氧化铝涂层
2.实验部分
2.1药品与仪器
实验所需试剂及所用到的仪器如表2-1和表2-2所示：
表2-1 实验试剂
试剂名称规格生产厂家
NaOH 500g 上海强顺化学试剂有限公司
盐酸500g 上海强顺化学试剂有限公司
Zn粉500g 上海强顺化学试剂有限公司水玻璃工业级昆山环宇耐火材料有限公司
Ni粉5000g 肯纳司太立金属（上海）有限公司
铝粉500g 中国医药（集团）上海化学试剂公
司
氧化铝粉末500g 上海强顺化学试剂有限公司
二氧化硅粉末500g 上海强顺化学试剂有限公司氧化锌粉末500gAR 无锡市晨阳化工有限公司硝酸500mlAR 上海凌峰化学试剂有限公司无水乙醇500mlAR 江苏永华精细化学品有限公司
表2-2 实验仪器
实验仪器规格生产厂家
维氏硬度计—昆山雄霸精密机电设备有限公司测厚仪MiniTest700系Elek trophysik公司
电子显微镜XWP-C803-01 包头市永华仪器仪表有限公司电子台称TCS 大河电子有限公司
电子天平EL204 梅特勒-托利多仪器有限公司金相试样切割机Q-2A 苏州市蔚仪试验器械制造有限公司球磨机QM-1SP(4L) 南京大学仪器厂
牙刷—自备
箱式电阻炉SX2-12-12G 济南精密科学仪器仪表有限公司
2.2实验要求
要求通过溶胶-凝胶法探索不同的工艺方法，找寻出相对优良的工艺参数，从而获得耐磨氧化铝涂层。
2.3工艺方法的确定
（1）第一层涂层成分的选择
用电子天平分别称取93g镍粉，7g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用；用电子天平分别称取90g镍粉，10g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用；用电子天平分别称取85g镍粉，15g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用。即选取了镍铝重量比分别为93:7；90:10；85:15的混合物，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在相同的温度下进行烧结，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择成分。
（2）第一层涂层反应温度的选择
用电子天平分别称取93g镍粉，7g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀形成凝胶待用，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在不同的温度下进行烧结，烧结温度分别为800℃，850℃，900℃，950℃，1000℃，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择反应温度
（3）第二层涂层成分的选择
用电子天平分别称取80g Al2O3粉，10gSiO2粉,10gZnO粉末放入烧杯内，并分别加入3%，10%，15%，20%的铝粉作为催化剂，并且按照15:1的比例加入水玻璃，把混合物搅拌均匀形成凝胶。通过通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在相同的温度下进行烧结，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择成分。
（4）第二层涂层反应温度的选择
用电子天平分别称取80g Al2O3粉，10gSiO2粉,10gZnO粉末放入烧杯内，加入20%的铝粉，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在不同的温度下进行烧结，烧结温度分别为800℃，850℃，900℃，950℃，1000℃，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度和涂层金相组织来选择反应温度。
2.4实验过程
2.4.1实验的表面预处理
（1）药品准备：酸洗溶液：浓度为5%的盐酸溶液；碱洗溶液：浓度为5%的氢氧化钠溶液；取适量无水乙醇待用。
（2）具体实施
酸洗除锈：先用镊子将生锈的45号钢试样放入配置好的盐酸溶液中，浸泡二十分钟将样品表面锈渍除尽；
碱洗：用镊子夹取酸洗后的试样，缓慢放入配置好的氢氧化钠溶液中，浸泡十分钟；
酒精表面净化：用镊子夹取酸洗后的试样，缓慢放入无水乙醇溶液中清洗，然后烘干试样待用。
2.4.2实验步骤
第一层：
（1）用电子天平按照Ni:Al比分别为93:7；90:10；85:15称取Ni粉和Al 粉；
（2）将Ni粉和Al粉倒入容器中，加入适量的水玻璃，用玻璃棒将其搅拌均匀，既不能太干燥也不能太湿润要保证其流动性；
（3）用药勺蘸取涂料，将其涂敷放如45号钢内表面，用滚动的方式使其涂覆均匀，厚薄适中。
（4）涂层干燥。把涂覆好的样品放在室内干燥12个小时左右。
（5）吧干燥好的样品放入箱式电阻炉里，先升温至150℃，保温一小时，再将电阻炉升温至所需温度，保温6小时，之后随炉冷却。
（6）取出试样。测量烧结的涂层的硬度，厚度，观察金相，测验抗腐蚀性。
第二层：
（1）用电子天平按照Al2O3:SiO2:ZnO比分别为8:1:1分别称取Al2O3粉，SiO2粉, ZnO粉末放入烧杯内，加入20%的铝粉，
（2）将称取好的粉末倒入容器中，加入适量的水玻璃，用玻璃棒将其搅拌均匀，既不能太干燥也不能太湿润要保证其流动性；
（3）用药勺蘸取涂料，将其涂敷放在第一次烧结效果较好的45号钢内表面，
用滚动的方式使其涂覆均匀，厚薄适中。
（4）涂层干燥。把涂覆好的样品放在室内干燥12个小时左右。
（5）吧干燥好的样品放入箱式电阻炉里，先升温至150℃，保温一小时，再将电阻炉升温至所需温度，保温6小时，之后随炉冷却。
（6）取出试样。测量烧结的涂层的硬度，厚度，观察金相，测验抗腐蚀性。
2.5实验仪器使用情况
2.5.1箱式电阻炉
箱式电阻炉额定温度在1100℃，可以用于金属材料、陶瓷材料的烧结，某些单晶体的热处理，耐火材料的高温重烧收缩的检测和研究。
（1）实验步骤
