,故中轴转速、 磨体直径 指球形 及数量对球磨效率有重要影响 磨体直径(指球形)及数量对球磨效率有重要影响。

磨球直径:一般为φ2~φ5mm,以φ2~φ3mm为佳。

磨球数量 比球磨 振磨要多 磨球数量:比球磨、振磨要多。

转速: 一般1000转/分。

特点: 1 研磨时间短,效率高,是滚筒式的 1. 研磨时间短 效率高 是滚筒式的10倍; 倍 2. 物料的分散性好,微米级的颗粒粒度非常均匀; 3. 能耗低,为滚筒式的1/4. 4. 生产中易于监控,温控极好。

5. 对于研磨铁氧体磁性材料,可直接用金属磨筒及 钢球介质进行研磨。




(三)振动球磨机
1、惯性式振动磨机基本结构
振动球磨机是由激振器产生的高频圆振动,使球磨机内的 研磨介质产生了由高速自转和低速公转组合的高强度旋转冲击 运动。

这种复合运动对物料形成强力冲击破碎和研磨作用,一 般可将物料研磨到微米甚至亚微米级、粒度分布范围窄。




2、惯性式振动磨机粉碎原理 惯性式振动磨机粉碎原理
振动磨工作时电机带动主轴高速旋转,主轴上的偏 振动磨工作时电机带动主轴高速旋转 主轴上的偏 心重块产生的离心力迫使筒体振动。

筒体内的装填 物由于振动不断地沿着与主轴转向相反的方向循环 运动,使物料不停地翻动。

同时研磨体还做剧烈的 自转运动 并具有分层排列整齐的特点 特别是高 自转运动,并具有分层排列整齐的特点。

特别是高 频时,研磨体运动剧烈,各层空隙扩大,几乎呈悬 浮状态。

筒体内的物料剧烈且高频率的撞击和研磨 作用,首先产生疲劳裂纹并不断扩展最终破碎。




¾振磨工艺原理
3、影响振磨效率的主要因素 影响振磨效率的主要因素有球质量、振磨振动频率 及振动幅度。


↑→η(效率) ↑ ① m ↑→ F = m(av + g) ↑→撞击作用力
av为垂直线加速度,F为料斗与下落磨球相互 作用力。

作用力


¾振磨工艺原理
② 振动频率 f ↑→ η ↑
振动频率提高,单位时间研磨次数增多,加强了滚动磨擦。


振动频率与粉料比表面积的关系
③ 振动幅度 A ↑→
η↑
振动幅度加大,磨球的上抛高度加大,加强了磨球下落的冲 击力。




¾振磨工艺原理
粉料对振幅与振动频率的要求: (1) 较粗的粉料进行粉碎时需要较大冲击力, 因此要求振幅大,同时粉碎前期粉料较粗,因 而前期振幅要大以提高效率。

(2) 较细粉料的粉碎需要大量滚碾磨擦,因而 希望振动频率高些,破碎后期一般粉料较细, 因而破碎后期振动频率要高以提高效率。




¾振磨工艺原理
4、振磨工艺优缺点 振磨工艺优缺点
优—粉料在单位时间内受研磨体的冲击与研磨作 用次数极大,其作用次数成千倍于球磨机,因此粉碎 效率很高。

粉碎粒度细,混入杂质较少: 方面粉碎 效率很高。

粉碎粒度细,混入杂质较少:一方面粉碎 是靠疲劳破坏而粉碎,另一方面由于研磨效率高,所 用时间短,因此减少了混入杂质的可能性 用时间短,因此减少了混入杂质的可能性。

缺 — 粒形较差,呈棱角,混合效果及均匀度较球 磨差 振动噪音大 机械零件易疲劳而损坏 装料尺 磨差。

振动噪音大,机械零件易疲劳而损坏,装料尺 寸应小于250μm(60目筛)。




¾振磨工艺原理
振磨机的粉碎程度 5、振磨机的粉碎程度 当进料尺寸不大于250μm,则成品料平均 细度可达2~5μm。

球磨与振磨比较其粉碎粒度 要小得多 但是效率也较低 要小得多,但是效率也较低。




(四)行星式球磨机
行星式球磨机是在一转盘上装有四个球磨罐,当转盘转动 行星式球磨机是在 转盘上装有四个球磨罐 当转盘转动 时,球磨罐中心轴作行星运动,罐中磨球在高速运动中研 磨和混匀样品。

