果断收藏分析氧化铝陶瓷的制备技术
来源:本站 时间:2021/2/28 9:11:52 次数:
高纯氧化铝是指纯度大于99.99%,且粒度均匀的超微粉体资料。它存在高硬度、高强度、抗磨损、耐腐化、耐高温、抗氧化、绝缘性好、热膨胀系数小、抗热震机能好、介电损耗低等优良的特点,普遍利用于绝缘资料、电子产品、耐磨耐腐化资料及航空航天资料等高科技行业。目前,氧化铝陶瓷体系备方法重要有热解法、有机铝醇盐水解法、溶胶-凝胶法跟盐酸氨水法等。我国氧化铝产品以产业氧化铝为主,高纯、超细氧化铝的生产尚未达到产业化水平,产品重要依附进口。随着国内高新技巧产业的一直发展,高品德、多品种氧化铝的须要一直增加。因此,研究生产高品德氧化铝的前景看好。
1、热解法
热解法分为硫酸铝铵热解法跟硫酸铝铵热分解法。
硫酸铝铵热解法首先以溶解H2SO4溶解Al3制得AL23溶液,加入2 SO4反应得到NH4 Al2,在脱水炉中将NH4 Al2脱水后再在高温炉中热分解得到AL2O3,其反应方程式如下所示:
硫酸铝铵热分解法生产氧化铝存在操作牢固、产品纯度高、氧化铝比名义大等特点,且生产的超微粉一次粒子较细、团聚较轻。但在生产进程中对环境影响较大,会产生大量含SO2、SO3跟NH3的废气。因为该生产进程程序庞杂, 环境沾染重大, 其生产工艺正逐步被淘汰。
碳酸铝铵热解法是目前氧化铝陶瓷产业生产中重要利用技巧,其原理是:在反应温度35℃时,碳酸氢铵与硫酸铝铵按物质的量比1:合成碳酸铝铵,碳酸铝铵经热分解可制得纯度大于99.99%、均匀粒度为0.35μ
M、 比名义积为10m2/g的高纯α-Al2O3粉末。其化学反应方程式如下所示:
碳酸铝铵热解法虽克服了沾染SO2 跟SO3, 但所得粉体粒度及团聚较硫酸铝铵热解法差, 而且生产流程长、 本钱高; 碳酸铝铵热解法的要害在于碱式碳酸铝铵的合成进程, 它直接影响高纯超细氧化铝与其烧成品的机能跟品质。
2、有机铝醇盐水解法
有机铝醇盐水解法也是国内批量生产高纯氧化铝的重要利用工艺。它的工艺方法是将金属铝与有机醇反应制得前驱体金属醇,前驱体金属醇盐溶解在水或有机溶剂中形成均匀的溶液并产生水解反应;水解产物缩聚成1nm左右的溶胶粒子后,进一步聚集成凝胶,再将凝胶干燥、煅烧,后得到无机纳米粒子。有机铝醇盐水解跟缩聚反应式如下:
该方法优点是可能制得一次粒子较细的超微Al2O3,并且减少了环境沾染,毛病是其团聚重大,且生产本成较高。
3、溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法的工艺原理是:首先无机盐或金属醇盐经水解直接聚合形成溶胶,再加入水将溶胶凝胶化,干燥后高温煅烧处理,后得到氧化铝陶瓷。其水解、聚合反应式如下:
溶胶-凝胶法是在较低温度下制备高纯度氧化铝陶瓷体的重要手段之一,其毛病是制备进程中的呈现硬团聚景象,这须要增加名义活性剂来克制团聚体的产生。假如采取原料为铝盐,在反应进程中及煅烧时会产生腐化性气体,沾染环境;若采取原料为有机醇盐,则存在本钱高、活性强不易存储的毛病。
4、盐酸氨水法
盐酸氨水法制备氧化铝陶瓷是将产业氢氧化铝或偏铝酸钠与盐酸于密封的反应槽内反应,得到三氯化铝溶液;三氯化铝溶液过滤后,经蒸发、结晶生成了六水三氯化铝晶体;六水三氯化铝晶体在氯化氢气体的维护下高温脱水,得到无水三氯化铝粉末;三氯化铝粉末在真空炉内进行升华提纯,得到纯度超过99.999%的三氯化铝;高纯三氯化铝溶于氨水溶液,经过稀释、结晶、过滤、干燥后得到了高纯氢氧化铝晶体;氢氧化铝晶体经过高温煅烧后生成了纯度为99.993%、均匀粒径0.3μ
M、比名义积为21m2/g的高纯α-Al2O3粉末。盐酸氨水法制备α-Al2O3粉末的工艺流程如下图1所示:
图1 制备α-Al2O3粉末的工艺流程图
其反应化学式如下:
通过对比上述方法可知, 盐酸氨水法,目前国内高纯氧化铝重要生产方法热分解法跟有机铝醇盐水解法存在着工艺庞杂、技巧前提不易把持、 本钱较高且沾染重大等毛病。随着我国经济的发展,高纯氧化铝的须要量将会一直进步, 同时对生产中的环境请求也会越来越高,绿色的盐酸氨水法制备高纯氧化铝的生产工艺将会得到普遍利用。