①通电前，先检查接线有否符合，控制器上等接线螺丝有否松落现象。
②涂覆好的试样放入炉内，关闭炉门，打开电炉开关；
③调解温度设定按钮设定试验温度，指示灯显示的是红色；
④设定完成后，按开始开关，电炉开始升温工作，此时指示灯变绿；
⑤烧结时间到后，将电炉开关关掉，样品随炉冷却后取出样品。
（2）使用要求：
①使用时炉膛温度不得超过最高炉温，不可以在额定温度长时间工作
②用的时候炉门要轻开轻关，防止损坏机件。
③从炉膛里取放样品时，应当先切断电源，样品要轻拿轻放，避免损坏炉膛。
④为了延长电阻炉的使用寿命，也是为了安全考虑，烧结结束之后要及时关闭电源。
2.5.2检测硬度
（1）布氏硬度计
用一定直径的钢球或者是硬质合金球，以相应的静载荷压入试样表面，经一定的保持时间后卸除载荷，测量试样表面的压痕直径d，用复合除以压痕表面积求的布氏硬度值[1]。布氏硬度没有单位，它的值的获得可由压痕直径直接查阅数据表格获得。由于布氏硬度计的压头是钢球，所以一般用于测量如火刚，有色金属等硬度小于HB450的材料。
（2）洛氏硬度计
利用一定的载荷将夹角120°的金刚石锥体或直径1.588mm的淬火钢球压入试样，卸除载荷，根据压痕深度确定的硬度值成为洛氏硬度，该值可直接从硬度计的刻度罗盘上读出[1]。加载的负荷根据不同的测试材料硬度的不同有不同规定, 加载的负荷的选择原则要依据工件本身硬度大小来选取相对较大的负荷。不相同的压头与负荷的搭配导致了很多种的洛氏硬度级的出现, 最常用的是HRC( 金刚石锥体压头, 150kgf 负荷) 。硬质合金、渗碳层硬度测量时应该用金刚石锥体探头，加载的负荷应该为590N；使用淬火钢球压头时，适宜测量退火钢或者是有色金属等。
（3）维氏硬度计
维氏硬度以单位压痕面积所承受的负荷, 即应力值作为计量指标的。利用一定的载荷将夹角136°的金刚石四方角锥体，而且加载的载荷虽然很小但是它可也在很大的范围内进行调节。这种硬度计可以测量的材料范围也很广，不管是软的还是硬的。它在测量方面的精度比其他的硬度计要高。表层硬化层、金属镀层等材料特别适合用维氏硬度计测量硬度值。
综上所述，由于本次试验形成的氧化铝镀层的厚度比较薄而且硬度也不太高，所以选用维氏硬度计。如果用洛氏硬度计会破坏涂层，达到基材上，测出的硬度就不准确了。维氏硬度计使用要求：测试开始前首先把机器开启，并把电脑上的测量软件打开；按要求设置变换手轮的力值；固定好试样，使其与物镜下面距离1mm左右，靠近目镜进行观察，在观察的过程中进行调试，直至出现清楚的像；按下“启动”键，开始施加试验力，若出现等待测量则点击工作结束；重复以上步骤，对每个试样都进行测试，并随机选取5个点，取平均值是数据更加准确。
2.5.3检测厚度
MiniTest700测厚仪，探头利用磁感应或电涡流原理工作。涂镀层测厚仪具有测量误差小、可靠性高、稳定性好、操作简便等特点，是控制和保证产品质量必不可少的检测仪器。
使用要求：
（1）调零，即在特定的零板上调零，或在需要测量的原基材上调零。
（2）将探头放在试样表面进行测试，分别随机选取十个点，测得十组数据，
最后得到平均值。
2.5.4金相的制备
（1）金相切割
砂轮切割机：因为它的适应性强，劳动强度低、切割成本低、操作简便和切割速度快而被广泛使用。
使用要求：
①将所需型号的砂轮片安装在电动机的轴上，通过螺母和夹片固定紧，以免发生滑落。
②把钢管放入钳座中，通过转动手柄来移动钳口把试样夹紧。
③将砂轮片用罩壳档住，防止冷却液飞溅和砂轮片碎裂时飞出伤人。
④打开水龙头开关，冷水从固定在底座上面的橡胶管排出，浇注在砂轮片上，使砂轮和样品降温。
⑤打开开关，进行切割，送刀速度要慢。
⑥切割完毕，关闭开关，关闭水龙头，取出试样。
（2）镶嵌试样
由于处理后的试样，需要观察其微观结构，氧化铝涂层是在钢铁的表层，而且厚度很薄，要观察氧化铝涂层，需要观察处理后的钢管的截面或者棱边。在抛磨试样截面时，可能会破坏涂层而且钢管截面不好掌握，这些原因会破坏涂层，造成无法观察到准确的涂层金相，所以需要用镶嵌的方法来保护涂层，同时还能保证试样是处于垂直状态，使测量更加准确。
①热镶嵌: 采用莱州市蔚仪试验器械制造有限公司生产的XQ-2B镶嵌机，镶嵌料采用的是耐博检测技术有限公司生产的HM1黑色镶嵌料。
②冷镶嵌：
（3）试样预磨
使用莱州市蔚仪试验器械制造有限公司生产的M-2型预磨机（如图3-4）进行预磨。将镶嵌好的试样分别采用400#、600#、800#砂纸进行粗磨，用1000#、1200#的砂纸进行细磨，然后才能进行抛光处理。
使用要求：
①保证试样水平，只有一个磨面。
②磨的过程中磨面上磨痕需要保持一致，当更换细一号砂纸时，需要将试样旋转90°与旧磨痕垂直，继续磨，当旧磨痕消失、并且新的磨痕均匀一致时才能更换下一号砂纸。
③在磨制过程中手的压力不能太大，以免产生深的磨痕，影响金相质量。（4）抛光
使用莱州市蔚仪试验器械制造有限公司生产的P-2G型金相抛光机进行抛光，这是金相试样磨制的最后一道工序，目的是消除试样在细磨过程中磨面上有的细小磨痕，从而得到一个平整、无痕的镜面。
使用要求
①清洗试样，以避免大砂粒带到抛光盘中。
②喷抛光剂，打开开关，打开水龙头。
③抛光盘湿度要适中，不宜过大或过小；湿度过大，则会减弱磨削作用；湿度过小，润滑条件极差，因摩擦生热而使试样温度升高，磨面失去光泽，甚至形成黑斑。
④试样磨面平稳轻压在抛光盘中心附近，沿径向缓慢往复移动，并逆抛光盘旋转方向轻微转动。
⑤关闭仪器。
（5）腐蚀、金相拍照
腐蚀：用脱脂棉蘸上3%～5%的硝酸酒精溶液，涂抹在抛光好的试样表面，保持5s-10s，当观察到磨面由镜面变成灰暗色时，立即用清水冲洗，再用酒精擦拭表面，放在吹风机下吹干；放在金相显微镜下观察，如果浸蚀不足，可直接进行二次浸蚀，如果侵蚀过重，则需要进行重抛。
拍照：把腐蚀好的试样放入到XWP-C803-01电子显微镜的载物台上，寻找视野好的地方使用MV400金相显微图像分析系统来进行拍照。
2.5实验目标完成情况
利用溶胶-凝胶法制备氧化铝涂层，通过改变温度,成分,涂刷方式等因素来选取最优工艺参数,在多次的实验探索后,获得了所需的耐磨氧化铝涂层。
[1]刘宗昌，任慧平，郝少祥.金属材料工程概论[M]. 北京：冶金工业出版社，2007：28.