磨和混匀样品
特点: 1. 进料粒度:18目左右;出料粒度:小于200目
(最小粒度可达0.5微米) 2 球磨罐转速快(不受罐体尺寸限制),球磨效率高, 2. 球磨罐转速快(不受罐体尺寸限制) 球磨效率高 公转:37-250r/min, 自转: 78-527r/min.


第三节 特种陶瓷粉体的制备
(五)气流粉碎
气流粉碎技术研究在国外已有近 个世纪的历史, 气流粉碎技术研究在国外已有近一个世纪的历史, 而我国是在 20世纪 80年代才开始研究,起步较晚。

气 流粉碎又称冷流粉碎,能将物料粉碎到5微米以下。

如果 用超音速气流来粉碎,粒度可达 用超音速气流来粉碎 粒度可 0.1-0.5微米 微米。

9最广泛使用的粉碎方法 9用于无须化学反应时 9获得粉体颗粒尺寸范围0.1~0.5μm 9粒度均匀


从喷嘴中射出的高速射流, 因体积膨胀而降低了压力, 因体积膨胀而降低了压力 加快了流速,更因为射流 的切向分速度,导致气流 带着物料在环形管中做快 速的循环流动。


管道式气流粉碎机结构示意图


含有物料的混合气流经过上升管道至弧形分级区域,混合气流 中的物料在离心力的作用下,根据颗粒粗细不同而自行排列: 粗颗粒靠向管道的外侧,细颗粒靠向内侧。

这样分布在向内侧 逐渐减小的不同半径上,形成层流。

当混合气流经过弧形分级区域到达出口处时,气流突然改变方 向 已 达到 定粒度的粉末 随同废气排出 而粗的颗粒 向,已经达到一定粒度的粉末,随同废气排出。

而粗的颗粒, 当它跟惯性分离器的的挡板碰撞后,即被弹开,落到下降气流 中 因它始终被抛向管壁的外侧 故 经转弯就立即下降 于 中。

因它始终被抛向管壁的外侧,故一经转弯就立即下降。

于 是下降气流把它们再次送到粉碎区域。

如此循环不息,直到达 到一定粒度,被排出机外。

物料在管道内—般要循环2000一 2500次。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
2、气流磨粉碎机粉碎原理 3、气流磨工艺优缺点 气流磨工艺优缺点 优点:(1)干磨式粉碎,粉碎平均粒径大约1μm,粒度 分布狭窄陡直; 分布狭窄陡直 (2)可以连续操作,产量大、效率高。

机械磨损少,很 适合对坚硬物料(莫氏硬度9 5)的加工 9.5 )的加工。

(3)因为没有研磨体,物料不会受到污染; 缺点 粉尘多 噪音较大 对环境有污染 由于粉碎过程 缺点:粉尘多、噪音较大,对环境有污染。

由于粉碎过程 中物料与气流充分接触,粉碎后物料吸附的气体很多,且 表面十分发达 所以粉末使用前要排除吸附的气体 表面十分发达,所以粉末使用前要排除吸附的气体。




(六)高能球磨
高能球磨high - energy ball milling是利用球磨的转动或振动, 使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,把粉末粉碎为纳 米级微粒的方法。

米级微粒的方法 高能球磨法一经出现,就成为制备超细材料的一种重要途径传 统上 新物质的生成 晶型转化或晶格变形都是通过高温(热 统上,新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热 能) 或化学变化来实现的。

