低温制备α-Al2O3纳米粉

以工业氧化铝溶胶为原料,通过凝胶先驱体低温制备α-Al2O3纳米粉。研究了晶种、相变添加剂和研磨方式对α-Al2O3相变的影响以及分散剂的种类对粉体粒度的影响。结果表明,加入晶种、相变添加剂并采用醇磨的方式可在800℃下得到α-Al2O3纳米粉,用聚乙二醇作分散剂可将其晶粒度降至26.7nm。     

微晶氧化铝高档耐磨材料的研制

在确定了微晶氧化铝高档耐磨材料晶相组成的基础上,研究确定了微晶氧化铝高档耐磨材料的生产工艺。普通氧化铝粉在应用前必先煅烧,使γ-Al2O3转变为α-Al2O3,为了降低晶型转化温度研制了晶型转化助剂。研制的复合烧结助剂,降低了微晶氧化铝高档耐磨材料坯体的烧结温度。添加稀土化合物,使微晶氧化铝高档耐磨材料的性能得到了显著提高。     

包覆型Al_2O_3粉体制备低温烧成多孔陶瓷膜支撑体

采用22μmα-Al2O3为骨料,0.5μmα-Al2O3为烧结助剂,一是采用简单机械混合得到上述2种氧化铝的混合粉体,二是通过粉体表面修饰的方法,将0.5μmα-Al2O3包覆在22μmα-Al2O3表面得到包覆型氧化铝粉体。采用上述2种原料,通过干压成型法制备出片状多孔支撑体,考察了不同烧成温度下2种粉体路线制备出的多孔支撑体的弯曲强度、平均孔径、孔隙率和纯水通量。结果表明:在获得相同支撑体性能的前提下,以包覆型氧化铝粉体为原料制备出的支撑体的烧成温度大大低于采用简单机械混合后粉体制备支撑体的。在1550℃的烧成温度下,包覆型氧化铝粉体制备的支撑体的机械强度为34.2MPa,孔隙率为34%,平均孔径为2.34μm,纯水通量为205m3/(m2·h·MPa)。     

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。     

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.     

溶胶-凝胶法低温合成亚微米α-Al_2O_3的制备与表征

以硝酸铝、硝酸铜、钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法低温合成亚微米氧化铝粉体,并对不同温度煅烧后粉体的物相与形貌进行表征。通过在硝酸铝的无水乙醇溶胶中引入少量CuO-TiO2氧化物助剂前驱体,在80℃水浴中长时间静置后获得浅蓝色凝胶,在不同温度下煅烧该凝胶,结果发现:煅烧温度低于950℃时,所获得的粉体主要为无定形态,仅含有少量的γ-Al2O3;将凝胶在1000℃煅烧2h后,全部变成粒径在80～100nm之间、粉体颗粒呈球形的α-Al2O3;当煅烧温度升高到1050℃时,α-Al2O3的颗粒直径长大到200～400nm。CuO-TiO2氧化物助剂前驱体的引入,不但降低了α-Al2O3的晶相合成温度,同时促进了α-Al2O3粉体颗粒的生长。     

引入晶种对水热合成α-Al2O3微粉的影响

以一水软铝石为前驱物．加入矿化剂和晶种，在水热每件下，可以制出纳米级的氧化铝微粉。通常水热处理温度要求很高。这在工艺上很难实现。引入与α-Al2O3具有等结构的晶种，降低了成核的活化能，可使水热处理温度下降到400℃，同时也缩短了保温时间。试验证明，添加5wt％的α-Al2O3晶种可以水热合成粒度分布均匀、颗粒近似板状的α-Al2O3微粉．晶种的种类和晶种的添加量等对水热过程有很大的影响。     

水热法低温合成α-Al2O3粉体的影响因素

以工业Al(OH)3为原料,通过引入晶种和矿化剂,用水热法低温合成α-Al2O3粉体.研究了固相含量、原料粒度、水热温度、保温时间、晶种加入量、矿化剂种类等因素对α-Al2O3产率和产物晶粒形貌的影响.结果表明:随固相含量的增加,产物的收率增加,当固相含量增大到8%(质量分数,下同)时,产物的收率开始降低;原料粒度从16 μm减小到2.5μm时,产物的收率增大,当原料粒度减小到1.5μm,产物的收率变化不明显;随着水热温度的升高、水热时间的延长,α-Al2O3含量相对增多,晶粒发育渐趋完善:晶种的引入有效地降低了α-Al2O3成核的活化能,有利于α-Al2O3形成;矿化剂的种类对水热合成α-Al2O3的作用效果差别很大,加入矿化剂KBr更有利于α-Al2O3生成和晶体发育.发育完善的α-Al2O3呈六方柱状,晶体显露{0001}和{11 2 0}面族.最佳的实验工艺条件为:固相含量5%,反应温度390℃,保温时间2h,晶种加入量5%质量分数),填充度40%(体积分数),矿化剂KBr加入量0.5mol/L.     

