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《成都理工大学》 2006年
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硼酸镁晶须制备工艺及其形成机理研究

吴小王  
【摘要】:以树脂,金属和陶瓷为基质,添加各种晶须构成高性能复合材料已成为目前国际材料科学发展的趋势。然而,传统的碳晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须价格高昂,严重限制了晶须复合材料的民用化,因此开发廉价晶须成为当今复合材料研究的热点之一。硼酸镁晶须作为一种新型材料,具有与碳纤维相近的力学性能,而其价格仅为碳化硅晶须的1/20~1/30,故自上世纪90年代开发成功以来,因其高性价比在民用材料的巨大应用前景,而成为材料领域的研究焦点。 相对于目前硼酸镁晶须合成微波法和水热法的工艺条件苛刻、能源耗费巨大,高温助熔剂法以其成本低廉,工艺操作简单,显示出良好的工业化前景。然而,高温助熔剂法合成出的晶须纯度含量不高(80%-85%),晶须较短(仅2~10μm),杂相粉体多,晶须均一性差,生产周期长(长达50小时),在反应过程中逸出HCl,对炉体腐蚀严重,并造成环境污染等,成为目前急待解决的技术难题。 本研究利用胶体化学基本原理,通过研究反应物物化性质,提出用乙二醇、氢氧化钠、水氯镁石、硼酸、助熔剂合成前驱体,高温煅烧合成工艺,合成出直径为0.5-2.0μm,长度为70-160μm,纯度达到99.14%的单斜晶系无杂相的硼酸镁晶须Mg_2B_2O_5。该工艺大大促进了硼酸镁晶须的生长速度和质量,抑制了杂相的生成,降低了反应时间,有效解决了反应过程中逸出HCl造成的设备腐蚀和环境污染问题。 本论文还深入研究了硼酸镁晶须的合成机理,初步认为硼酸镁晶须的生长关键步骤为:2Mg(OH)Cl+B_2O_3→2MgO·B_2O_3+2HCl,并通过在450℃中停留活化2-3小时,获得了长度非常均匀的硼酸镁晶须,从而找到了解决晶须均一性的有效方法。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ132.2

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【引证文献】
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1 张旖;张雨山;王俐聪;黄西平;曹冬梅;王玉琪;;硼酸镁晶须合成工艺研究进展[J];盐业与化工;2008年06期
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1 ;巴洛沙星合成研究[N];医药经济报;2004年
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5 记者 吴长锋;科大讯飞英文语音合成系统获奖[N];科技日报;2006年
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3 金培鹏;硼酸镁晶须增强镁基复合材料的力学与界面行为[D];兰州理工大学;2009年
4 李建权;SiBON材料制备技术及反应机理研究[D];山东大学;2012年
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