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１９２无机化学学报第２６卷
下反应１０ｈ。反应结束后将同液分离，所得产物洗
涤后在８０℃下干燥８ｈ．即可得到球形的０ｃ型
Ｎｉｎ８Ｃｏｏ．ＩＡｌｏ舾（ＯＨ）２前驱体。
作为对比研究，制备以球形口一Ｎｉｎ舒Ｃｏ吣（０Ｈ）：为
前驱体的ＬｉＮｉｎ８５Ｃｏｎｌ５０２和ＬｉＮｉ０８Ｃｏｎｌ毋ｌｎ０５０２。将硝酸
镍（分析纯）、硝酸钻ｆ分析纯）按照物质的量比为Ｎｉ：
Ｃｏ＝０．８５：０．１５的比例配制成为总浓度为２ｍｏ卜Ｌ－１的
混合溶液．配制６ｔｏｏｌ?Ｌ－ｌ氢氧化钠溶液和１．５ｔｏｏｌ?
Ｌ－，的氨水混合溶液。将硝酸盐溶液与氢氧化钠和氨
水混合溶液通过蠕动泵同时加入到盛有去离子水的
反应器巾，强烈搅拌，控制反应ｐＨ＝１１．０，５０℃下反
应２０ｈ。反应所得产物经过分离和洗涤．在８０℃下
烘十得到卢一Ｎｉｎ８Ｃｏｎ２（ＯＨ）２前驱体。
将０ｃ．Ｎｉｎ８Ｃｏｏ．１ｓＡｌｏ．ｏｓ（ＯＨ）２前驱体与ＬｉＯＨ混合后
在氧气气氛中７００～８５０℃下焙烧得到
ＬｉＮｉｕｓＣｏｎｌＡｌ００５０２材料。将口一Ｎｉｎ｛ｉ５Ｃｏ吣（ＯＨ）２前驱体
分作两部分．一部分与ＬｉＯＨ混合后在７５０℃热处
理８ｈ得到ＬｉＮｉｎ舒Ｃｏｏ．。，０２，另一部分与硝酸铝（分析
纯１按照（Ｎｉ＋Ｃｏ）：ＡＩ＝０．９５：０．０５并与ＬｉＯＨ进行混合．
混合物在７５０ｏＣ下热处理８ｈ亦可得到ＬｉＮｉｎ８Ｃｏｏ．１Ａｌ吣０２。
采用Ｘ射线衍射（Ｒｉｇａｋｕ２５００ＰＣＩ分析前驱体Ｎｉｎ８Ｃ００．１ｓＡｌｏ．仿（ＯＨ）２和Ｎｉｎ８５Ｃ００１５（ＯＨ）２的物相，采用扫描电镜（ＪＥＯＬ．ＪＳＭ一６７００Ｆ）观察粉末材料的微观形貌，采用ＳＴ．０８型比表面测定仪（北京分析仪器厂１测定材料的比表面．采用热分析仪（ＮＥＴＺＳＣＨＤＳＣ２００Ｆ３）测定材料的热稳定性．采用Ｆｚｓ４—４型振实密度测定仪口匕京钢铁研究总院）测定粉末振实密度。
将ＬｉＮｉｎ８Ｃｏｎｌ４ｌ伽０２粉末、乙炔黑和ＰＶｄＦ以质量比８：１：１混合后．加入适量ＮＭＰ充分混匀调成浆料。涂敷在铝箔上．１２０ｏＣ下真空干燥１２ｈ后压片。以金属锂片为对电极．Ｃｅｌｇａｒｄ２４００为隔膜．１ｍｏ卜ｄｍ。３ＬｉＰＦ６的ＥＣ／ＤＥＣ（１：１．ｖ／ｖ）溶液为电解液．在手套箱中组装成２０３２型扣式电池。采用ＣＴ２００１ＡＬＡＮＤ电池测试系统对扣式电池进行恒电流充放电循环测试．电流密度为０．５ｍＡ?ｃｍ之．电压范围为３．０～４．３Ｖ。
２结果与讨论
２．１微观形貌分析
图１示出了２种前驱体ｄ—Ｎｉｎ８Ｃ００１５Ａｌｏ．ｏｓ（ＯＨ）２与肛ＮｉｎｓＣｏｏ．：（ＯＨ）：的扫描电镜照片。从照片中可以看出，二者都具有一定的球形形貌。ａ．Ｎｉｎ８Ｃｏｏ．１Ａｋ
ｔａＪｎ—ＮｉｏｚＣＯａｌ洲ｏｍ（ＯＨ）：；（ｂＪ卢一Ｎｉｏ一２０ａ＃，ＯＨｈ
图１前驱体扫描电镜照片
Ｆｉｇ．１ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｐｒｅｃｕｍｏｒｓ
ｆＯＨ），颗粒形貌呈球状或类球状．球形颗粒由细小的六角彤片状一次品粒堆积而成．表面粗糙．分布有大量的孔隙结构。空隙结构的存在和较低的结晶度使ａ．Ｎｉｎ８ＣｏＱｌＡｋ晒（０Ｈ）：振实密度较低，仅为０．５—０．８ｇ?ｃｍ４。通过ＢＥＴ法测定ａ—Ｎｉｎ８ＣｏｎｌｒＡｌｏ．ｏｓ（ＯＨ）２比表面积达到６５ｍ：?ｇ～。多孔性结构和巨大的比表面积可增大与氢氧化锂的接触面积．使接触更加充分．在高温焙烧阶段有利于提高Ｌｉ＋的均匀嵌入和扩散速度．使ＬｉＮｉｎｓＣｏｎ。Ａｌ嘶Ｏ：的层状结构更加完整。相反，口．Ｎｉｎ。Ｃｏ北（ＯＨ）：颗粒呈非常规则的球形，表面光滑，其一次晶粒子形貌呈针状．振实密度高．可达到２．０ｇ?ｃｍ－－３．但比表面积较小．仅为８．５Ｉｌｌ２?ｇ－１。
图２给出了以仅一ＮｉｎｓＣｏｎｌＡｋ晒（ＯＨ）２和卢一ＮｉＱ８Ｃｏｏ．２ｆＯＨ），为前驱体在７５０℃下焙烧制备的氧化镍钴铝锂正极材料。从电镜照片中可以看出．经过焙烧后以Ｏ／．Ｎｉｎ８Ｃｏｏ．１５Ａｌｎ（】５（ＯＨ）２和届一ＮｉｎｓＣｏｎ２（ＯＨ）２为前驱体制备的氧化镍钻铝锂都保持了一定的球形形貌。然而，从图２ａ可以看出，以Ｏｔ—Ｎｉｎ８Ｃｏ。，Ａｌｎ∞（０Ｈ）：为前驱体制备的ＬｉＮｉｎ。Ｃｏｏ．。毋ｋ晒Ｏ：材料颗粒表面的一次晶粒较大，晶粒直径大小约为１—１．５斗ｍ。而以卢．Ｎｉ。。Ｃ００２
（ＯＨ）：为前驱体焙烧制备的ＬｉＮｉｎ。Ｃｏｏ．。ＡｋＯ：材料颗
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第２期陈勃涛：以ｎ型氢氧化物前驱体制备ＬｉＮｉｏ．８Ｃ％．４ｌ棚２及其电化学性能１９３
（ａ）ａ－Ｎｉ“Ｃ％ｌＡｌ咄（０Ｈ）２；（ｂ）３－Ｎｉ岫￡ｍ１“０Ｈ）２
图２７５０ｏＣ下采用不同前驱体焙烧制备的
ＬｉＮｉａ８ＣｏａｌＡｌｏｎ５０２材料扫描电镜照片
Ｆｉｇ．２ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆ
ＬｉＮｉｏ．ｓＣｏａｌ，Ａｌ邮０２ｐｏｗｄｅｒ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｅｕｒｓｏｍ
ａｔ７５０℃
粒表面的一次品粒尺寸较小．大多小于１ｔｘｍ（女［１图２ｂ）。较小的一次品粒尺寸有助于缩短Ｌｉ＋脱出／嵌入的路径。正极材料一次晶粒的尺寸大小主要与前驱体一次晶粒尺寸、反应活性以及焙烧温度有关。图２（ａ）和㈣显示一次晶粒尺寸的差别有可能是由以下原因引起的。首先ＯＬ—ＮｉｎｓＣｏａ，Ａ１０．晒（ＯＨ）２晶体的生长速度较快。生成的一次品粒尺寸较大．且呈六角型片状结构，晶粒与晶粒之间有较大的接触面积．高温焙烧时晶粒之间容易凝聚成更大的一次品粒。而口型氢氧化物晶体生长速度慢．一次晶粒尺寸小．呈针状结构，在高温阶段不易相互凝聚。其次．ａ型结构的反应活性要大于口型结构。在相同的温度焙烧。前驱体的一次粒子更容易聚集长大。但是．通过控制焙烧温度，可以将一次晶粒尺寸控制在ｌ。１．５仙ｍ范围内，从而对正极材料的电化学性能没有明显的影响。３．２热重分析
图３给出了ｎ—ＮｉｎｓＣｏｏ．１ｓＡｌ嘶（０Ｈ）２与ＬｉＯＨ?Ｈ２０混合物的差热和热重曲线。从该图可以看出。５０～１００ｏＣ之间差热曲线上有一个小的吸热峰．该峰可
图３ｄ．Ｎｉｏ，ＣＯｏ．１毋ｌ㈨（０Ｈ）２前驱体与ＬｉＯＨ混合物。
的ＴＧＡ．ＤＴＡ曲线