氧化铝的制备方法
氧化铝的制备方法 1氧化铝的制备 硝酸铝分析纯天津市大茂化学试剂厂 异丙醇铝分析纯天津市大茂化学试剂厂 尿素分析纯天津市大茂化学试剂厂 硝酸分析纯广州化学试剂厂 1.1氨水沉淀法 氨水（2mol/L）用量筒量取150ml65%氨水注入1000ml的容量瓶，用去离子水标定至刻度。 硝酸（1：1）用量筒量取浓硝酸100ml注入200ml容量瓶中，用去离子水标定至刻度。 利用酸法即Al(NO3)3与氨水反应来制取拟薄水铝石。以防止引入其他金属离子，而且可以通过加热的方法去除溶液中的NH4+和NO3-离子。 实验步骤： 1）称取18.75 g（约0.05 mol）的硝酸铝溶于50ml去离子水中，加热搅拌使其溶解成透明Al(NO3)3溶液。 2）室温下用2mol/L的氨水进行滴定同时进行剧烈搅拌，直至pH值8.5后停止滴定并放慢脚板速度。 3）在室温条件下（搅拌）老化2小时。 滴定前，Al(NO3)3溶液的pH值1.8左右。滴定过程中，在pH值4.5时溶液黏度突然增大，并产生大量Al(OH)3半透明沉淀，继续滴定胶体黏度下降。pH值由1.8升至4.5共消耗氨水（2mol/L）约36毫升，由4.5至8.5消耗氨水约9毫升。 1.2均匀沉淀法 本步骤的目的是将溶液中的Al(OH)3微粒以沉淀的形式分离出来。碱性沉淀剂的直接加入难免会造成溶液中局部沉淀剂瞬时过量的现象，致使生成的沉淀粒子形态和尺寸均有较大区别，从而影响焙烧后氧化铝载体的性状。不同于其他沉淀剂的添加，尿素均相沉淀法通过尿素在加热过程中均匀缓慢的释放氨水从整体上提高pH值，克服了液相直接接触造成的瞬时局部过量的不足，从而获得尺寸均匀、分散性好的Al(OH)3沉淀。 实验步骤： 1）称取25 g（约理论用量4倍）的尿素溶于25ml去离子水中，将尿素溶液注入上一步生成的胶体溶液。 2）开始通过水浴加热，并不停搅拌，于90℃恒温加热2小时。加热在开始的一段时间内，pH值始终在1以下，升至约40~50℃左右，原本半透明的胶体逐渐变清。待到温度升至90℃时，由搅拌子中心漩涡出有气泡产生，溶液开始变混浊。pH值升至7以后，溶液基本呈乳白色，直至加热结束。 3）在室温条件下（搅拌）老化2小时。 1.3 溶胶凝胶异丙醇铝水解法 本步骤的目用溶胶凝胶法合成介孔氧化铝，比表面积大, 表面不同的电势使金属离子更容易负载, 在催化领域中具有重要的应用价值，其性能明显优于传统的氧化铝。采用硝酸和异丙醇铝来合成有序介孔氧化铝。 硝酸（0.05mol/L）用量筒量取浓硝酸0.67ml注入200ml容量瓶中，用去离子水标定
氧化铝陶瓷的制备与应用
论文题目：氧化铝陶瓷的制备与应用 学院：材料科学与工程学院 专业班级：材料化学2班 学号：20090488 姓名：王杰 日期：2011-10-19
氧化铝陶瓷的制备与应用 摘要：氧化铝陶瓷是用途最广泛的陶瓷材料中的一种，它可用作机器及设备制造中的耐腐蚀材料、化工专业中的抗腐蚀材料、电工及电子技术中的绝缘材料、热工技术中的耐高温材料以及航空、国防等领域中的某些特种材料。 Abstract: the alumina ceramics is the most widely use of one of the ceramic material, it can be used as the machine and equipment manufacture of corrosion resistant material, chemical corrosion materials in the professional, electrical and electronic technology of thermal insulation materials, high temperature resistant materials and technologies in the aerospace, defense, etc to some of the special material. 关键词：氧化铝陶瓷耐磨性机械强度耐化学腐蚀 Keywords: alumina ceramics Wear resistance Mechanical strength Chemical corrosion-resistant 氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。[1] 1.硬度大经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。 2.耐磨性能极好经中南大学粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。
活性氧化铝的制备
活性氧化铝的制备 一、实验目的 1、通过铝盐与碱性沉淀剂的沉淀反应，掌握氧化铝催化剂和催化剂载体的制备过程。 2、了解制备氧化铝水合物的技术和原理。 3、掌握活性氧化铝的成型方法。 二、实验原理 活性氧化铝(γ-A l2O3)是一种多孔性,高分散度的固体物料，具有表面积大、吸咐性能好、表面酸性、热稳定性良好的特点，可作为多种化学反应的催化剂及催化剂载体。除此之外，它还广泛用于石油、国防、化肥、医药、卫生等部门。学习有关γ-A l2O3的制备方法，对掌握催化剂制备有重要意义。 催化剂或催化剂载体用的氧化铝，在物性和结构方面都有一定要求。最基本的是比表面积、孔结构、晶体结构等。例如，重整催化剂是将贵重金属铂、铼载在γ—Al2O3或η—Al2O3上。氧化铝的结构对反应活性影响极大，载于其他形态的氧化铝上，其活性是很低的，如烃类脱氢催化剂，若将Cr—K载在γ—Al2O3或η—Al2O3上，活性较好，而载在其他形态氧化铝上，活性很差。这说明它不仅起载体作用，而且也起到了活性组分的作用，因此，也称这种氧化铝为活性氧化铝。α—Al2O3在反应中是惰性物质，只能作载体使用。制备活性氧化铝的方法不同，得到的产品结构亦不相同，其活性的差异颇大，因此制备中应严格掌握每一步骤的条件，不应混入杂质，尽管制备方法和路线很多，但无论哪种路线都必须制成氧化铝水合物（氢氧化铝），再经高温脱水生成氧化铝。自然界存在的氧化铝或氢氧化铝脱水生成的氧化铝，不能作载体或催化剂使用，这不仅因杂质多，主要是难以得到所要求的结构和催化活性。为此，必须经过重新处理，可见制备氧化铝水合物是制活性Al2O3的基础。 氧化铝水合物经X射线分析，可知有多种形态，通常分为结晶态和非结晶态。结晶态中有一水和三水化物两类形体；非结晶态则含有无定形和结晶度很低的水化物两种形体，它们都是凝胶态。可总括为下述表达形式：
氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷介绍 来自:中国特种陶瓷网发布时间:2005-8-3 11:51:15 氧化铝陶瓷制作工艺简介 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达１６５０—１９９０℃，透射波长为１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不同分为９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品种，有时Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中９９氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；９５氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；８５瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下： 一粉体制备： 郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。 将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在１μｍ?微米?以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在９９．９９％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，?一般为重量比在１０—３０％的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在１５０—２００℃温度下均匀混合，以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加１～２％的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂ＰＶＡ。 欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Ａｌ２Ｏ３喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于３０℃。颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。 二成型方法： 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。摘其常用成型介绍： １干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过１ｍｍ，长
纳米氧化铝的研究进展
1．5纳米氧化铝的研究进展 1．5．1氧化铝的性质 氧化铝是化学键力很强的离子键化合物。它有八种同质异形晶体：Q、B、Y、0、 q、8、K、X-A1203，其中主要的也是在工业中得到重要应用的是Q．A1203、B．A1203 和Y．A1203---种晶型。Y—A1203为低温稳定相，Q．A1203是熔点2050。C以下唯一的在任 何温度下都会稳定存在的相态，其它相态均为过渡相或不稳定相【74】。 Y．A1203属于立方晶系，尖晶石型结构，其中氧原子呈面心立方密堆积，铝原子不 规则地排列在由氧原子围成的八面体和四面体孔穴中。它的密度为3．30．3．639／cm3，只在 低温下稳定，在高温下不稳定，它不溶于水，但溶于酸或碱。y．A1203比表面很大，约 为200．600m2／g，具有强的吸附能力和催化活性，广泛用于吸附剂、催化剂和催化剂载体[751 O B．A1203是一种氧化铝含量很高的多铝酸盐，它的化学组成可近似地用RO．6A1203 或R20．1 1A1203来表示(RO为碱土金属氧化物，R20为碱金属氧化物)，其结构由碱土 金属或碱金属离子层尖晶石结构单元交替堆积而成，氧离子排列成立方密堆积结构，Na+ 完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内，在这个平面内可以很快扩散，呈现离子型导电，称钠离子导体。因此，13．A1203是一类重要的固体电解质【75J。 Q．A1203属于三方晶系，刚玉型结构，该结构可以看成氧离子按六方紧密排列，即ABABAB一二层重复型，而铝离子有序的填充于2／3的八面体间隙中，使其化学式成为A1203。Q．A1203熔点为2050。C，密度为3．90-4．019／cm3，模氏硬度为9。它的化学性质 稳定，不溶于水，也不溶于酸或碱，耐腐蚀且电绝缘性好，广泛应用于高硬度研磨材料、陶瓷材料、耐火材料和集成电路的基板等【75，76】。
氧化铝粉体制备
氧化铝粉体的合成与表征 1.国内外研究现状及其基本情况 氧化铝是一种具有多种形态的金属氧化物，主要晶型包括最常见的有a和y 型，晶型的转变主要取决于温度。氢氧化铝或水合氧化铝加热到800摄氏度左右转化为y型氧化铝，1200摄氏度时转化为a型氧化铝。因氧化铝特殊的结构和性质特点，使其在电子、化工、航空航天等领域得到广泛的应用。随着高科技的发展，社会对新材料越来越重视，国内外工作者对新材料的开发与应用给予了极大的关注，各种具有特殊功能的材料也得到人们的重视。其中，各种物质的超细化被人们认为是材料开发研究的基础。所谓超细粉体通常是指尺度介于分子，原子和宏观物体之间，粒度在(1-100)nm范围内的微粒]。 高纯超细氧化铝粉体是纯度在99.99%以上的超微细粉体材料，是二十一世纪新材料中产量最大、产值最高、用途最广的尖端材料之一，高纯氧化铝粉体因其纯度高，粒径小，显示出了常规材料所不具有的光、电、磁、热和机械特性，因而它作为一种新型功能材料广泛应用于光学、化工及特种陶瓷等多个领域[6]。 国外关于氧化铝的研究工作开展得比较早，技术也较先进。以下是一些具有代表性的研究成果:在气相法中，美国的Chen Y J用气相法制备出粒径为30—— 50nm的无团聚氧化铝纳米粒子；用气相热解法以三甲基铝Al(CH 3) 3 和N 2 0为原料， 加入C 2H 4 作为反应敏化剂，采用C0 2 激光(C 2 H 4 在C0 2 激光发射波长处有共振吸收)加 热进行反应，然后1200——1400℃下进行热处理成功地合成了粒径为15——20nm 的A1 20 3 粒子；日本专利用蒸发冷凝法，以氧化铝陶瓷(纯度为99.99%)作为蒸发源， 放在一个压力为0。01 Pa的真空器中，通入0 2， CO或C0 2 ，使压力保持在15Pa左 右，用C0 2 激光照射氧化铝陶瓷使之蒸发，蒸发出的氧化铝在气体中迅速冷却得到超细高纯氧化铝。在液相法中，Felde B用溶胶——凝胶法，以异丁醇铝为前驱体，加入乙酰丙酮和硝酸铵，经水解、沉化形成凝胶，再经干燥、锻烧得到粒 径为50nm的α-A1 20 3 粒子；法国的Eponthieu利用硝酸铝、二甲苯、tween80组成 微乳液体系，制得了40——50nm的氧化铝粒子。 我国氧化铝的研究是从90年代开始的，当时主要集中在中科院和高等院校，在1990——2000年10年中，中国打破西方国家对中国的封锁。己建立了多种物理、化学方法制备纳米材料。关于纳米氧化铝的研究也有一定的进展。王宏志等用络 合物——凝胶法在Al (NO 3) 3 溶液中加入丙烯酰胺单体N， N，一亚甲基丙烯酰胺 网络剂，在80℃聚合获得凝胶，经过干燥、锻烧得10nm的a-A1 20 3 粉体。周曦亚采 用均匀沉淀法，以硝酸铝和脲为原料制的氢氧化铝凝胶，在用低表面张力的乙醇 为脱水剂得到40nm以下的γ- A1 20 3 粒子；周恩绚等采用相转移分离法，在高速搅 拌下，将硫酸铝铵溶液迅速加入到碳酸氢铵溶液中生成溶胶，再加表面活性剂 Span和有机溶剂二甲苯，可知的粒径为20——30nm的a-A1 20 3 粒子。冯丽娟等以溶 液蒸发法(超临界法)研究了无机盐——有机溶剂(水和硝酸铝——乙醇)体系中超细氧化铝的制备，所得产品为短纤维状微晶，其长轴为90nm，短轴为5nm。 目前，氧化铝的制备主要停留在探索试验阶段，也进行了一些探索性的工业化水平的生产，但大多数制备方法得到的纳米氧化铝粒径分布较宽，并且制备过程重复性差。还有很多基础性的工作需要投入大量的人力、物力来完成。 2.氧化铝粉体的结构性质及应用
