纳米粉对隧道混凝土抗裂防渗性能的影响

在隧道用水泥混凝土中添加α-Al2O3纳米粉,分析纳米粉对混凝土的力学性能、收缩性、早期抗裂性和抗渗性的影响.结果 表明:纳米α-Al2O3的添加有利于提高混凝土的抗压强度和抗折强度,适宜的掺量范围为2％～2.5％;纳米粉提高了混凝土的早期收缩值,并且在一定范围内随着纳米粉掺量的增加收缩值增加,当纳米粉掺量增加到一定程度混凝土干缩率减小;适宜的纳米粉掺量有利于提高混凝土的早期抗裂性;纳米α-Al2O3粉的掺入可以显著提高混凝土的抗渗性.     

氢氧化铝热分解制备α-Al2 O3 纳米粉体

以工业氢氧化铝为原料,采用引入添加剂的直接煅烧分解法制备出α-Al2O3纳米粉。制粉过程中,在氢氧化铝粉料中加入不同量的相变添加剂ZnF2、AlF3和纳米α-Al2O3晶种,在球磨罐中球磨3h,所得粉料分别于800℃、900℃、950℃、1000℃煅烧1h、1.5h、2h,并将制得的α-Al2O3粉体配制成固相体积分数为15%的悬浮液,加入分散剂并调节pH值=8进行分散处理,再将该悬浮液进行离心分离,使纳米粉被逐步地分级与分离出来。结果表明:向Al(OH)3粉料中加入1%ZnF2 1%晶种或3%AlF3 1%晶种,降低了相变温度,从而在950℃煅烧1h后即可得到晶粒度分别为32nm和37nm的α-Al2O3纳米粉。所制粉体经分散、离心处理后,二次粒度为168nm;TEM观察表明α-Al2O3颗粒呈分散良好的不规则形貌。     

络合溶胶-凝胶法制备Al_2O_3纳米晶及其表征(英文)

以异丙醇铝为原料,用聚乙二醇(PEG1000)络合溶胶-凝胶法合成了Al2O3纳米晶,并采用差热-热重分析、X射线衍射、透射电子显微镜等对络合前驱体及粉体进行表征;探讨了PEG1000及煅烧温度对纳米Al2O3相结构、粒子尺寸、形貌及分散性的影响规律.结果表明:PEG1000增强了纳米Al2O3粒子的分散性.干凝胶在600～900℃煅烧后得到γ-Al2O3相;在600℃煅烧条件下,得到γ-Al2O3粒子形貌为针状结构,长度约为50～60nm.随着煅烧温度的升高,γ-Al2O3针状粒子长度逐渐减小,在750℃煅烧后,得到γ-Al2O3粒子长度为20～30nm;在900℃煅烧条件下,γ-Al2O3粒子形貌为颗粒状,平均粒径尺寸为10nm;当干凝胶在1 000℃煅烧后得到θ-Al2O3和α-Al2O3的混合相,所得粒子平均粒径尺寸为20 nm;当干凝胶在1 200℃煅烧后,得到的Al2O3全部转化α-Al2O3相,制得的纳米Al2O3粒子尺寸均一且分散性良好.     

溶胶-凝胶法制备Al2O3纳米粉

以Al(NO3) 3和NH3·H2 O为原料制备AlOOH勃姆石溶胶 ,加入PVA作为分散剂 ,干燥后制成干凝胶。干凝胶经不同温度下煅烧得到不同晶型的Al2 O3纳米粉。X—射线衍射分析结果表明 ,勃姆石干凝胶在煅烧过程中的物相变化为AlOOH→ε-Al2 O3→ -Al2 O3→δ -Al2 O3→θ -Al2 O3→α-Al2 O3,采用电子显微镜和BET比表面积法测量出Al2 O3纳米粉的颗粒大小     