Ｆｉｇ．３ＴＧＡ—ＤＴＡＣｌＵＹＶｅｏｆｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｒｅｃｕｒｓｏｒ
ａ－Ｎｈ８ＣｏＱｌｓＡｌｏｎ（ＯＨ）２ａｎｄＬｉＯＨ
归为混合物内含有的吸附水挥发造成的。温度自１００℃升高至２００℃过程是一个缓慢失重的过程。对应于ａ—Ｎｉａ８Ｃｏｏ．１４１ｎ晒（ＯＨ）２与ＬｉＯＨ?Ｈ：２０逐步失去结晶水的过程。随着温度的进一步升高．在２６５ｏＣ左右出现一个强烈的吸热峰．而热重曲线上出现了明显的重量损失，这是由于似ＮｉｏｓＣｏｏ．。４ｌｎ０５（０Ｈ）２分解失去氢氧根所致。但与文献报道【－４】不同的是，在随后的３００～４００ｏＣ之间仍有缓慢的失重出现．但速率降低．至４２５ｏＣ失重才完全停止．这说明Ａｌ的加入稳定了ａ．ＮｉｎｓＣｏｎ。，Ａｌ吣（０Ｈ）：的晶体结构。在４２５℃有一个小的吸热峰存在．这是由于ＬｉＯＨ熔融造成的。在４２５℃后没有明显的热失重。随着温度升高，自６２５℃开始逐步出现重量损失．说明ＬｉＮｉｎ８Ｃｏｏ．，△ｌ。。如２材料开始形成，７２３ｏＣ时有一个较小的吸热峰．表明主要反应在７００～７５０ｏＣ范围内发生。
２．３结构分析
图４示出了“一Ｎｉｎ搿】Ｃ００１ｓＡｌｏ．０６（ＯＨ）２与口一ＮｉＱ晒Ｃｏｏｌ５（ＯＨ），２种前驱体的ＸＲＤ图。从图４ａ可以看出，Ｏｔ—ＮｉｎｓｏＣｏｏ．。５Ａｌｏ．ｏ。（ＯＨ）：衍射峰强度很低，说明材料的结
●
穹
。
蚤
’磊
昱
量
（ａ）ａ—Ｎｉ∞ＣｏｎＩ小ｌｎｄ０Ｈｈ；（ｂ）卢－Ｎｉ∞￡ｍ１５（０Ｈ）２
图４前驱体的ＸＲＤ图
Ｆｉｇ．４ＸＲＤＰａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅ
ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ 万方数据
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以α型氢氧化物前驱体制备
LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2及其电化学性能
作者：陈勃涛， CHEN Bo-Tao
作者单位：南开大学新能源材料化学研究所,天津,300071
刊名：
无机化学学报
英文刊名：CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY
年，卷(期)：2010,26(2)
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/215574532.html,/Periodical_wjhxxb201002002.aspx
【摘 要】：综述了目前常用的制备镁铝尖晶石粉体的各种方法的工艺过程、特点及其产物的性能特征。经分析指出纯度和粒度是粉体最重要的两个性能指标；降低合成温度、简化工艺过程是今后制备技术发展的趋势。金属醇盐可能成为获得高纯度产物最有应用前景的前驱物；水热处理、溶剂蒸发、超临界干燥等物理手段是解决粒度最有效的途径。 【关键词】：耐火材料，镁铝尖晶石，粉体，制备方法 引 言 镁铝尖晶石(Magnesium Aluminium Spinel，以下简称MAS)材料是一种熔点高、热膨胀系数小、热导率低、抗热震性好、抗碱侵蚀能力强的材料[1]，主要应用于钢包内衬、平炉炉顶、水泥回转窑烧成带衬砖。MAS单晶体是一种高熔点、高硬度的晶体材料。在10GHz以上的微波段上，MAS单晶的声衰减比蓝宝石或石英低得多，可作为介质制作微波声体波器件[2]。MAS还具有优良的电绝缘性，且与Si的匹配性能好，其线膨胀系数与Si相近，因而其外延Si形成膜的形变小，是一种重要的集成电路衬底材料[3]。 近年来，制备MAS粉体的方法受到人们的广泛关注，并在原有制备工艺基础上，涌现出许多新的制备技术。本文拟总结近年来国内外对获取高性能MAS体制备方法，以期找到解决粉体的纯度、粒度、化学均匀性等问题的途径，从而在获取高性能粉体，发挥其优越性能。 1 固相法 1.1传统固相法 固相法是固体与固体之间发生化学反应生成新的固体物质的反应过程，其中反应温度高于600℃称为高温 固相反应。Lepkova D[4]等研究了MgO和Al 2O 3 的固 相反应中，添加剂对尖晶石形成温度和转化率的影响。 将α-Al 2O 3 和Mg(HCO 3 ) 2 分解后的MgO及添加剂均 匀混合后，在一定的温度下反应制备尖晶石粉，添加剂 为B 2O 3 和TiO 2 ，或B 2 O 3 和氟化物(LiF，CaF 2 ，ZnF 2 ， BaF 2 )的混合物。尖晶石合成转化率在85%～95％之间， 加入B 2 O 3 和TiO 2 复合添加剂时，尖晶石粉的生成量最大。 传统固相法无疑是最简单、最方便的合成尖晶石的工艺， 存在的显著缺点是合成温度高。而添加剂又会影响产物 的纯度，无法满足高技术领域的要求。 1.2凝胶固相法 凝胶固相法是将初始原料同有机单体、交联剂、引 发剂等混合形成凝胶，干燥后经焙烧制备粉体。粉体具 有颗粒细小均匀、纯度高、分散性好等优点。仝建峰[5] 等以Mg(OH) 2 ·4MgCO 3 ·6H 2 O和Al 2 O 3 按n(Mg)∶ n(Al)=1∶2进行混合，有机单体丙烯酰胺(C 3 H 5 NO)为 凝胶，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵 (NH 2 ) 2 SO 6 水溶液为引发剂，4-甲基乙二胺(C 6 H 16 N 2 ) 为催化剂，选用JA-281试剂为分散剂，用NH 3 ·H 2 O 调节pH值。将干凝胶在1250℃左右保温3h，便可得到 平均粒径为0.5μｍ的球形MgAl 2 O 4 微粉。王修慧[6]等 先以异丙醇水溶液将高纯MgO粉体分散成浆体，再将异 丙醇铝水解得到凝胶，然后按n(Mg)∶n(Al)=1∶2配 料球磨混合24h，干燥后进行焙烧，800℃即开始出现尖 晶石相，1200℃时形成了完善的MAS相结构，最终得 到纯度高达99.99%MAS粉体。之所以能够降低合成温 度，是原因反应物之一的AlOOH凝胶替代Al 2 O 3 ，活性 高，粒度细，混合过程中可达到高度的均匀性；在加热 至500℃～600℃范围内会生成高活性Al 2 O 3 。此法解决 了产物的纯度问题，可以应用于提拉法生长尖晶石单晶 材料；但其缺点是粒度偏粗大，不适于透明多晶体的制备。 