氧化铝陶瓷制作及强化工艺
氧化铝陶瓷制作及强化工艺 氧化铝陶瓷制作工艺 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650-1990℃，透射波长为1～6μm Al2O380％或75 ％外， 体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加1～2％的润滑剂？如硬脂酸？及粘结剂PVA. 欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来
上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有 很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度 小于30℃。颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。 二、成型方法： 氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、 1mm， 15～ 60μm、介于 制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒 注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量 使用高浓度浆料。 氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料
浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂，目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。 三、烧成技术： 将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除，将少量气体及杂质有机物排除，使颗粒之间相互生长结合， 中。 硬度较高，需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SiC、B4C或金刚钻等。通常采用由粗到细磨料逐级磨削，最终表面抛光。一般可采用＜1μm微米的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。有些氧化铝陶瓷零件需与其它材料作封装处理。 氧化铝陶瓷强化工艺
氧化铝涂层
2.实验部分 2.1药品与仪器 实验所需试剂及所用到的仪器如表2-1和表2-2所示： 表2-1 实验试剂 试剂名称规格生产厂家 NaOH 500g 上海强顺化学试剂有限公司 盐酸500g 上海强顺化学试剂有限公司 Zn粉500g 上海强顺化学试剂有限公司水玻璃工业级昆山环宇耐火材料有限公司 Ni粉5000g 肯纳司太立金属（上海）有限公司 铝粉500g 中国医药（集团）上海化学试剂公 司 氧化铝粉末500g 上海强顺化学试剂有限公司 二氧化硅粉末500g 上海强顺化学试剂有限公司氧化锌粉末500gAR 无锡市晨阳化工有限公司硝酸500mlAR 上海凌峰化学试剂有限公司无水乙醇500mlAR 江苏永华精细化学品有限公司 表2-2 实验仪器 实验仪器规格生产厂家 维氏硬度计—昆山雄霸精密机电设备有限公司测厚仪MiniTest700系Elek trophysik公司 电子显微镜XWP-C803-01 包头市永华仪器仪表有限公司电子台称TCS 大河电子有限公司 电子天平EL204 梅特勒-托利多仪器有限公司金相试样切割机Q-2A 苏州市蔚仪试验器械制造有限公司球磨机QM-1SP(4L) 南京大学仪器厂 牙刷—自备
箱式电阻炉SX2-12-12G 济南精密科学仪器仪表有限公司 2.2实验要求 要求通过溶胶-凝胶法探索不同的工艺方法，找寻出相对优良的工艺参数，从而获得耐磨氧化铝涂层。 2.3工艺方法的确定 （1）第一层涂层成分的选择 用电子天平分别称取93g镍粉，7g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用；用电子天平分别称取90g镍粉，10g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用；用电子天平分别称取85g镍粉，15g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀待用。即选取了镍铝重量比分别为93:7；90:10；85:15的混合物，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在相同的温度下进行烧结，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择成分。 （2）第一层涂层反应温度的选择 用电子天平分别称取93g镍粉，7g铝粉放入烧杯内，加入适量的水玻璃搅拌均匀形成凝胶待用，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在不同的温度下进行烧结，烧结温度分别为800℃，850℃，900℃，950℃，1000℃，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择反应温度 （3）第二层涂层成分的选择 用电子天平分别称取80g Al2O3粉，10gSiO2粉,10gZnO粉末放入烧杯内，并分别加入3%，10%，15%，20%的铝粉作为催化剂，并且按照15:1的比例加入水玻璃，把混合物搅拌均匀形成凝胶。通过通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在相同的温度下进行烧结，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度来选择成分。 （4）第二层涂层反应温度的选择 用电子天平分别称取80g Al2O3粉，10gSiO2粉,10gZnO粉末放入烧杯内，加入20%的铝粉，通过刷涂法把凝胶涂覆在钢管内表面，放置一夜，在不同的温度下进行烧结，烧结温度分别为800℃，850℃，900℃，950℃，1000℃，随炉冷却后，通过对比厚度和硬度和涂层金相组织来选择反应温度。
氧化铝陶瓷的发展与应用