机械能直接参与或引发了化学反应 是 种新思路 其基本原 是利用机械能来诱发化学反应或诱 是一种新思路。

其基本原理是利用机械能来诱发化学反应或诱 导材料组织、结构和性能的变化,以此来制备新材料。

作为一种新技术,它具有明显降低反应活化能、细化晶粒、极 大提高粉末活性和改善颗粒分布均匀性及增强体与基体之间界 面的结合,促进固态离子扩散,诱发低温化学反应,从而提高 了材料的密实度 电 热学等性能 是一种节能 了材料的密实度、电、热学等性能,是 种节能、高效的材料 高效的材料 制备技术。

用机械化学研制 超 固溶体 属 化 物 非 至今已经用机械化学研制出超饱和固溶体、金属间化合物、非 晶态合金等各种功能材料和结构材料,也已经应用在许多高活 性陶瓷粉体、纳米陶瓷基复合材料等的研究中。




如果将两种或两种以上粉末同时放入球磨的 球磨罐中进行高能球磨,粉末颗粒经压延、 压台、碾碎、再压合的反复过程(冷焊 冷焊一粉碎 粉碎 一冷焊的反复进行),最后获得组织和成分分 布均匀的合金粉末 这是一个无外部热能供 布均匀的合金粉末。

这是 个无外部热能供 给的、干的高能球磨过程,是一个由大晶粒 变为小晶粒的过程。

变为小晶粒的过程 特点:磨球运动速度较大,使粉末产生塑性 特点 磨球运动速度较大 使粉末产 塑性 形变及固相形变,球磨过程中还会发生机械 能与化学能的转换 致使材料发生结构变化 能与化学能的转换,致使材料发生结构变化 、化学变化及物理化学变化。




助磨剂
„
粉碎原理 助磨剂通常是一种表面 粉碎原理:助磨剂通常是一种表面 活性剂,它由亲水基团(如羧基- COOH,羟基-OH)和憎水的非极 性基团(如烃链)组成。

在粉碎过 程中 助磨剂的亲水集团易紧密地 程中,助磨剂的亲水集团易紧密地
表面活性物质对钛酸钙 瓷料比表面积的影响
吸附在颗粒表面,憎水集团则一致排列向外,从而使粉 吸附在颗粒表面,憎水集团则 致排列向外,从而使粉 体颗粒的表面能降低。

而助磨剂进入粒子的微裂缝中, 积蓄破坏应力,产生劈裂作用,从而提高研磨效率。




„ „
常用助磨剂: 液体助磨剂如醇类(甲醇、丙三醇)、胺类(三乙醇胺、 液体助磨剂如醇类 醇 醇 胺类 醇胺 二异丙醇胺)、油酸及有机酸的无机盐类(可溶性质素 磺酸钙、环烷酸钙) 气体助磨剂如丙酮气体、惰性气体 固体助磨剂如六偏磷酸钠、硬脂酸钠或钙、硬脂酸、滑 石粉等。


助磨剂选择 助磨剂选择: 一般来说,助磨剂与物料的润湿性愈好,则助磨作用愈大。

当细碎 酸性物料(如二氧化硅、二氧化钛、二氧化钴)时,可选用碱性表 面活性物质,如羧甲基纤维素、三羟乙基胺磷脂等;当细碎碱性物 料(如钡、钙、镁的钛酸盐及镁酸盐铝酸盐等)时,可选用酸性表 面活性物质(如环烷基 脂肪酸及石蜡等) 面活性物质(如环烷基、脂肪酸及石蜡等)。


„ „
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3、机械法制备特种陶瓷粉体举例
(1)球磨法 用行星球磨法对粗 SiC粉料(平均粒径约10μm ,粒度分布范 粒度分布范 围在0.2-100μm)进行粉碎球磨,制备了平均粒径为523.6nm 的 SiC超细粉料。


SiC微粉加工制备工艺流程


称取适量 SiC粗粉料,用行星式球磨机球磨 ,料球(wt%) 为 1:10;所用研磨介质为蒸馏水 为: 所用 磨介质为蒸馏水 ;球磨时间分别为: 球磨时间分别为 24h、36h、48h,磨机转速为480r/min。