2 沉淀法 2.1 均匀沉淀法 均匀沉淀法是利用某一化学反应，将溶液中的构 晶离子从溶液中缓慢、均匀地释放出来，与溶液中的 Mg2+和Al3+生成沉淀，然后再经干燥、焙烧制得粉 体。Hokazono S[7]等采用2种溶液体系来制备MAS粉 体：一是Al(NO 3 ) 3 、Mg(NO 3 ) 2 、尿素水溶液体系；二 是Al 2 (SO 4 ) 3 、MgSO 4 、尿素水溶液体系。按n(Mg)∶ n(Al)=1∶2进行配料；其中，C 尿素 =1.8mol·L-1， C Al 3+=0.1mol·L-1，C Mg 2+= 0.08mol·L-1，分别用 HNO 3 、H 2 SO 4 调至pH值为2，在90℃水浴分别加热 22.5h和38h，生成的沉淀经离心分离后于100℃干燥 24h，在800℃～1000℃焙烧，得到比表面积为25～ 66m2·g-1的MAS粉体。硝酸盐体系制备的前驱物含 镁铝尖晶石粉体的制备方法 王修慧1,2，王程民2，司 伟2，李 刚2，曹冬鸽2，翟玉春1 (1东北大学材料与冶金学院， 沈阳 110006； 2大连交通大学材料科学与工程学院， 大连 116028) 收稿日期:2008-1-24 基金项目:国家自然科学基金资助项目，编号:50104003 作者简介:王修慧（1964-），男，博士研究生，副教授； 从事金属醇盐、高纯氧化物粉体制备研究。 E-mail:dl_wangxh@https://www.doczj.com/doc/215574532.html, 文章编号：1001-9642（2008）07-0003-04
氧化铝纤维的制备及应用 王德刚 仲蕾兰 顾利霞 (东华大学材料学院,上海,200051) 摘 要 综述了氧化铝纤维的性能、制备方法及应用前景,并对不同制备方法得到的产品进行 了比较;文中还对影响氧化铝纤维性能的几个因素及氧化铝的发展方向加以描述。 关键词 氧化铝纤维,性能,制备,应用 Preparation and application of alumina f ibers Wang Degang Zhong Leilan Gu Lixia (College of Material Science and Engineering ,Donghua University ,Shanghai 200051)Abstract The property ,preparation and application of alumina fibers are reviewed.The different products from dif 2 ferent methods are compared ,and severe factors that influence the properties of alumina fibers are also introduce in thispaper. K ey w ords alumina fibers ,properties ,preparation ,application 氧化铝纤维是高性能无机纤维的一种。它以 Al 2O 3为主要成分,有的还含有其它金属氧化物如SiO 2和B 2O 3等成分,具有长纤、短纤、晶须等形 式。氧化铝纤维的突出优点是有高强度、高模量、超常的耐热性和耐高温氧化性。与碳纤维和金属纤维相比,可以在更高温度下保持很好的抗拉强度;其表面活性好,易于与金属、陶瓷基体复合;同时还具有热导率小,热膨胀系数低,抗热震性好等优点[1]。此外,与其它高性能无机纤维如碳化硅纤维相比,氧化铝纤维原料成本要低,且生产工艺简单,具有较高的性价比[2]。 目前,已经商业化生产的氧化铝纤维品种主要有美国Du Pont 公司的FP [3]、PRD -166[4],美国3M 公司生产的Nextel [5,6]系列产品,英国ICI 公司 生产的Saffil 氧化铝纤维,日本Sumitomo 公司生产的Altel 氧化铝纤维等。这些氧化铝纤维已经广泛用于金属、陶瓷增强,在航天航空、军工、高性能运动器材以及高温绝热材料等领域有重要应用。 1 氧化铝纤维制备 由于Al 2O 3熔点极高,且熔体的粘度很低,用传统的熔融纺丝法无法制备连续氧化铝纤维。为此各国研究者陆续开发出不同生产路线[7,8]。111 淤浆法该法是以氧化铝粉末为主要原料,同时加入分散剂、流变助剂、烧结助剂,分散于水中,制成可纺浆料,经挤出成纤,干燥、烧结得到直径在200um 左右的氧化铝纤维。 杜邦公司用此法生产FP 氧化铝纤维。将直径在015 μm 以下的α-Al 2O 3粉末,用羟基氯化铝和少量的铝化镁作粘结剂制得一定粘度的浆料,进行干法纺丝成纤;在一定升温速率下干燥,驱除部分挥发物;然后烧结至1800℃,得到α-氧化铝多晶纤维,氧化铝含量为9919%。 日本Mitsui Mining 公司也采用淤浆法制得了Al 2O 3含量在95%以上的连续氧化铝纤维[9]。与杜邦公司不同的是,原料采用γ-Al 2O 3粉末。用γ-Al 2O 3做原料,在烧结过程中晶粒生长较为缓慢,晶体致密,产品表面光滑,有较高的拉伸强度。 因浆料中所含水分及其它挥发物较多,在烧结 作者简介:王德刚,男,1977年生,研究生,从事氧化铝纤维的研究。 第30卷第4期 化工新型材料 Vol 130No 142002年4月 N EW CHEMICAL MA TERIAL S Apr 12002
三元材料前驱体制备影响因素 众所周知，前驱体对三元材料的生产至关重要，因为前驱体的品质(形貌、粒径、粒径分布、比表面积、杂质含量、振实密度等)直接决定了最后烧结产物的理化指标。可以这么 说，三元材料60%的技术含量在前驱体工艺里面。 国内三元材料厂商无论在技术上和产能上都与优美科等日韩厂家尚存一定的差距。前驱体在三元材料产业链中占据重要位置，具有较高的技术壁垒，并对三元材料的品质有重要影响，且为非标定制的产品，因此，自产前驱体的厂商在技术升级的竞赛中更具优势。 目前，国内主要的三元前驱体生产企业有： 赣锋锂业：2013年1.75亿投向年产4500吨新型三元前驱体材料项目，项目达产后， 年均新增销售收入 3.46亿，年均净利润3705.93万元。 红星发展：公司申请的《三元正极材料前驱体的制备方法》获得了发明专利授权，但公司未进行锂离子电池三元正极材料及前驱体的生产。 当升科技：公司专业从事包括多元材料、钴酸锂等锂电正极材料，以及四氧化三钴、多元材料前驱体等前驱体材料的研发与销售。 