氧化铝陶瓷的发展与应用 前言 氧化铝陶瓷具有机械强度高,绝缘电阻大,硬度高,耐磨、耐腐蚀及耐高温等一系列优良性能,其广泛应用于陶瓷、纺织、石油、化工、建筑及电子等各个行业,是目前氧化物陶瓷中用途最广、产销量最大的陶瓷新材料。 通常氧化铝陶瓷分为2 大类,一类是高铝瓷,另一类是刚玉瓷。高铝瓷是以Al2O3 和 SiO2 为主要成分的陶瓷,其中Al2O3 的含量在45 %以上,随着Al2O3 含量的增多,高铝瓷的各项性能指标都有所提高。由于瓷坯中主晶相的不同,又分为刚玉瓷、刚玉—莫来石瓷、莫来石瓷等。根据Al2O3 含量的不同,习惯上又称为75瓷、80 瓷、85 瓷、90 瓷、92 瓷、95 瓷、99 瓷等。高铝瓷的用途极为广泛,除了用作电真空器件和装置瓷外,还大量用来制造厚膜、薄膜电路基板,火花塞瓷体,纺织瓷件,晶须及纤维,磨料、磨具及陶瓷刀,高温结构材料等。目前市场上生产、销售和应用最为广泛的氧化铝陶瓷是Al2O3 含量在90 %以上的刚玉瓷。 1 原料 作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中含量非常丰富,在岩石中平均含量为15. 34 % ,是自然界中仅次于SiO2 存量的氧化物。一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2 大类,一类是工业氧化铝,另一类是电熔刚玉。 1. 1 工业氧化铝 工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土矿(主要矿物组成为铝的氢氧化物, 如一水硬铝石(xAl2O3·H2O> 、一水软铝石、三水铝石等氧化铝的水化物组成> 和高岭土为原料,通过化学法(主要是碱法,多采用拜尔法———碱石灰法> 处理,除去硅、铁、钛等杂质制备出氢氧化铝,再经煅烧而制得,其矿物成分绝大部分是γ- Al2O3 。 工业氧化铝是白色松散的结晶粉末,颗粒是由许多粒径< 0. 1μm 的γ- Al2O3 晶体组成的多孔球形聚集体,其孔隙率约为30 % ,平均粒径为40～70μm。工业氧化铝含量的质量标准见表1。 表1 工业氧化铝含量的质量标准(质量%> 1 级 2 级 3 级 4 级 5 级 Al2O3> 98. 60 ≮98. 50≮98. 40 ≮98. 30 ≮98. 20 SiO2 ≯0. 02 ≯0. 04 ≯0. 06 ≯0. 08 ≯0. 10 Fe2O3 < 0. 03 ≯0. 04 ≯0. 04 ≯0. 04 ≯0. 04 Na2O ≯0. 50 ≯0. 55 ≯0. 60 ≯0. 60 ≯0. 60 灼减< 0. 80 ≯0. 80 ≯0. 80 ≯0. 80 ≯1. 00 工业氧化铝的3 项主要杂质成分中,Na2O 及Fe2O3 将降低氧化铝瓷件的电性能,Na2O 的含量应<0. 5 %～0. 6 % ,Fe2O3 含量应< 0. 04 %。另外,在电真空瓷件中,工业氧化铝
实验讲义-活性氧化铝的制备
实验1 催化剂载体——活性氧化铝的制备 一、目的与要求 1．通过铝盐与碱性沉淀剂的沉淀反应，掌握氧化铝催化剂载体的制备过程。 2．了解制备氧化铝水合物的技术和原理。 3．掌握活性氧化铝的成型方法。 二、实验原理 活性氧化铝（Al2O3）是一种具有优异性能的无机物质，不仅能作脱水吸附剂、色谱吸附剂，更重要的是作催化剂和催化剂载体，并广泛用于石油化工领域，涉及重整、加氢、脱氢、脱水、脱卤、歧化、异构化等各种反应。它之所以能如此广泛地被采用，主要原因是它在结构上有多种形态及物理性质和化学性质的千差万别。学习有关Al2O3的制备方法，对掌握催化剂的制备有重要意义。 催化剂或催化剂载体用的氧化铝，在物理性质和结构方面都有一定要求。最基本的是比表面积、孔结构、晶体结构等。例如，重整催化剂是将贵重金属铂、铼载在γ－Al2O3或η－Al2O3上。氧化铝的结构对反应活性影响极大。载于其他形态的氧化铝上，其活性是很低的，如烃类脱氢催化剂，若将Cr－K载在γ－Al2O3或η－Al2O3上，活性较好，而载在其他形态氧化铝上，活性很差。这说明它不仅起载体作用，而且也起到了活性组分的作用，因此，也称这种氧化铝为活性氧化铝。α－Al2O3在反应中是情性物质，只能作载体使用。制备活性氧化铝的方法不同，得到的产品结构亦不相同，其活性的差异也很大，因此制备中应严格掌握每一步骤的条件，并且不应混入杂质。尽管制备方法和路线很多，但无论哪种路线都必须制成氧化铝水合物（氢氧化铝），再经高温脱水生成氧化铝。自然界存在的氧化铝或氢氧化铝脱水生成的氧化铝，不能作载体或催化剂使用。这不仅是杂质多，主要是难以得到所要求的结构和催化活性。为此，必须经过重新处理。可见制备氧化铝水合物是制备活性Al2O3的基础。 氧化铝水合物经X射线分析，可知有多种形态，通常分为结晶态和非结晶态。结晶态中含有一水和三水化物2类形体；非结晶态则含有无定形和结晶度很低的水化物2种形体，它们都是凝胶态。可总括为下述表达形式： －Al2O3·H2O，一软水铝石 －Al2O3·H2O，一硬水铝石 －Al2O3·3H2O，α三水铝石 －Al2O3·3H2O，β三水铝石 β－Al2O3·3H2O，新β三水铝石 2 O3≥3 2 O/Al2O3≈1.5～2.0 水合氧化铝
氧化铝陶瓷制作工艺简介
无机非金属材料工艺学 无机非金属材料工艺学第三次作业 班级：材料科学与工程2班（非金属） 姓名：伍洋婷 学号：201211101076 2015年4月7日
氧化铝陶瓷生产技术工艺简介氧化铝陶瓷的低温烧结技术 氧化铝陶瓷是一种以Ａｌ ２Ｏ ３ 为主要原料，以刚玉（α—Ａｌ ２ Ｏ ３ ）为主晶相的 陶瓷材料。 一、通过提高Ａｌ ２Ｏ ３ 粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。 目前，制备超细活化易烧结Ａｌ ２Ｏ ３ 粉体的方法分为二大类，一类是机械 法，另一类是化学法。机械法是用机械外力作用使Ａｌ ２Ｏ ３ 粉体颗粒细化，常用 的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积，尽管是有效的，但有一定限度，通常只能使粉料的平均粒径小至１μｍ左右或更细一点，而且有粒径分布范围较宽，容易带入杂质的 缺点。近年来，采用湿化学法制造超细高纯Ａｌ ２Ｏ ３ 粉体发展较快，其中较为成 熟的是溶胶—凝胶法。由于溶胶高度稳定，因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中，通过进一步脱水形成均匀的凝胶（无定形体），再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。目前此法大致有以下３种工艺流程。 （１）形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。 （２）含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体。 （３）含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉 体。湿化学法制备的Ａｌ ２Ｏ ３ 粉体粒径可达到纳米级，粒径分布范围窄，化学纯 度高，晶体缺陷多。因此化学法粉体的表面能与活性比机械法粉体要高得多。采 用这种超细Ａｌ ２Ｏ ３ 粉体作原料不仅能明显降低氧化铝瓷的烧结温度（可降１５ ０℃—３００℃），而且可以获得微晶高强的高铝瓷材料。表二是日本住友化学 有限公司生产的易烧结Ａｌ ２Ｏ ３ 粉料理化指标。 二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度 氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中Ａｌ ２Ｏ ３ 的含量来决定，Ａｌ ２ Ｏ ３ 含量越高，瓷料的烧结温度越高，除此之外，还与瓷料组成系统、各组成配 比以及添加物种类有关。