因实验所用球 磨罐及磨球均为钢质材料,长时间球磨硬质SiC粉料无疑 会混入 定量的铁 ,故将球磨好的粉料进行酸洗以去除 会混入一定量的铁 故将球磨好的粉料进行酸洗以去除 杂质铁及 Fe(OH)3胶桥。




球磨时间与 SiC平均粒度之间的关系 球磨初期 ,SiC平均粒度降幅较大,此时球磨效率最高 ; 进一步 进 步 延长球磨时间,SiC粒度随时间下降的速度逐渐减 慢,球磨效率逐步降低。

球磨 48h后,SiC粒度已达亚微米 至纳米级。




(2)气流粉碎 以粒度为 1.2μm的WC粉末为原料,分别采用球磨粉碎(A) 和气流粉碎(B)两种方法进行粉碎。

A料采用常规球磨工艺,在行星式球磨机中进行球磨以酒精 料采 常规球磨 艺 在 式球磨机中 球磨 精 为液体介质。

液体与粉和球的固液比为 1:1,(体积比),磨 球为球径 8mm的硬质合金球,球料比5:1,球磨时转速为 200 r/min / i 。

球磨时间为 球磨时间为 36h,球磨后真空干燥; 球磨后真空干燥 B料在气流粉碎机中采用气流粉碎方式进行处理,粉碎压力 为:0.7~0.85MPa,此时气流速度可达到超音速 300~ 500 / 。

500m/s


WC粉末粒度分布表
WC粉末粒度分布对比 由上图 (结合上表 粉末粒度分布数据)可以看出,采 用气流粉碎处理后的粉末粒度分布范围更小 其粒度 用气流粉碎处理后的粉末粒度分布范围更小,其粒度 更均匀,没有大颗粒存在。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
一、固相法制备粉体 相法制备粉体 固相法就是以固态物质为出发原料,通过 就是以固态物质为出发原料,通过一定 定 的物理与化学过程来制备陶瓷粉体的方法。

作为固 相反应 事实上包含有很多内容 如化合反应 分 相反应,事实上包含有很多内容,如化合反应、分 解反应、固溶反应、氧化还原反应、出溶反应以及 相变等等。

在这里,仅就用于制备特种陶瓷粉体的 方法,侧重介绍三种主要的反应即化合反应、热分 解反应以及氧化物还原反应。

实际工作中往往几种 反应同时发生 并且反应生成物需要粉碎 反应同时发生,并且反应生成物需要粉碎。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
固相反应法制备粉体工艺流程


第三节 特种陶瓷粉体的制备
原料的准备:天然矿物,化工原料,化学试剂等等; 配料及混合:干混和湿混两种。


效果:湿混优于干混。

但干混的优点:混合后无需烘干或脱水。


原料的合成 化合反应法、 化合反应法 热分解反应法、氧化物还原法。

热分解反应法 氧化物还原法 原料的合成:


第三节 特种陶瓷粉体的制备
1.化合反应法
化合反应法一般具有以下反应结构式: A(s)+B(s) A(s) B(s) C(s) C(s)+D(g) D(g) 两种或者两种以上的粉末,经混合后在一定的 热力学条件和气氛下反应而成为复合物粉末, 热力学条件和气氛下反应而成为复合物粉末 有时也伴有一些气体逸出。




第三节 特种陶瓷粉体的制备
钛酸钡粉末的合成就是典型的固相化合反应。

等摩尔比的钡 盐BaCO3和二氧化钛混合物粉末在一定条件下发生如下反应: 氧化钛 合物粉末在 定条件 发生如 反应
BaCO3(s)+TiO i 2(s) →BaTiO i 3(s) + CO2(g)
该固相化学反应空气中加热进行,生成用于PTC制作的钛 酸钡盐 放出二氧化碳 但是 该固相化合反应的温度控 酸钡盐,放出二氧化碳。

但是,该固相化合反应的温度控 制必须得当,否则得不到理想的、粉末状钛酸钡。




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