格林美：以荆门格林美为主体，拟投资9500万元建设年产3000吨动力电池用镍钴锰前驱体材料生产线，目前，公司主要生产镍钴锰前驱体材料。 道氏技术：公司，主要进行锂离子动力电池三元前驱体材料、锂离子动力电池锂、镍、 钴等回收再利用及新能源材料研究。 河南科隆集团：创立于1993年，电池材料主要产品为球形氢氧化镍、球形磷酸铁、磷 酸铁锂、多元素锂电正极材料、锰酸锂前驱体、三元锂电前驱体。 新乡天力能源：成立于1983年，现公司主要产品为镍钴锰酸锂三元材料、镍钴锰酸锂 三元前驱体、锌粉。 宁夏东方钽业：主营产品为电容器级钽粉、球形氢氧化镍、三元材料前驱体等。 都说三元材料前驱体技术壁垒高，其制备影响因素都有哪些？ 以合成Ni1/3Co1/3（OH）2为例，镍钴锰氢氧化物溶度积小，沉淀速率快，溶液过饱和 度高，晶体成核快，容易形成胶体沉淀，形貌不易控制，而且Mn(OH)2溶度积较另外两种氢
三元材料前躯体制备工 艺简析 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
三元材料前躯体制备工艺简析 锂离子电池经过了二十余年的发展，无论是从可靠性上，还是从电池性能上都有了长足的进步。多种正极也在这个过程中被开发出来，例如历史最为悠久的钴酸锂，还有磷酸铁锂，锰酸锂等。但是随着对锂离子电池性能指标要求的进一步提升，这些材料已经无法满足要求，三元材料孕育而生。三元材料主要指的是镍钴锰锂材料（NCM），它最大的优点是容量高，例如NCM811材料容量可以达到220mAh/g左右，相比于钴酸锂（140mAh/g）有了明显的提升，并且NCM材料还有高压潜力，可以充电至4.35V，同时由于锰的加入也降低了材料的成本。但是NCM材料（特别是高镍的811，532等）普遍存在着合成困难，循环性能不稳定的问题。这就要从合成工艺，焙烧工艺方面着手进行改进。今天小编就带大家熟悉一下NCM前驱体的制备工艺。 NCM材料的电化学性能在很大程度上取决于前驱体的形貌和颗粒分布的均匀程度。目前上工业上使用的主要方法为共沉淀方法，主要的原材料有硫酸钴、硫酸镍、硫酸镍和碳酸氢钠。将碳酸氢铵制成溶液，将硫酸锰、硫酸钴、硫酸镍按照质量比0.54：0.13：0.13溶解于去离子水中，并缓慢加入碳酸氢铵溶液，并不断搅拌。碳酸氢铵溶液的PH值为 7.78，在此PH值下，Ni2+、Co2+、Mn2+均会生成碳酸盐，而无氢氧化物和碱式碳酸盐生成。具体的反应方程式如下： 将反应得到沉淀过滤，并用去离子水清洗，直到没有硫酸根残留（采用BaCl2溶液进行检测，直到滤液不再出现白色沉淀），得到的沉淀放入真空烘箱中在80℃下进行干燥，就可以得到三元材料的前驱体——三元碳酸盐。 在实际的生产中硫酸盐的转化率与反应物的浓度、反应物之间的比例和反应的温度有着密切的关系。
彭战军等：柠檬酸诱导合成铯钨青铜及其近红外遮蔽性能? 811 ?第40卷第6期 液相前驱体浸渗工艺引入添加剂制备透明多晶氧化铝陶瓷 王峰1,2，谢志鹏2，孙加林1，千粉玲1,2，廖艳梅1,2，刘冠伟2 (1. 北京科技大学材料科学与工程材料学院，北京 100083；2. 清华大学材料科学与工程系，北京 100084) 摘要：以Mg(NO3)2、Y(NO3)3和La(NO3)3为前驱体，采用液相前驱体浸渗工艺将添加剂MgO、Y2O3和La2O3同时引入到预烧氧化铝坯体中，在1830℃、H2气氛下保温2h烧结制备透明多晶氧化铝陶瓷。利用扫描电子显微镜和紫外–可见分光光度计对透明多晶氧化铝陶瓷的显微结构及直线透光率进行表征。结果表明：液相前驱体浸渗工艺提高了添加剂分布的均匀性，采用该工艺制备的透明多晶氧化铝陶瓷显微结构均匀，晶粒尺寸为20～50μm，在波长300～800nm内最高直线透光率达38.7% (λ=800nm，厚度为0.8mm)；而采用传统湿法球磨工艺得到的透明多晶氧化铝陶瓷晶粒尺寸大小不均，在晶界及晶粒内存有残留气孔，最高直线透光率仅为12.3% (λ=800nm，厚度为0.8mm)。通过液相前驱体浸渗工艺引入添加剂显著提高了透明多晶氧化铝陶瓷的直线透光率。 关键词：氧化铝；透明陶瓷；浸渗；添加剂；直线透光率；多晶 中图分类号：TQ174 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2012)06–0811–05 网络出版时间：2012–05–23 14:37:07 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/215574532.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20120523.1437.006.html Preparation of Translucent Polycrystalline Alumina Ceramics via Liquid Precursor Infiltration Technique Introducing Additives WANG Feng1,2，XIE Zhipeng2，SUN Jialin1，QIAN Fenling1,2，LIAO Yanmei1,2，LIU Guanwei2 (1. School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China; 2. Department of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: Additives of MgO, Y2O3, La2O3 for fabrication of translucent polycrystalline alumina (TPCA) ceramics were introduced by infiltration technique into pre-sintered alumina green bodies in the form of Mg(NO3)2, Y(NO3)3, La(NO3)3 aqueous precursor solu-tions and sintered in H2 atmosphere at temperature of 1830℃ for 2h. Microstructure and real in-line transmission of