高温低钠氧化铝粉体材料的制备研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:IT_Consultant
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高温低钠氧化铝属于化学品氧化铝,低钠氧化铝主要指的是氧化钠质量分数小于0.1%的氧化铝,通常可用来制备高级电绝缘体,当粒度(D(0.5)<3μm)和晶型(w[α相]≥95%)也能满足一定要求时,还可以用来制备高级耐火耐磨陶瓷材料等。现有的工艺很难既满足大批量低成本的生产又满足生产的产品综合性能优越。本文开发了两种流程简单、成本较低、设备常规的高温低钠氧化铝制备工艺,且制备的高温低钠氧化铝满足综合指标要求。本文分别采用两段法和直接焙烧法制备高温低钠氧化铝,采用表面与孔径测量仪、扫描电镜、DSC热重分析、XRD物相分析、ICP原子光谱分析等分析检测手段主要研究了焙烧过程中氧化铝结构的变化以及相变规律、添加剂对氧化铝结晶方式的影响、脱钠剂的作用机理、不同球磨条件对颗粒粒径的影响等,研究结果如下:(1)开发了两段法制备高温低钠氧化铝粉体材料的工艺,该工艺包括预焙烧、脱钠剂水洗脱钠、球磨细化颗粒、煅烧转型、二次球磨五道工序。制备的样品氧化钠质量分数小于0.1%、平均粒径在1~3 μm、α相质量分数超过99%。(2)预焙烧过程中,以3℃/min的升温速率升温至500℃,焙烧得到的活性氧化铝比表面积最大,达176.15 m2/g,此时通过水洗可将Na2O质量分数由0.275%降至0.131%。添加过量4倍的冰乙酸,再通过水洗,Na2O质量分数可降至最低,为0.074%。(3)焙烧转型过程中,工业氢氧化铝由过渡型氧化铝向α-氧化铝转变的最低相变温度为1150℃,且α相含量随焙烧温度的升高而增加。转变速率曲线近似一条抛物线,峰值位于1100~1150℃范围内,此温度段α相转变速率大概为0.6%/℃,对应温度的α相质量分数在40%~45%之间。温度在140℃时,α相质量分数可达到96%。添加剂的加入可有效抑制晶粒长大,促进相转变。分别添加0.05%的纳米α-Al2O3晶种和碱式碳酸镁,原晶粒度可由1 μm左右分别降至600 nm和500 nm,α相由96.00%均提高到99.00%以上。(4)开发了直接焙烧法制备高温低钠氧化铝粉体材料的工艺,工艺包括添加矿化剂高温焙烧、稀酸洗深度除钠以及球磨细化颗粒。该工艺制备的样品氧化钠质量分数小于0.05%、平均粒径在7 μm以下、α相质量分数大于96%。(5)高温焙烧过程中,矿化剂脱钠能力随着焙烧温度的升高逐渐增强,当焙烧温度为1400℃,分别添加1%的H3BO3、NH4Cl、NH4F矿化剂能将Na2O质量分数从0.32%降低至0.082%、0.070%、0.053%,三种氧化铝的α相质量分数均大于95%。添加质量分数为0.012%的稀盐酸将矿化剂脱钠后的粉体进一步水洗,按上述添加矿化剂的种类的样品氧化钠质量分数依次为0.049%、0.044%、0.043%,达到超低钠水平。(6)矿化剂在一定程度上能够促进晶粒长大,分别添加1%的H3BO3、NH4Cl、NH4F矿化剂焙烧产物原晶粒度依次为3 μm、1μm、5μm左右,球磨后颗粒平均粒度分别是3.870 μm、2.216 μm、6.094 μm。三种氧化铝粉体的粒度分布曲线均接近于正态分布,颗粒粒度分散良好。(7)两种工艺制备的氧化铝粉体指标均能达到高温低钠氧化铝水平,两段法制备的粉体材料纯度较纯,基本不引入其他杂质,氧化钠质量分数小于1.00%,平均粒径较细。直接焙烧法制备的氧化铝粉体材料氧化钠质量分数小于0.05%,达到超低钠水平,但在纯度跟粒径方面较两段法存在不足。两种工艺工艺流程简单,易于扩大实验以至于推广于工业化生产。
其他文献
随着社会经济的快速发展,能源消耗日益严重,如何实现能源高效、合理、无污染地利用成为许多科研工作者面临的主要问题。本文对电热综合能源系统的运行过程进行分析,提出了一种准确的、动态的热负荷预测方法。在此基础上,从系统运行经济性层面考虑,建立了电热综合能源系统的优化模型,采用一种改进的布谷鸟优化算法求解各个热源的出力,使得供热系统的供热量与用户的需热量相匹配,从而实现按需供热的目的,避免综合能源系统在运
