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零热分解率的钛酸铝微粉的合成工艺研究

宋继芳  
【摘要】: 本论文研究的主要目的是合成出具有良好热稳定性的微细钛酸铝粉体,重在提高使用单一MgO添加剂稳定钛酸铝的能力。 论文探讨了在实验室内制备钛酸铝的合成条件对合成效果的影响,确定出合成钛酸铝的优化条件。本试验通过准确测定起始物的Ti、Al含量,严格化学配比,采取适当措施将微尺度上的组成均匀性从溶胶一直保持到混合铝钛氧化物前驱体的生成,使该粉体具有高活性,将其在1250℃煅烧2h,已合成出以钛酸铝为主晶相的产物,比文献报道的钛酸铝相的最低生成温度降低了50℃。 本工作以MgO为单一添加剂,采用优化条件制备出微细的A1_(2(1-x))Mg_xTi_(1+x)O_5固溶体产物。本次试验对比了x=0.04、0.07、0.135的三种配方,按照这三种配比所合成的Al_(2(1-x)Mg_xTi_(1+x)+O_5的热稳定性均远高于纯钛酸铝,经历1100℃热分解试验后,三种合成产物都仍然以钛酸铝为主晶相,它们的品格常数a、b、c均随x的增加而近于线性地增大。本次研究发现,经历热分解试验后,热分解率最低的是c值居中的Al_(1.86)Mg_(0.07)Ti_(1.07)O_5(X=0.07),它的热分解率为零。据我们所知,这是首次在使用单一MgO添加剂的情况下制备出零分解率的钛酸铝。它意味着存在一个能极为有效地稳定钛酸铝的MgO添加量,与之相应,存在一个优化的品格常数C值,它仅比标准钛酸铝的参数略大。该结果表明,现有文献认为c值的增幅越大,钛酸铝越稳定的结论应该修改。 本研究还发现,改变MgO:Al_2O_3:TiO_2配比,会使所合成的钛酸铝产物的热稳定性出现明显差异,其中,按照Al_2(1-x)Mg_xTi_(1+x)O_5的配比所合成的钛酸铝的稳定性最好。从本研究发现的该规律性推断,额外添加MgO来稳定钛酸铝的方式可能不是一种理想的处理方法。 本研究获得的这些新发现的价值在于,它们为发展兼容热稳定性和强度的钛酸铝粉体的合成技术、研究钛酸铝的热稳定性制约机理提供了新的考虑基点。


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