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纳米α-Al_2O_3粉体的制备及其在水性体系中的分散

杨晔  
【摘要】: 本研究以NH_4Al(SO_4)_2和NH_4HCO_3为原料,采用沉淀法制备了氧化铝前驱体碳酸铝铵(AACH)。研究发现,通过直接在1150℃煅烧该前驱体不能获得无团聚、粒径较小的α-Al_2O_3纳米粉体。接着,就分别研究在前驱体中加入或掺杂Q-Al_2O_3粉体籽晶、氧化铝胶体籽晶、TiO_2溶胶、硝酸铵以及高能球磨前驱体等一系列因素对α相变温度、最终产物微结构、相变过程等的影响。研究表明,上述几种因素均能降低α相变温度,然而温度的降幅以及对最终粉体微结构的影响是不同的,其中,影响最大的是氧化铝胶体籽晶的添加。研究结果显示,含有20wt%胶体籽晶的前驱体AJS20在1000℃左右煅烧就可获得平均粒径为70nm、无团聚的纳米α-Al_2O_3粉体;而含有2wt%胶体籽晶的前驱体AJS2在1100℃即可获得粒径在100nm左右、几乎单颗粒分散、有少量“树枝状”微结构的纳米α-Al_2O_3粉体。本文还简要地给出了以上各影响因素的作用机制。 此外,还利用粒度分析来表征纳米α-Al_2O_3粉体在水性体系中的分散情况,并找出最佳的分散工艺。结果表明,PAA在碱性条件下是α-Al_2O_3粉体的最佳分散剂。


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