TPCA ceramics were characterized by scanning electron microscope and UV–visible spectrophotometer. The results indicated that the homogeneity of the introduced additives was enhanced through infiltration technology, compared with the conventional ball-milling method. With high micro-structural homogeneity and grain size in 20–50μm, samples prepared by infiltration reached the highest real in-line trans-mission of 38.7% (λ=800nm, sample thickness of 0.8mm) from wavelength of 300 to 800nm. However, the highest real in-line transmission of TPCA ceramics prepared by conventional ball-milling method was only 12.3% (λ=800nm, sample thickness of 0.8 mm) due to the inhomogeneous microstructure and obvious residual pores. The real in-line transmission of TPCA ceramics can be greatly improved through introducing additives by infiltration technique. Key words: alumina; translucent ceramics; infiltration; additive; real in-line transmission; polycrystalline 透明多晶氧化铝陶瓷(translucent polycrystalline alumina，TPCA)自20世纪60年代初问世以来便受到了科研工作者的广泛关注[1]。由于TPCA具有良好的化学稳定性、高耐热性、低电导率、高透光率等优异性能，在高强度气体放电灯管、红外检测窗口等领域得到广泛应用[2]。 直线透光率是评价TPCA性能好坏的基本特性。为提高TPCA透光性能，在其制备过程中通常引入微量MgO、Y2O3、La2O3及其复合添加剂来调控TPCA的显微结构。根据Beer–Lambert–Budworth 收稿日期：2011–12–19。修订日期：2012–02–20。基金项目：国家自然科学基金(50972072)资助项目。 第一作者：王峰(1983—)，男，博士研究生。 通信作者：谢志鹏(1957—)，男，教授。Received date:2011–12–19. Revised date: 2012–02–20. First author: WANG Feng (1983–), Doctorial candidate. E-mail: hawk16181618@https://www.doczj.com/doc/215574532.html, Correspondent author: XIE Zhipeng (1957–), male, professor. E-mail: xzp@https://www.doczj.com/doc/215574532.html, 第40卷第6期2012年6月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 40，No. 6 J u n e，2012
粉体材料的制备方法有几种？各有什么优缺点？（20分） 答：粉末的制备方法: 气相合成、湿化学合成、机械粉碎. 1. 物理方法 (1)真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。 (2)物理粉碎法 通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。 (3)机械球磨法 采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。 2. 化学方法 (1)气相沉积法 利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。 (2)沉淀法 把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。 (3)水热合成法 高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。 (4)溶胶凝胶法 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制备。 (5)微乳液法 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备 2. 为什么要对粉体材料的表面进行改性？什么是物理吸附？什么是化学吸附？试举例说明。（20分） 答: 材料表面改性的目的 力学性能：表面硬化、防氧化、耐磨等 电学性能：表面导电、透明电极 光学性能：表面波导、镀膜玻璃 生物性能：生物活性、抗菌性 化学性能：催化性 装饰性能：塑料表面金属化 材料表面改性的意义 通过较为简单的方法使一个部件部件或产品产品具有更为综合的性能第一节材料表面结构的变化 粉体表面改性是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面进行处理，根据应用的需要有目的改变粉体材料表面的物理化学性质，如表面组成、结构和官能团、