感应炉用炉衬的性能研究

以试验用石英砂为主要原料,α-Al2O3微粉为烧结剂,硼酸为助烧剂,按5～1mm、1～0mm、〈0.088mm的颗粒级配进行配比,干式捣打成形,并在1550℃,烧成4h。通过改变α-Al2O3微粉和硼酸加入量,测试和比较了α-Al2O3微粉和硼酸加入量对试样烧结后性能的影响。实验结果表明：α-Al2O3微粉的适合加入量为3%～4%,硼酸的适合加入量为2%。     

感应炉用炉衬的性能研究

以试验用石英砂为主要原料,α-Al2O3微粉为烧结剂,硼酸为助烧剂,按5～1mm、1～0mm、<0.088mm的颗粒级配进行配比,干式捣打成形,并在1550℃,烧成4h。通过改变α-Al2O3微粉和硼酸加入量,测试和比较了α-Al2O3微粉和硼酸加入量对试样烧结后性能的影响。实验结果表明:α-Al2O3微粉的适合加入量为3%～4%,硼酸的适合加入量为2%。     

α和γ晶型Al2O3对含MgAl2O4尖晶石耐火水泥制备的影响

含有MgAl2O4尖晶石的氧化铝耐火材料的使用导致工业用耐火涂层的寿命和产品质量获得重要突破。用活性氧化铝和白云石已经获得含有原位形成的尖晶石相的耐火水泥。和α晶型相比,γ-Al2O3在纯MgAl2O4尖晶石的合成和烧结方面具有优势。文中以两种晶型氧化铝作为原料,与白云石制备耐火水泥,对其效果进行比较。     

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.     

不同氧化铝引入料对高铝玻璃熔制与性能的影响

采用高温熔融法制备了高铝玻璃,在玻璃料中分别采用α-Al2 O3、γ-Al2 O3、Al(OH)3三种不同的氧化铝引入料,对不同晶型氧化铝及其所熔制的玻璃进行了DSC分析,利用高温热台进行熔制观测对比,并利用红外及热膨胀仪对比分析了三种氧化铝引入料对高铝玻璃熔制过程及玻璃的结构、性能等影响.结果表明,与α-Al2 O3、γ-Al2 O3相比,在Al(OH)3作为氧化铝的引入料时,所熔制的高铝玻璃在工艺、玻璃结构与性能等方面表现出的综合效果最佳.     

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。     

稀土La2O3添加对氧化铝多孔陶瓷性能的影响

以煅烧α-Al2O3为原料,稀土氧化镧(La2O3)为添加剂,羧甲基纤维素为成型粘结剂,通过混料、困料、研磨、模压成型、高温烧结等工序制备了氧化铝多孔陶瓷,研究了烧结温度及La2O3添加量对氧化铝多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、孔隙率、抗折强度和微观形貌的影响。结果表明:在相同烧结温度下,随稀土添加量的增加,多孔陶瓷的体积密度、线收缩率与抗折强度均降低,而孔隙率则逐渐增加。微观形貌与X衍射分析表明,稀土La2O3的加入,抑制了氧化铝颗粒间的烧结,并在高温下与氧化铝反应生成了片状晶体LaAl11O18,片状晶LaAl11O18阻碍了氧化铝晶粒的长大,进而抑制了坯体的收缩,最终使得氧化铝多孔陶瓷具有较高的孔隙率。     

超低钠小原晶α氧化铝的陶瓷烧结性能研究

本文详细研究了低钠小原晶α氧化铝的原晶粒度、Na₂O含量、粉体粒度分布以及烧结温度对陶瓷烧结性能的影响。研究结果表明原晶粒度越小、Na₂O含量越低、粉体粒度越细,所得氧化铝陶瓷越致密。以国内某公司的超低钠小原晶α氧化铝(Na₂O含量0.02%,原晶粒度0.2～0.5μm)为原料,将粉体磨至接近原晶粒度,然后通过造粒、干压所得生坯在1600～1620℃下烧结,陶瓷试块烧结密度达到理论烧结密度的99.5%以上,展现出优良的陶瓷烧结性能。     

硫酸铵盐制备氧化铝粉体及透明氧化铝陶瓷的微观结构

通过X射线衍射及扫描电镜,对在生产线上硫酸铵盐制得的类球形高纯氧化铝粉体进行了表征,并探讨了粉体表观特征对透明氧化铝陶瓷微观结构的影响.结果表明:在温度超过1 200 ℃时,获得的氧化铝粉体为三方α-Al2O3类球形晶粒,粉体中未发现γ-Al2O3.粉体的比表面积对陶瓷的烧成收缩有重要影响.采用干压成型时,具有适当低的比表面积的粉体制备透明氧化铝陶瓷时,有利于稳定其晶相结构,晶粒尺寸与粉体的比表面积有一定的关系.     

纺织用陶瓷摩擦盘的研制

采用预烧氧化铝、细磨原料、引入Y2O3、聚乙烯醇添加剂、机加工等工艺措施，研制出纺织用陶瓷摩擦盘，其理化性能达到了进口产品的水平，满足使用要求。预烧氧化铝温度在1500～1530℃，使γ-Al2O3转化为α-Al2O3，赋予产品良好的性能；料浆细度控制在3μm以下，促进制品固相烧结；引入Y2O3添加剂促进液相烧结；引入聚乙烯醇添加剂赋予产品良好的工艺性能。     

不同氧化铝引入料对高铝玻璃熔制与性能的影响

采用高温熔融法制备了高铝玻璃,在玻璃料中分别采用α-Al2O3、γ-Al2O3、Al(OH)3三种不同的氧化铝引入料,利用高温热台进行熔制观测对比。再对三种晶型的氧化铝及其所熔制玻璃进行了DSC分析,并利用红外与热膨胀仪对比分析了三种氧化铝引入料对高铝玻璃的熔制过程、结构、性能等影响。     

氧化铝粉体对氧化铝陶瓷制品性能的影响

研究了Al2O3粉体对α－Al2O3为主晶相的Al2O3陶瓷性能的影响。结果表明：粉体纯度、粉体的粒度及粉体中α－Al2O3含量对产品的性能影响较大,而Al2O3粉体的加入量影响产品的体积密度及强度,对耐磨影响不明显。