其二,恰当运用催化剂。因为催化原理不一致,使用碱、酸催化以及醇盐反应生成的产物结构以及水解后的产物形态等都有很大差异。所以要根据实际需求选用合适的催化剂。
其三,控制好水解温度。水解环境反应温度较高则促进醇盐水解反应,但是当水解温度太高时,将导致沉淀物积累。所以水解温度的控制是形成凝胶的关键因素之一。
2。2 固相反应法
实验中较为常见的固相反应法,其实就是传统意义上的陶瓷烧结工艺制作法。加工制作步骤如图2。2 [10],依照试样的化学配比获取相应的原材料颗粒,为了等到能够尺寸分布均匀的样品,需将其进行充分的混合、研磨,然后就到达了制作流程中最关键的一步,在设定的时间和温度条件下进行多次烧结(烧结过程提高了原材料的致密度,减小了表面积,降低了孔隙率,同时材料的力学性能也得到了提高),直至制备出高质量的单相化化合物样品,再次加以研磨,最后压制成原片。
当物质处于聚集状态时,因为热运动造成的干扰,即便分子、粒子或是原子所在位置是晶格结点处,这都会在很短时间内对平衡状态产生影响,上述粒子包括空穴会由于浓度差异而出现扩散现象。比如有两块铜锌片经过抛光处理后,处于493K环境下挤压十二小时之后,挤压面产生扩散层,厚度达到0。3mm。固态粒子相互接触以及扩散,这也是固态晶核产生以及生长的必备基础。制作非金属陶瓷材料的过程,首先是设置室温环境,完全粉碎固态氧化物,然后将其混合处理,再将粉碎物放于钢模位置固定成型,下一步就是高温烧结。处于高温煅烧下,会加快固态物质内部晶格破坏的速率,相应粒子扩展的速度也会加快,值得关注的一点就是不同的温度条件下进行反应获得的产物也可能是不同的。
图2。2固相反应法制备流程图
固相反应法虽然有因为烧结温度较高且需要多次烧结,使制备周期长的缺点,但因其简单的制作工艺和能够投入大规模的生产的优点,仍然是目前实验人员最为青睐的应用模式。不过虽然是相同的生产方式,最后生产出的产品的特性也存在着一定的区别。例如Tang[11]和他的同事们采用固相反应法制备的La1-x(Ca,Ba)xMnO3样品粉末测得的发射率变化值为0。38,而Shen和他的同事们也用固相反应法制备出的La1-xSrxMnO3样品粉末测得的发射率变化值为0。13,导致这一现象的因素可能有掺杂元素的不同和烧结温度的不同。
基于现象进行分析可知,烧结可分为3个步骤:第一步,气孔与颗粒形态发生变化,颗粒与颗粒在颈部结合,气孔初始状态柱状联通变为不间断联通,气孔密度增大了1%至3%的范围;第二步,全部的晶粒和距离最近的晶粒连接起来,借助晶界或是晶格向外延伸,将晶粒之外的物质转移到颈部,进而出现样品回缩的效果,气孔状态由不间断联通变成孤立形,这一环节气孔密度会增大到93%;第三步,实现样品中气孔密度的最大化,达到气孔关闭的目的,此时气孔所在位置是晶粒边沿。在晶粒持续的发生改变的情况下,其气孔慢慢变小,最后气孔关闭。综上看来,这种方式可操作性强,但在成核和扩展环节在能量需求方面有较高要求,所以烧结过程要处于高温状态,保证烧结需要的时间,重复煅烧。所以最终需要较长的反应时差,达到体积最大程度的收缩,实验结果产生颗粒体积偏大。
2。3 浮区法
1953年,Keck和Golay创立了浮区法(一种垂直区域熔炼法)并制得了钙钛矿锰氧化物单晶材料[12]。该方法如图2。3。1所示,在整个制作过程中的任意时刻只有部分区域的原料处于熔融状态,熔区靠着原料的表面张力与重力的平痕来支撑。一般用固相反应法先将原料支成烧结棒,用两个卡盘将烧结棒垂直加持在保温管内,对烧结棒的内部使用聚焦红外线或者高频线圈进行加热,使熔融区域由下而上或者由上而下完成结晶过程。论文网