综述 1荧光粉原料的氧化铝的制备 氧化铝是固相法合成铝酸盐基质荧光粉，如：PDP蓝色和绿色荧光粉的主要原料，其物理特性不仅直接影响荧光粉的颗粒及形貌，而且还对荧光粉的光学性能、稳定性及光衰等特性影响很大。作为荧光粉原料的氧化铝，除了要求其纯度高外，还要求其具有结晶良好、粒径较小且分布均匀、颗粒形貌较好、比表面积小等特性。目前，该类氧化铝主要由硫酸铝铵或碳酸铝铵热分解法、改良的#$%$& 法或醇盐水解等方法制备，但生产出来的氧化铝粉一般为无定型硬团聚颗粒，粒径分布宽、比表面积过大且反应活性低，以此为原料烧制的荧光粉颗粒大小和形貌不易控制，而且存在发光效率较差、光衰性能不佳等问题。因此，改善氧化铝的粒径及形貌等特性，制备出优良的荧光粉原料，对提高铝酸盐基质荧光粉的品质具有重要意义。 采用化学沉淀法制备碳酸铝铵前驱体，高温煅烧分解制得了α-Al2O3。通过严格控制沉淀条件，获得了结晶碳酸铝铵沉淀，成功克服了常规制备方法中容易产生的胶状沉淀现象，煅烧后得到超细分散的α-Al2O3粉末。同时，通过添加晶体生长促进剂的方法，成功控制了氧化铝颗粒的大小和形貌。通过调节晶体生长促进剂的加入量，获得了从300nm直至8μm以上近似六角形的α-Al2O3分散颗粒，可以满足不同粒径荧光粉的要求。 2高比表面积窄孔分布氧化铝的制备 氧化铝用作催化剂和催化剂载体，因其具有特殊的结构和优良的性能，使之在许多催化领域，特别是在石油的催化转化过程中得到了广泛的应用. 因此，人们对氧化铝的制备、结构和性能等方面的研究也日益深入. 在石油的催化转化方面，近年来由于重渣油加工技术的开发，对加工过程中的催化剂载体氧化铝又提出了许多新的要求. 例如，渣油的加氢脱硫和脱金属要求适中的表面积及一定比例的大孔和小孔分布；加氢脱氮催化剂则要求能均匀负载高金属含量的高比表面积、大孔体积及适当比例的中、小孔结构，并提出集中孔的观点. 但是，如何获得这种性能好又有实用价值的氧化铝载体，研究报道较少. 本文采用pH 摆动法制备了这种氧化铝，考察了沉淀剂、沉淀温度及沉淀时酸侧pH值对氧化铝物性的影响，并对pH 摆动法与等pH 沉淀法的结果进行了比较. 氧化铝的孔结构决定于其前身拟薄水铝石的形貌、粒子大小和聚集状态. 因此，要获得孔径相对集中的氧化铝载体，沉淀的拟薄水铝石粒子的大小必须均匀. 然而，在传统的制备
纳米氧化铝的研究及应用 [摘要] 纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术，纳米科学与技术将对其他学科、产业和社会产生深远的影响。文章概述了纳米氧化铝的结构、性能、用途、制备等方面，更深入地了解了纳米氧化铝材料，并展望了纳米氧化铝材料的应用前景。 [关键字] 纳米氧化铝结构性能用途制备方法 [前言] 近年来, 纳米氧化铝材料备受到人们普遍关注,其广阔的应用前景引起了世界各国科技界和产业界的高度关注，因此作为21世纪具有发展前途的功能材料和结构材料之一，纳米氧化铝材料一直都是纳米材料研究领域的热点。 1 纳米氧化铝的结构与性质 Al2O3有很多同质异晶体，常见的有三种，即：α- Al2O3、β- Al2O3、γ- Al2O3。除β- Al2O3是含钠离子的Na2O-11Al2O3外,其他几种都是Al2O3的变体。β- Al2O3、γ- Al2O3晶型在1000~1600℃条件下，几乎全部转变为α- Al2O3。 ①α-Al2O3 α- Al2O3为自然界中唯一存在的晶型，俗称刚玉。天然刚玉一般都含有微量元素杂质，主要有铬、钛等因而带有不同颜色。刚玉的晶体形态常呈桶状、柱状或板状，晶形大都完整，具玻璃光泽。α- Al2O3
属六方晶系，氧离子近似于六方密堆排列，即ABAB???二层重复型。在每一晶胞中有4个铝离子进入空隙，下图为α- Al2O3结构中铝离子填入氧离子紧密堆积所形成的八面体间隙。 由于具有较高的熔点、优良的耐热性和耐 磨性，α- Al2O3被广泛的应用在结构与功 能陶瓷中。 ②β- Al2O3 β- Al2O3是一种含量很高的多铝酸盐矿物，它不是一种纯的氧化铝，其化学组成可近似用MeO-6 Al2O3和Me2O-11Al2O3表示（MeO 指CaO、BaO、SrO等碱土金属氧化物；Me2O指的是Na2O、K2O、Li2O）。β- Al2O3(Me2O-11Al2O3)由[NaO]-层和[Al11O12]+类型尖晶石单元交叠堆积而成，氧离子排列成立方密堆积，钠离子完全包含在[Na0]-层平面内，并且可以很快扩散。适当条件下，它具有很高的离子电导率，因而被广泛地应用于电子手表、电子照相机、听诊器和心脏起博器的生产中。 ③γ- Al2O3 γ- Al2O3是最常见的过渡型氧化铝，属立方晶系，为尖晶石结构，在自然界中是不存在的物质。由氧离子形成立方密堆积，Al3+填充在间隙中。γ- Al2O3得密度为3.42～3.62g/ cm3，在1000℃时可以缓慢的转变为α- Al2O3，是水铝矿（Al2O3?H2O或Al2O3?3H2O）或氢氧化铝在加热中生成的过渡氧化铝物质。γ相粒子主要用途是作为催化剂的载体，目前多采用在γ相中添加稀土元素等微量元素来改善它的表面
三元材料前躯体制备工艺简析 锂离子电池经过了二十余年的发展，无论是从可靠性上，还是从电池性能上都有了长足的进步。多种正极也在这个过程中被开发出来，例如历史最为悠久的钴酸锂，还有磷酸铁锂，锰酸锂等。但是随着对锂离子电池性能指标要求的进一步提升，这些材料已经无法满足要求，三元材料孕育而生。三元材料主要指的是镍钴锰锂材料（NCM），它最大的优点是容量高，例如NCM811材料容量可以达到220mAh/g左右，相比于钴酸锂（140mAh/g）有了明显的提升，并且NCM材料还有高压潜力，可以充电至4.35V，同时由于锰的加入也降低了材料的成本。但是NCM材料（特别是高镍的811，532等）普遍存在着合成困难，循环性能不稳定的问题。这就要从合成工艺，焙烧工艺方面着手进行改进。今天小编就带大家熟悉一下NCM前驱体的制备工艺。 NCM材料的电化学性能在很大程度上取决于前驱体的形貌和颗粒分布的均匀程度。目前上工业上使用的主要方法为共沉淀方法，主要的原材料有硫酸钴、硫酸镍、硫酸镍和碳酸氢钠。将碳酸氢铵制成溶液，将硫酸锰、硫酸钴、硫酸镍按照质量比0.54：0.13：0.13溶解于去离子水中，并缓慢加入碳酸氢铵溶液，并不断搅拌。碳酸氢铵溶液的PH值为7.78，在此PH值下，Ni2+、Co2+、Mn2+均会生成碳酸盐，而无氢氧化物和碱式碳酸盐生成。具体的反应方程式如下： 将反应得到沉淀过滤，并用去离子水清洗，直到没有硫酸根残留（采用BaCl2溶液进行检测，直到滤液不再出现白色沉淀），得到的沉淀放入真空烘箱中在80℃下进行干燥，就可以得到三元材料的前驱体——三元碳酸盐。 在实际的生产中硫酸盐的转化率与反应物的浓度、反应物之间的比例和反应的温度有着密切的关系。 当碳酸氢铵的浓度从低到高逐渐增大的时候，溶液的颜色由深变浅，到无色，再变深。溶液颜色的代表着溶液中残留的金属离子，因此碳酸氢铵的浓度存在着一个最佳值，在这