比如，在Ａｌ ２Ｏ ３ 含量相当时，ＣａＯ－Ａｌ ２ Ｏ ３ －Ｓ ｉＯ ２系Ａｌ ２ Ｏ ３ 瓷料比ＭｇＯ－Ａｌ ２ Ｏ ３ －ＳｉＯ ２ 系瓷料的烧结温度低，对于 我国目前大量生产的ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ ２Ｏ ３ －ＳｉＯ ２ 系统瓷料而言，为使 其具有较低的烧结温度与良好性能，应控制其ＳｉＯ ２ ／ＣａＯ处于1６～0６之内，ＭｇＯ含量不超过熔剂类氧化物总量的１／３，同时，在配方中引入少量的 Ｌａ ２Ｏ ３ 、Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｃｒ ２ Ｏ ３ 、ＭｎＯ、ＴｉＯ ２ 、ＺｒＯ 2 、Ｔａ ２ Ｏ ３ 等氧化物 能进一步降低烧结温度、改善瓷体的微观组织结构和性能。目前配方设计中所加入的各种添加剂，根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同，可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。 １、与Ａｌ ２Ｏ ３ 形成新相或固溶体的添加剂。 这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物，如ＴｉＯ ２、Ｃｒ ２ Ｏ ３、Ｆｅ ２ Ｏ ３ 、ＭｎＯ ２ 等，在烧成中，这些添加物能与Ａｌ ２ Ｏ ３ 生成固溶体， 这类固溶体或为掺入固溶体（如Ｔｉ4+置换Ａｌ３＋时），或为有限固溶体，或为 连续固溶体（如Ｃｒ ２Ｏ ３ 与形成的Ａｌ ２ Ｏ ３ ），它们可以活化晶格（ＴＩ４＋、Ａ
陶瓷蜂窝载体γ-Al2O3涂层研究进展
陶瓷蜂窝载体Y -Al 2O 3涂层研究进展 安琴冯长根曾庆轩王亚军游少雄 (北京理工大学机电工程学院 北京 100081) 安琴 女 29岁 博士 主要从事汽车尾气净化催化剂的研究O 北京市工业振兴计划项目1999-08-09收稿 2000-03-09修回 摘要 陶瓷蜂窝载体催化剂的活性氧化铝涂层的性能直接影响着催化剂的活性~热稳定性~抗中 毒性~使用寿命及催化剂的回收利用O 本文对陶瓷蜂窝载体涂层的研究进展及存在的问题进行了系统的 论述O 关键词 陶瓷蜂窝载体 涂层 Y -Al 2O 3 Abstract In the ceramic honeycomb carrier catalyst on Which the active alumina coating plays an important role .The coatings all -round properties immediately affected the catalyst /s activity thermal stability poison -resistant ability durability and the noble metal /s recycling .This paper discussed the research progress comprehensively about the ceramic honeycomb carriers Y -AlO 3coating . Key words Ceramic honeycomb carrier Coating Y -Alumina 陶瓷蜂窝载体自60年代出现以来[1] 广泛应用于汽车尾气 石油~化工~电线电缆~油漆~涂料等工业有机废气净化 是环保工业~化学工业净化废气的理想载体O 在实际使用中 陶瓷蜂窝载体的比表面积较小(<1m 2/g ) 为使催化反应更有效 要求涂覆一层大比表面积的涂层沉积在载体的表面上 一般占载体质量的5%~15% 使其比表面积达15~30m 2/g O 可用的涂层材料主要有活性氧化铝~氧化硅和沸石等 其中活性氧化铝以它独特的性能应用最为广泛 是最主要的涂层材料O 在整体式催化剂中 陶瓷蜂窝载体只是一个间接的支撑体 涂层才是催化活性成分的真实载体 又称为陶瓷蜂窝载体催化剂的 第二载体O 本文主要评述陶瓷蜂窝载体活性氧化铝涂层的研究进展 它提供大而稳定的表面使催化活性成分(如Pt ~Rh ~Pd )分散在上面O 主要的助剂(如CeO 2)加入可以提高催化剂对NO I ~CO 的转化率 稳定涂层的添加剂(如BaO ~La 2O 3等)能提高催化剂的热稳定性能[2]O 为了制取经济的~具有高稳定性~高活性~高强度~使用寿命长的催化剂 人们围绕活性氧化铝涂层中的无机氧化物类型~化学性质~晶体结构和稳定性~比表面积~孔结构~热稳定性~抗中毒性和助催化作用等一系列问题已经做了大量的工作O 1 Y Al 2 3涂层的表面物理性质 废气的催化净化是在固体催化剂表面上进行的气固相反应 催化剂的活性不仅取决于活性成 分的化学组成 还取决于载体比表面积~孔结构等物理因素O 在陶瓷蜂窝载体催化剂中 活性氧化铝涂层的这些表面物理性质影响着活性组分在涂层上的分散状态和催化反应的顺利进行O 1.1 Y Al 2 3的晶体结构 Y -Al 2O 3是最主要和基本的涂层成分(涂载量Z 整个催化剂涂层的50%) 具有多孔性~高比表面积(150~300m 2/g )~良好的粘合性和吸附性能 且较难与贵金属成分发生反应O Y -Al 2O 3晶体结 - 531-http ://china .chemistrymag .org 化学通报 2001年第3期
氧化铝陶瓷材料力学性能的检测
实验二 氧化铝陶瓷材料力学性能的检测 为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上，本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。 1.弯曲强度 弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种，如图1-1所示。四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲，弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的，因此四点弯曲得到的结果比较精确。而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲，所以计算的结果是近似的。但是这种近似满足大多数工程要求，并且三点弯曲的夹具简单，测试方便，因而也得到广泛应用。 图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图 由材料力学得到，在纯弯曲且弹性变形范围内，如果指定截面的弯矩为M ，该截面对 中性轴的惯性矩为I z ，那么距中性轴距离为y 点的应力大小为： z I My =σ 在图1-1的四点弯曲中，最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点，其大小为： =???? ???=z I y a P max max 21σ?????圆形截面 16矩形截面 332D Pa bh Pa π 其中P 为载荷的大小，a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离，b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度，而D 为圆形截面试样的直径。因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。 而对于三点弯曲，最大应力出现在梁的中间，也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点，其大小为：
