1。3。1 A12O3系红外辐射陶瓷
氧化铝陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优良特性,,因此成为了当今世界上生产量最大、应用最广的工业陶瓷材料之一。最新发展起来纳米化技术应用在氧化铝陶瓷中,制得了比普通氧化铝有着更为优异的物理化学性质的氧化铝陶瓷,此技术在催化剂技术、精细陶瓷与功能材料等方面也有着广泛的应用前景。纳米氧化铝粉体的质量好坏直接关系到最终质量,因此性能优良的纳米氧化铝粉体制备一直是学者研究的热点。
纳米陶瓷粉体的制备方法分为物理法和化学法两大类,而纳米氧化铝粉通常采用化学法制备,化学法包括湿化学法和化学气相法。
溶胶一凝胶法制备氧化铝陶瓷是利用金属盐类的聚合和水解反应制备均匀溶胶,再浓缩使之成为透明凝胶,经过干燥、煅烧等工序,最后得到的氧化铝陶瓷。溶胶一凝胶法分为醇铝水解法和无机盐溶胶一凝胶法,这是根据原料的不同分的。
李月明[14]等人认为想要得到稳定的勃姆石沉淀,只能将Al(NO3)3滴加到氨水中才行,但有的论文认为,将氨水滴加到快速搅拌地Al(NO3)3中也可以得到Al(OH)3溶胶。为了获得尺寸细小的纳米粉,减少溶胶干燥及热分解过程中的团聚现象,向Al(OH)3溶胶中添加有机分散剂,可得到尺寸细小(10nm)颗粒均匀的γ-Al2O3粉体。
Mitehell等人根据Das的假设,认为在600℃下提高蔗糖溶液的浓度也可以得到α-Al2O3粉,但实验证明在600℃时,只得到γ-Al2O3粉,其中包含少量分散α-Al2O3,经过1250°C的锻烧,得到粒径为25nm的松散α-Al2O3粉。他认为α→γ相转变缓慢是因为蔗糖使材料的密度降低,蔗糖聚合生成的网络树脂的分散作用。
沉淀法就是在金属盐溶液中加入沉淀剂,制得前驱体沉淀,再经过热解缎烧沉淀物得到纳米陶瓷粉体。近年来研究了以下三种:硝酸铝+碳碳酸铵体系,以硝酸铝为母液,碳酸铵为沉淀剂,得到的纳米粉体,碱性条件下得到的纳米粉体较好。硫酸铝+碳酸氢铵体系,以硫酸铝按为母液,碳酸氢氨为沉淀剂,将碳酸氢氨加入到硫酸铝可以得到沉淀。pH=8。0~10。0之间时,得到的结果较好。所得沉淀经去离子水洗涤,烘干,便得到碳酸铝胺前驱体粉末,然后在1050°C下煅烧,得到粒径5~20nm的α-Al2O3粉体。无机盐+尿素均相沉淀体系,在反应体系中加入尿素,升高温度,尿素分解生成沉淀剂NH4OH,有研究表明,α-Al2O3粉的颗粒尺寸分布、团聚程度和气孔率可以通过控制Al3+的浓度制得。
水热法是指在密封的反应容器(高压釜)中加热创造一个高温高压的反应环境,并以水或有机溶剂为反应介质来制备材料的方法。
1。3。2过渡金属系红外辐射陶瓷
过渡金属氧化物的红外比辐射率很高。以过渡金属氧化物为主原料合成尖晶石为主晶相的红外辐射材料,烧结温度为100~1300°C。
上个世纪80年代,被称为“黑陶瓷”的日本学者高岛广夫等研究了Mn-Co-Fe-Cu氧化物体系复合陶瓷材料,这类材料在长波和短波都具有极高的红外发射率,全发射系数ε≥0。9。
张英[15]等合成Co-Zn-Ni铁氧体在8~14μm波段红外辐射率达0。92,Co0。6Zn0。4Ni0。8Fe1。2O4掺杂在Sm3+中的红外辐射陶瓷材料,其红外辐射性能随Sm3+掺杂浓度的变化而变化,当Sm3+掺杂浓度为0。1%时,材料的红外辐射性能最佳。张英等还研究了RE/Ni(RE=Sm,Gd,Eu)掺杂对Co-Zn铁氧体对红外辐射的影响,结果表明,材料在8~14μm波段有最高红外辐射率为0。938时,Gd/Ni掺杂量为0。20。论文网
1。3。3堇青石红外辐射陶瓷