随着可再生能源在电力系统中的渗透率逐步提高,并网逆变器作为可再生能源与电网的接口设备在未来的电力系统中将会逐步占据主导地位,其性能的优劣直接影响着可再生能源的利用效率。LCL滤波器相较于传统的L滤波器具有更优良的高频谐波衰减性能,LCL滤波器需要最小的电感量即可达到相同的滤波效果和其他两种滤波器相比,从而减轻并网设备的体积和重量,降低功率损耗和成本。本文主要研究一种改进型两级式单相光伏并网逆变器的
弹射器的工作性能决定航空母舰的战斗能力,弹射过程中滑道逸出的水蒸汽弥散于舰载机的发动机周围,对舰载机的起飞性能有重要影响。国内外研究者在蒸汽弹射方面主要有两个研究方向,一是运用动力学和热力学的相关知识建立了与舰载机动力相关的数学模型,研究相关部件及物理量对动力性能的影响;二是从空间和时间角度分析温度畸变对发动机性能的影响,综上,在蒸汽弹射方面,国内外研究者没有建立相应的多相流模型,也没有利用数值仿
在汽车轻量化的大背景下,获得高强度高塑性的车身材料,使材料减薄减重,降低车身重量,并提高车身安全性能,一直是汽车钢研发的主流方向。第三代超高强Q&P钢具有较高强度和塑性,应用前景广阔。但工业Q&P钢一体化工艺流程较复杂,基础化研究仍不完善,故调控一体化工艺下的组织性能具有非常重要的实际工程与科学研究意义。基于以上背景与Q&P钢的基础理论研究,以常规的Fe-Mn-Si体系下Q&P钢为实验材料,设计热
粉芯丝材克服了传统实心丝材加入硬质相难以成型和导电性差的缺点,极大扩宽了其在耐磨耐蚀领域的应用。众所周知,钛具有优异的耐蚀性能,但其硬度较差,耐磨性欠佳。通过添加陶瓷相可以极大的改善这一缺点,但纯钛与陶瓷相复合粉芯丝材的成型工艺研究较少,如何制备性能优异的钛基粉芯丝材还面临很多挑战。本文利用DEFORM-3D软件对模具角度与拉拔工艺进行了优化研究。拉拔力随半模角的增加呈先减后增的趋势,在α=6~8
由于镁合金具有高的比强度、良好的生物相容性和可降解等优点,而引起众多生物材料研究者的兴趣。本论文采用真空熔炼和挤压工艺制备了 Mg、Mg-0.3Mn、Mg-1Zn-0.3Mn、Mg-2Zn-0.3Mn、Mg-4Zn-0.3Mn、Mg-6Zn-0.3Mn 合金,采用 X射线衍射分析、光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸实验、浸没试验、电化学实验和循环应力腐蚀测试等方法研究了Mg合金的组织、力学性能,并对
随着我国能源产业的发展,以无人机巡检为代表的新型巡检技术逐渐得到了应用。巡检无人机以无人机为平台,搭载图像采集、数据传输等设备,用来辅助甚至代替传统的油气管道、电力线路巡检工作。目前主流巡检无人机以四旋翼无人机为主,原因在于其具有结构简单、机动性强、操作方便、作业高效等优点。特别是它作为经典的旋翼无人机结构,制作和维护成本较为低廉,具有广阔的市场前景和应用价值。正因为它简单的结构,所以与其他多旋翼
制冷技术已经成为现代人们生活中不可或缺的一部分,随着社会的发展以及对环境保护和节约能源的迫切需求,急需一种新型的制冷技术来替代传统制冷方式。而基于材料磁热效应的固态制冷具有环境友好、节能高效、稳定可靠等特点,无论是理论研究还是实践应用都具有十分重要的意义。同时电输运性能反映了物质的能带结构,对它的研究是对材料研究的重要手段之一。本文利用助溶剂法生长了 Mn5Ge3以及Mn3P单晶,通过X射线衍射仪
目的:探讨中医体质类型及韧带松弛与足■外翻的相关性。方法:选取2018年10月至2019年12月就诊的足■外翻患者89例(161足),选取因踝关节扭伤、跟痛症等就诊的非足■外翻患者46例(53足)。按患病与否分为患病组与非患病组,收集两组患者足部正侧位X线片,测量■外翻角(HVA),第1,2跖间角(IMA),记录Beighton’s评分及中医体质分类与判定自测表信息。采用多元线性回归及二元Logi
普通车载逆变电源经过几十年发展已然技术十分成熟,将蓄电池输出的12V直流转化为220V/50Hz交流,功率等级为100~500VA,为家用电子产品供电,但特种车辆逆变电源由1500马力发动机供能,一般能量经过整流后供逆变电源输出给各种负载。特种车辆逆变电源输入电压为900±10%,输出为220V/50Hz,功率为5000VA,由于其工作工作环境,输入电压等级安全性与可靠性等方面远异于普通车载逆变电