水热法合成α-Al2O3粉体的工艺因素研究

以工业Al(OH)3为起始原料,以α-Al2O3纳米粉为晶种,以KBr作为矿化剂,采用水热法制备了α-Al2O3粉体,利用正交设计法研究了水热反应体系的固含量和pH值、α-Al2O3纳米粉加入量、KBr浓度、填充度以及反应温度和保温时间等工艺因素对合成产物中α-Al2O3含量的影响,试验得出并验证了最优方案,分析了采用最优方案合成产物的显微结构.结果表明:1)各因素对α-Al2O3产率的影响程度从大到小的顺序为:水热温度、纳米α-Al2O3加入量、KBr浓度、固含量、pH值、保温时间、填充度,且随水热温度的升高、纳米α-Al2O3加入量的增加以及pH值的降低,α-Al2O3产率逐渐增加;2)最优方案为:固含量5%,水热温度390 ℃,纳米α-Al2O3加入量5%,pH值5,保温时间4 h,填充度30%,KBr浓度1.0 mol·L-1;3)采用最优方案合成出的产物中α-Al2O3含量达100%,并且α-Al2O3晶体发育比较完善,呈六棱柱状.     

添加剂对高炉热风炉用镁质材料抗蠕变性能的影响

以粒度分别为3～1、≤1和≤0.088 mm的电熔镁砂为主要原料,在颗粒与细粉质量比固定为67.5:32.5的条件下,分别加入3%(w)的α-Al2O3粉、Cr2O3粉、钛白粉、脱硅锆粉、铁磷粉等添加剂,在高温隧道窑中于1 760℃110 min烧成后,研究添加剂种类对镁质材料蠕变性能的影响;然后,选择抗蠕变性能较好的添加剂α-Al2O3和Cr2O3,研究分别单独添加α-Al2O3粉(其质量分数分别为0、2.5%、5%、7.5%和10%)和复合添加α-Al2O3粉与Cr2O3粉(在α-Al2O3,粉质量分数为5%的基础上,再分别添加1%、3%和5%的Cr2O3粉)对镁质材料抗蠕变性能的影响.结果表明:(1)添加α-Al2O3粉、Cr2O3,粉和铁鳞粉对高炉热风炉用镁质材料的抗蠕变性有利,但添加铁鳞的抗热震性较差,不适合作高炉热风炉用镁质材料的添加剂;添加钛白粉和脱硅锆不利于材料的高温抗蠕变性.(2)在添加5%的α-Al2O3粉基础上复合添加Cr2O3,粉时,其质量分数以1%～3%为宜;以5%α-Al2O3,+3%Cr2O3作为镁质材料的复合添加剂,材料的抗蠕变性优于热风炉用低蠕变高铝砖的,其1 450℃保温50 h的蠕变率仅为低蠕变高铝砖的一半.     

α-Al2O3微滤膜耐酸碱腐蚀性研究

以20μmα-Al2O3粉为主要原料,钛白粉、轻烧MgO粉和钛溶胶为微滤膜添加剂,采用固相烧结反应法制备了强度和耐酸碱腐蚀性较好的α-Al2O3微滤膜.实验探讨了添加剂的种类、烧结制度对微滤膜耐酸碱腐蚀性的影响.结果表明,采用固相烧结反应法,α-Al2O3粉中加入5%钛溶胶,经1450℃煅烧,可制备孔隙率为26%,强度为50MPa耐酸碱腐蚀性较好的α-Al2O3-钛溶胶体系微滤膜;α-Al2O3粉中加入4%轻烧MgO粉和1%ZnO2,经1500℃煅烧,可制备孔隙率为25%,强度为80MPa耐酸碱腐蚀性较好的Al2O3-MgO-ZnO2体系微滤膜.     

α-Al2O3纳米粉对高纯刚玉砖烧结性能的影响

研究了在刚玉砖基质中分别引入0.5%,1%,2%和3%的α-Al2O3纳米粉及分别引入4%,8%和12%的α-Al2O3微粉时对高纯刚玉砖烧结性能的影响.检测试样于1100℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃和1700℃保温5 h热处理后的体积密度和强度,并用扫描电镜观察其显微结构.结果表明同时加入α-Al2O3纳米粉和α-Al2O3微粉可以促进固相烧结,改善制品烧结性能,使烧结温度降低200～400℃;当α-Al2O3纳米粉加入量为1%～2%,α-Al2O3微粉加入量为4%～8%时,烧结温度可降到1400～1500℃,此时,试样的体积密度和强度达到最佳值.其烧结机理是以扩散传质为主的固相烧结.     