重庆三元前驱体项目规划实施方案 规划设计/投资分析/产业运营
重庆三元前驱体项目规划实施方案 三元锂电池主要应用于新能源汽车、储能及消费电子领域，下游应用 领域的快速成长形成了对上游关键材料三元前驱体的巨大需求。全球新能 源汽车市场的快速发展，使得动力锂离子电池出货量增长迅速。 该三元前驱体项目计划总投资5365.14万元，其中：固定资产投资4614.46万元，占项目总投资的86.01%；流动资金750.68万元，占项目总 投资的13.99%。 达产年营业收入5525.00万元，总成本费用4271.32万元，税金及附 加93.43万元，利润总额1253.68万元，利税总额1520.03万元，税后净 利润940.26万元，达产年纳税总额579.77万元；达产年投资利润率 23.37%，投资利税率28.33%，投资回报率17.53%，全部投资回收期7.21年，提供就业职位85个。 本报告是基于可信的公开资料或报告编制人员实地调查获取的素材撰写，根据《产业结构调整指导目录（2011年本）》（2013年修正）的要求，依照“科学、客观”的原则，以国内外项目产品的市场需求为前提，大量 收集相关行业准入条件和前沿技术等重要信息，全面预测其发展趋势；按 照《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》的具体要求，主要从技术、经济、工程方案、环境保护、安全卫生和节能及清洁生产等方面进行充分
的论证和可行性分析，对项目建成后可能取得的经济效益、社会效益进行科学预测，从而提出投资项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，因此，该报告是一份较为完整的为项目决策及审批提供科学依据的综合性分析报告。 ...... 三元前驱体是制备三元正极材料的前端原料，以镍钴锰（铝）氢氧化物NixCoyMn(1-x-y)(OH)2为主，简称NCM系列或NCA。NCM系列前驱体的制备以镍盐、钴盐、锰盐为原料，NCA前驱体则以镍盐、钴盐、氢氧化铝为原料，在氨水和碱溶液中发生盐碱中和反应，得到镍钴锰（铝）氢氧化物沉淀。
活性氧化铝的改性 一、前言 氧化铝是一种重要的化工产品，具有高硬度、高强度、耐磨、耐热、耐腐蚀等一系列优异性能。大部分的氧化铝被用于制备原铝，不过由于其优异的性能也广泛用于陶瓷、磨料、医药、吸附剂、催化剂及其载体等领域[1~4]。到目前为止，已知氧化铝有15种以上不同的结构形态（δ-，γ-，κ-，η-，θ-，χ-，ρ-，α-Al2O3等），因其结构形态的不同，氧化铝的宏观结构性质（如密度、孔隙率、孔径分布、比表面积等）也各不相同。 氧化铝按其用途可分为稳定态氧化铝和过渡态氧化铝。稳定态氧化铝指的是刚玉相氧化铝（α-Al2O3），其结构稳定且不含水，是各种形态的氢氧化铝在温度超过1000℃后完全脱水得到的产品[5]。这类氧化铝一般不具有活性。 过渡态氧化铝是由氧化铝前驱体在不同温度下制得的区别于刚玉（α -Al2O3）的所有晶相的总称，按生成温度可分为低温氧化铝和高温氧化铝两大类[6]。 (1)低温氧化铝（又称γ-组）：这类氧化铝有ρ-、η-、γ-和χ-Al2O3，是由氢氧化铝在脱水温度不超过600℃时煅烧得到的产品。这类氧化铝分子中存在大量的羟基，可以用化学式Al2O3·nH2O（0 高镍三元前驱体制备过程中的影响因素 三元材料镍钴锰（NCM），具有高比容量、长循环寿命、低毒和廉价的特点。此外，三种元素之间具有良好的协同效应，因此受到了广泛的应用。 NCM 中，镍是主要的氧化还原反应元素，因此，提高镍含量可以有效提高NCM 的比容量。高镍含量NCM材料(Ni的摩尔分数≥0.6)具有高比容量和低成本的特点，但也存在容量保持率低，热稳定性能差等缺陷。高镍 NCM 材料的性能和结构与前驱体的制备工艺紧密相关，不同的条件直接影响产品的最终结构和性能。 图1：Li[Ni x Co y Mn z]O2(NCM，x=1/3, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.85)的放电容量、热稳定性和容量保持率关系图 制备工艺条件对高镍前驱体物化性能的影响 高镍三元前驱体主要的制备工艺条件有：氨水浓度、pH值、反应温度、固含量、反应时间、成分含量、杂质、流量、反应气氛、搅拌强度等。 图2：三元前驱体的生产工艺流程图 1.氨浓度对高镍前驱体物化性能影响 氨水是反应络合剂，主要作用是络合金属离子，达到控制游离金属离子目的，降低体系过饱和系数，从而实现控制颗粒长大速度和形貌。所以制备不同组成的三元前驱体，所需的氨水浓度也不同。 图3：不同氨浓度高镍前驱体产品的SEM图（左：氨含量：2g/L，右：氨含量：7g/L） 从上图可以看出氨浓度较低时颗粒形貌疏松多孔，致密性差，而较高的氨浓度得到的前驱体颗粒致密。但是络合剂的用量也不是越多越好，络合剂用量过多时，溶液中被络合的镍钴离子太多，会造成反应不完全，使前驱体的镍、钴、锰的比例偏离设计值，而且被络合的金属离子会随上清液排走，造成浪费，给后续废水处理造成更大的困难。综上，氨浓度需控制在5～9g/L。 2.沉淀pH对高镍前驱体影响 沉淀过程中的pH直接影响晶体颗粒的生成、长大。 《材料合成与制备》课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：材料的合成与制备 所属专业：材料化学 课程性质：专业必修课 学分：2学分（36学时） （二）课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程； 课程简介： 材料的合成与制备课程是介绍现代材料制备技术的原理、方法与技能的课程，是材料化学专业一门重要的专业必修课程。 目标与任务：通过本课程的学习，使学生掌握材料制备过程中涉及的材料显微组织演化的基本概念和基本规律；掌握材料合成与制备的基本途径、方法和技能；掌握目前几种常见新材料制备方法的发展、原理、及制备工艺；培养学生树立以获取特定材料组成与结构为目的材料科学研究核心思想，培养学生发现、分析和解决问题的基本能力，培养创新意识，为今后的材料科学相关生产实践和科学研究打下坚实的基础。 先修相关课程: 无机化学、有机化学、物理化学、材料科学基础 （三）教材与主要参考书 教材：自编讲义 主要参考书： 1. 