用于珠光颜料的片状氧化铝制备

采用熔融盐法制备片状α-Al2O3,研究了硫酸盐、煅烧温度、添加剂(磷酸盐、二氧化钛)对片状α-Al2O3晶体形貌的影响。当氢氧化铝凝胶煅烧温度为900℃时,没加硫酸盐分解所得的氧化铝晶相为κ-Al2O3晶相,而加入硫酸盐的氧化铝晶相为α-Al2O3晶相,熔融盐降低了片状α-Al2O3的形成温度,促进κ-Al2O3向α-Al2O3晶型转变。煅烧温度由900℃上升到1200℃时,片状α-Al2O3的团聚程度降低,颗粒尺寸分布更加均匀。当煅烧温度在1200℃下、磷酸盐添加量为3%、二氧化钛添加量为2%时,所制得片状氧化铝分散均匀,径厚比较大,片状氧化铝平均粒径为5.225μm、厚度约400-500 nm。     

薄水铝石粒度对煅烧形成α-Al2O3粉体的影响

研究了薄水铝石粒度对其煅烧形成α-Al2O3粉体的影响.先用水热法制备出均匀分散的纳米、亚微米及几个微米的薄水铝石前驱体,用x射线衍射仪和电子显微镜分析了薄水铝石在不同温度煅烧所得产物的相结构及形貌.结果表明,粒度30～100 nm的薄水铝石在1200℃煅烧1 h转变为α-Al2O3,为蠕虫状的烧结颗粒;粒度0.4～0.6 μm的薄水铝石在1 250℃煅烧1 h可转变为α-Al2O3,颗粒尺寸变化不大,仍在0.4～0.6 μm范围内;粒度1 μm左右的薄水铝石在1350℃下煅烧2 h尚不能完全转变为α相,并已出现明显烧结.因此,以水热法制备的亚微米级薄水铝石晶体作为前驱体,经直接煅烧可以制备出分散性较好的亚微米级α-Al2O3粉体.     

添加剂对超硬材料陶瓷结合剂显微结构的影响

本文以金属Al粉和α-Al2O3微粉为添加剂,研究其添加量对陶瓷结合剂性能和显微结构的影响.通过X-ray衍射仪和扫描电子显微镜分析得知,金属Al粉添加量为4wt％,在620℃温度下烧成时,金属Al粉主要以单质熔融铝的形式存在,且熔融铝与陶瓷结合剂结合良好,使得试样的强度比基础陶瓷结合剂提高了10.3％;试样中单独加入α-Al2O3,微粉可以提高陶瓷结合剂的粘度,有效防止烧成过程中的不均匀变形,同时可以提高陶瓷结合剂的致密度;金属Al粉添加量为2wt％,同时加入30wt％的α-Al2O3,在680℃下烧成时,大部分的金属Al粉被氧化为氧化铝,α-Al2O3微粉和金属Al粉氧化生成的氧化铝进一步增强了陶瓷结合剂的致密度,并且与陶瓷结合剂反应生成可以拓宽烧结范围、抑制裂纹延伸的霞石( NaAlSiO4),使得试样的强度比基础陶瓷结合剂提高了195.5％.     

添加剂对超硬材料陶瓷结合剂性能的影响

以金属Al粉与α-Al2O3微粉作为陶瓷结合剂的添加剂,研究其对陶瓷结合剂抗弯强度、矿物组成及气孔分布等性能的影响.结果表明:金属Al粉添加量为4wt％,在620℃下烧结时,试样抗折强度最高为29.97 MPa,较基础陶瓷结合剂试样提高了10.3％;单独添加α-Al2O3微粉能够提高结合剂的黏度,防止试样在烧成过程中产生不均匀变形,提高陶瓷结合剂的网络致密度;在680℃下烧结,试样抗折强度大幅提高,最高强度为65.46 MPa,较基础陶瓷结合剂提高了140％,并且与陶瓷结合剂发生反应生成霞石(NaAlSiO4),霞石的生成有拓宽烧结范围,抑制裂纹延伸的作用;金属Al粉与α-Al2O3微粉共同加入对陶瓷结合剂抗折强度的提高有更好的效果,在680℃下烧结,当金属Al粉添加量为2wt％,α-Al2O3微粉添加量为30wt％时,试样抗折强度最高为80.33 MPa,较基础陶瓷结合剂试样提高了195.5％;金属Al粉的加入不会影响陶瓷结合剂气孔的形成,气孔分布均匀且较多,具备容纳磨屑与携带冷却液的性能.     

纳米复合Al2O3绝缘涂层的结构及介电性能

利用勃姆石溶胶和纳米α-Al2O3粒子形成的混合浆料制备具有一定厚度的氧化铝绝缘涂层,以满足高温(400 ℃)条件下仪器设备对高绝缘性能的要求.研究了纳米α-Al2O3粒子的添加量对涂层结构以及介电击穿强度、介电损耗和介电常数等介电性能的影响.结果表明添加纳米α-Al2O3粒子的涂层主要由α相以及少量γ相氧化铝组成.根据介电谱,当纳米α-Al2O3粒子添加量小于50%(质量分数,下同)时,涂层存在较高的介电损耗和松弛极化,其松弛极化的活化能值为0.7～0.8 eV;而高于或等于50%时,涂层的极化机理为空间电荷极化,其极化的活化能为1.03eV.此外,当纳米α-Al2O3的添加量为50%时,在100℃该涂层拥有较高的致密度和介电击穿强度(72 kV/mm),而介电损耗和介电常数则比较低,分别为2.92×10-2和4.9(1 MHz).     

小粒径氧化铝粉的制备及其在荧光粉合成中的应用

在碳酸铝铵法制备氧化铝工艺的基础上,通过控制沉淀条件及加入晶体生长促进剂等方法,有效控制了颗粒的大小和形貌,改善了氧化铝的结晶;并使用自制的α-Al2O3粉为原料合成了铝酸盐荧光粉。结果表明:促进剂对α-Al2O3颗粒的大小和形貌影响很大,适量加入可以获得粒径1～2μm,厚度0.2～0.3μm的规则外形α-Al2O3颗粒,且分散性良好;该α-Al2O3粉反应活性高,以该α-Al2O3粉为主原料无需添加助熔剂即可通过高温固相反应法合成物相纯净、结晶良好、且粒径细小的铝酸盐荧光粉。     

以粉煤灰为原料制备高纯单分散球形纳米氧化铝

以循环流化床(CFB)粉煤灰为初始铝源,进行了高纯单分散球形纳米氧化铝的制备研究.对CFB粉煤灰的组成与结构进行分析及提取Al2O3的浸取条件进行优化;采用盐析及重结晶联合法对浸取铝盐进行除杂研究;除杂产物采用分散剂GUMA辅助均匀沉淀法制备球形单分散纳米α-Al2O3.结果表明,以CFB粉煤灰为初级铝源,可制备出纯度达99.99％,粒径为200nm,且分散性高、球形圆度好、粒径分布窄的α-Al2O3.     