朱世富，材料制备科学与技术，高等教育出版社，2006 2. 许春香，材料制备新技术，化学工业出版社，2010 3. 李爱东，先进材料合成与制备技术，科学出版社，2013 二、课程内容与安排 第一章引言 1.1 材料科学的内涵 1.2 材料科学各组元的关系 （一）教学方法与学时分配 讲授，2学时。 （二）内容及基本要求 主要内容：材料科学学科的产生、发展、内涵；材料科学与工程学科的四个基本组元：材料的合成与制备、材料的组成与结构、材料的性质与性能、材料的使用效能；材料科学四组元的相互关系。 【掌握】：材料科学学科的内涵、材料科学学科的四组元、四组元间的相互关系。 【了解】：几个材料合成与制备导致不同组成与结构并最终决定性质与性能的科研实例。 【难点】：树立以获取特定材料组成与结构为核心的学科思想。 第二章材料合成与制备主要途径概述 2.1 基于液相-固相转变的材料制备 2.3 基于固相-固相转变的材料制备 2.4 基于气相-固相转变的材料制备 （一）教学方法与学时分配 讲授，2学时。 （二）内容及基本要求 主要内容：材料科学学科的产生、发展、内涵；材料科学与工程学科的四个基本组元：材料的合成与制备、材料的组成与结构、材料的性质与性能、材料的使用效能；材料科学四组元的相互关系。 【了解】：材料合成与制备的三种主要途径。 【难点】：三种主要途径选择与取舍的依据。 四方相氧化锆粉体制备工艺研究 摘要：以ZrOC l2·8H2O和Y2O3为主要原料，采用醇－水溶液加热结合共沉淀法制备出Y2O3稳定的纳米ZrO2复合粉体。利用X射线衍射(XRD)分析和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合粉体的物相组成和晶粒大小。结果显示，当Y2O3含量为2mol%时，复合粉体由单斜相ZrO2和少量四方相ZrO2组成；当Y2O3含量为3mol%、4mol%时，粉体全部由四方相ZrO2组成。750℃～900℃煅烧时，复合粉体的物相组成变化不大，但四方相ZrO2的晶粒尺寸随煅烧温度升高而增大。 关键词：醇-水溶液加热法，共沉淀法，t-ZrO2 Press of Preparation of Tetragonal Zirconia Powder ABSTRACT：Using ZrOC12?8H2O and Y2O3 as the main raw materials, the nanometer-size ZrO2(Y2O3) powder was prepared by heating of alcohol-aqueous salt solutions combined with co-precipitation method. XRD and SEM were performed to investigate the phase composition and the grain size of the ZrO2(Y2O3) powder. The results show that the composite powder with 2 mol% Y2O3 was composed of monoclinic zirconia (m-ZrO2) and a small amount of tetragonal zirconia (t-ZrO2). However, only t-ZrO2 existed in the ZrO2(Y2O3) powder when the content of Y2O3 increased to 3mol% and 4mol%. The phase composition of the composite powder changes little when the calcining temperature increased from 750℃to 900℃. However, the size of t-ZrO2 grain increased with the calcining temperature. KEY WORDS: heating of alcohol-aqueous salt solutions，co-precipitation methods，t-ZrO2 引言 二氧化锆早已广泛应用于陶瓷材料和多相催化剂中。ZrO2有3种不同的晶相结构，即单斜、四方和立方晶系。前者是热力学稳定结构，后两者是亚稳定结构。但是,对于不同单一结构的制备，特别是亚稳结构的制备，依然停留在实验室的摸索阶段。在80年代，一些人[1-5]曾研究了用制备烷基氧化锆再水解的办法，试图得到纯四方二氧化锆。这一途径不仅制备步骤繁琐、成本昂贵，而且还往往得不到单一晶相的产品。Sriniv asan[6]报道了他的研究结果，认为二氧化锆晶相的组成极大地依赖于制备原料。而在所有锆盐原料中，没有一种原料可制得纯晶相。其中硫酸锆倾向转化为高比例的四方晶相，而卤化锆倾向高比例的单斜晶相。在陶瓷基体中引入四方相氧化锆（t-ZrO2），利用其转变成单斜相氧化锆（m-ZrO2）的马氏体相变过程，是提高陶瓷材料韧性的有效途径。为了得到室温下稳定的t-ZrO2，常需引入Y2O3、CeO2、MgO或CaO等稳定剂。其中，利用液相法制备ZrO2(Y2O3)粉体的研究报道[7-21]已有许多。但是，由于Y2O3添加量、制备工艺和t-ZrO2晶粒性能特征之间的关系非常密切，因此一直是研究的重点。本文研究了以ZrOCl2·8H2O 和Y2O3为主要原料，采用醇－水溶液加热法结合共沉淀过程制备ZrO2(Y2O3)粉体，探讨了t-ZrO2粉体的最佳制备工艺。 1 实验 1.1 实验原料 氧氯化锆（ZrOC l2?8H2O≥99.0%），氧化钇（Y2O3，99.99%），盐酸(分析纯)，聚乙二醇（PEG-4000，化学纯），无水乙醇(分析纯) ，氨水（分析纯）。 1.2 实验过程 实验选取三个配方，即稳定剂Y2O3的含量分别为2mol%，3mol%和4mol%，所制复合粉体相应地以ZrO2(n-Y2O3)（n = 2，3 ，4）表示。将Y2O3与盐酸反应制得一定浓度的YCl3溶液。根据拟合成ZrO2(n-Y2O3)高镍三元前驱体制备过程中的影响因素
粉体材料的合成与制备
四方相氧化锆粉体制备工艺研究
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