球形纳米α-Al2O3粉体的制备及其表征

首先,将不同浓度(0.426～0.855mol·L-1)的硫酸铝溶液在不断搅拌状态下缓慢滴入含有聚乙二醇的氨水-氯化铵缓冲液(pH值约为9.5)中制得Al(OH)3溶胶,经抽滤,洗涤,在蒸馏水中超声分散后,采用透射电镜观察胶粒的形状,以研究硫酸铝溶液浓度对Al(OH)3溶胶胶粒形貌的影响。结果表明:硫酸铝溶液浓度对Al(OH)3溶胶胶粒形貌影响很大;当硫酸铝溶液的浓度为0.65mol·L-1时,得到的胶粒呈球形。然后,将制得的胶粒呈球形的Al(OH)3溶胶抽滤后用无水乙醇浸泡24h,过滤,于120℃干燥1.5h,在1150℃煅烧1h制成纳米α-Al2O3粉,并用XRD、TEM等对其相组成、形状、分散性和流动填充性等进行了表征。结果表明:以球形的Al(OH)3胶粒为前驱体制成的纳米α-Al2O3粉也呈球形;干凝胶于1150℃煅烧1h后完全转变为α-Al2O3;纳米α-Al2O3粉体中的团聚体大部分是软团聚,故其流动填充性能也很好。     

环氧树脂/纳米α-Al2O3复合材料性能的研究

以纳米α-Al2O3作为增强材料，制备纳米复合材料，研究了不同处理方法及不同的纳米α-Al2O3质量分数对纳米复合材料性能的影响，采用透射电镜对纳米α-Al2O3粒子的分布进行了表征。结果表明，当纳米粒子α-Al2O3质量分数为2％时，复合材料的拉伸强度为61．1MPa，拉伸模量为3．42GPa，玻璃化温度为137．97℃。     

水溶液沉淀法制备超细球形α-Al2O3

以硫酸铝、氯化铝和尿素作为原料,在90℃条件下利用化学沉淀法制备了α-Al2O3粉末,探讨了活性剂PEG和NaCl的含量对颗粒形貌、尺寸和团聚情况的影响。利用XRD、SEM和TG/DSC对样品进行表征,结果表明:聚乙二醇(PEG)可以提高粉体的分散性,由TG曲线可知前躯体为无定形的AlOOH.0.25H2O,PEG的吸附效率为13.2%。前躯体在600℃和800℃煅烧2 h得到无形定的Al2O3和γ-Al2O3,1000℃即转变为α-Al2O3并伴随Na2SO4的特征峰,1200℃完全转变为α-Al2O3。加入一定量的NaCl能防止α-Al2O3粉末在1000℃高温煅烧时的团聚,[NaCl]=0.05 mol/L时能获得0.5μm的分散较好的球形α-Al2O3颗粒;当[NaCl]=0.1 mol/L时能获得大量纳米尺寸的球形α-Al2O3颗粒;当[NaCl]≥0.15 mol/L时,α-Al2O3颗粒团聚严重。     

纳米α-Al_2O_3的制备及其对RDX撞击感度的影响

以工业Al（OH）3为原料,用沉淀法制备出纳米Al2O3粉体,用X射线衍射（XRD）、透射电镜分析（TEM）和粒径分析,对实验所得粉末的结构进行表征。同时,研究了纳米α-Al2O3对RDX撞击感度的影响,通过比较RDX和混合炸药（RDX／纳米Al2O3）落锤撞击实验结果,探讨了纳米Al2O3在混合炸药中的作用机理。结果表明,粒径为59．3nm的α-Al2O3粉体的分散好、粒径均匀;同时,混合炸药的撞击感度随纳米α-Al2O3添加量的增加而降低。     

复合添加剂对纳米氧化铝陶瓷致密化的影响

通过常见添加剂MgO,Y2O3,TiO2,MnO2及CAS(CaO-A12O3-SiO2玻璃)等对纳米α-Al2O3助烧性能的比较,选出以TiO2,CAS及MnO2为代表的三元添加剂进行单纯形格子设计及回归分析.结果表明:复合添加剂TiO2-CAS-MnO2的比例对样品致密化及显微结构有着显著的影响.TiO2,CAS及MnO2按一定比例引入到纳米α-Al2O3可实现最大致密化速率,却易引起晶体的异常长大和异向生长;而仅CAS与MnO2按一定比例引入比单一添加CAS或MnO2更能促进纳米α-Al2O3的烧结,样品平均晶粒尺寸约为3μm,且分布均匀,几乎无晶粒异常生长现象.