氧化铝陶瓷综述
***********（所属单位）材料科学进展课程设计 学号：******** 专业：******** 学生姓名：*** 任课教师：*** 2011年10月
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氧化铝陶瓷综述 ***（姓名） *********（所属单位） 摘要：本文简述了氧化铝陶瓷的功能及在各行业的应用，详细论述了氧化铝陶瓷的制备、成型及烧结方法。 关键词：氧化铝陶瓷制备成型烧结应用 以氧化铝(Al2O3)为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷。它属于无机非金属材料，具有特殊用途，新的性能，故也称特种陶瓷、高性能陶瓷。氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最宽、产销量最大的陶瓷新材料。 1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介 根据研究报道，Al2O3有12种同质多晶变体[1]，但应用较多的主要有3种，即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3，这3种晶体的结构不同，故它们的性质具有 很大的差异[2]。 （1）α-Al2O3是三方晶系，单位晶包是一个尖的菱面体，密度为 3.96～4.01g/cm3，其结构最紧密、化学活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机械性能也最佳，在一定条件下可以由其它的两种晶体转换而来。 （2）β-Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物，密度为 3.30～3.63g/cm3，它的化学组成中含有一定量的碱土金属氧化物和碱金属氧化物，并且还可以呈现离子型导电。 （3）γ-Al2O3是尖晶石型立方结构，在950～1200℃范围内转化为α-Al2O3，密度为3.42～3.47g/cm3。它的氧原子呈立方紧密堆积，铝原子填充在间隙中，这就决定了它在高温下不稳定、力学和电学性能差的缺陷，在科学应用中很少单独制成材料使用。但它有较高的比表面积和较强的化学活性，经过技术改进可以作为吸附材料使用。 由于β-Al2O3和γ-Al2O3在高温(950～1200℃)下易转化为α-Al2O3，而陶瓷的制备又须经高温烧结，所以氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料。 2氧化铝陶瓷的功能简介 氧化铝陶瓷具有热稳定和化学稳定性，电绝缘性、压电性、耐腐蚀性、化学吸附性、生物适应性、吸声性和透光性等多种有实用价值的性能和功能，见表1。
氧化铝陶瓷生产工艺流程简介
氧化铝陶瓷生产工艺流程简介 一、特点与技术指标 氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al 2 O3含量在99.9％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650-1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷 系按Al 2O 3 含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al 2 O 3 含量在 80％或75％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。 1. 硬度大 经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。 2. 耐磨性能极好 经中南大学粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。 3. 重量轻 氧化铝陶瓷密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻设备负荷。性能符合Q/OKVL001-2003技术标准，耐磨陶瓷主要技术指标氧化铝含量≥95% 、密度≥3.5 g/cm3 、洛氏硬度≥80 HRA 、抗压强度≥850 Mpa 、断裂韧性K ΙC ≥4.8MPa·m1/2 、抗弯强度≥290MPa 、导热系数 20W/m.K 、热膨胀系数：7.2×10-6m/m.K。 其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下： 二、粉体制备： 将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在1μm微米以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需
高纯三氧化二铝产业链情况简介.doc
实用标准 目录 一、三氧化二铝基本信息 二、三氧化二铝主要用途 三、产业链结构 四、主流制备方法 五、主要生产企业情况 六、下游蓝宝石生产的工艺 七、主要蓝宝石生产企业 八、结论
高纯三氧化二铝产业链情况简介 一、三氧化二铝基本信息 分子式： AL2O3 分子量： 102 熔点： 2050℃ 比重： AL2O32。 5-3 。 2g/cm3 特点：高纯度、超细、粒度分布均匀，白色无味粉末，纯度为99。 99%以上的称为高纯 一般可以按以下四种分类方式区分： （一）按晶型分类 氧化铝是白色晶状粉末，已经证实氧化铝有α、β、γ、δ、η、θ、κ和χ等十一种 晶体。不同的制备方法及工艺条件可获得不同结构的纳米氧化铝：χ、β、η和γ型氧化铝，其特点是多孔性，高分散、高活性，属活性氧化铝；κ、δ、θ型氧化铝；α-Al2O3 ，其比表面低，具有耐高温的惰性，但不属于活性氧化铝，几乎没有催化活性；β -Al2O3 、γ-Al2O3 的比表面较大，孔隙率高、耐热性强，成型性好，具有较强的表面酸性和一定的表面碱性， 被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。 （二）按纯度分可以分为 1、普通型， 99。 99%以下 2、 4N-4N5， 99。 99%-99。 995% 3、 4N5-5N， 99。 995%-99。 999% （三）按照粒径尺寸不同可以分为 1、普通氧化铝，粒径尺寸大于100nm。 2、纳米氧化铝，粒径100nm以下，基本要求是30nm。 （四）按照物理尺寸和其他一些物理指标 1、饼料 2、粉料 3、晶块料 4、球形颗粒料 二、主要用途 根据氧化铝纯度和粒径的不同，使用场合也不同，概括如下： （ 1）透明陶瓷：高压钠灯灯管、EP-ROM窗口。 （2）化妆品填料。 （3）单晶、红宝石、蓝宝石、白宝石、钇铝石榴石。 （4）高强度氧化铝陶瓷、 C基板、封装材料、刀具、高纯坩埚、绕线轴、轰击靶炉管。 （5）精密抛光材料、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带。 （6）涂料、橡胶、塑料耐磨增强材料、高级耐水材料。 （7）气相沉积材料、荧光材料、特种玻璃、复合材料和树脂材料。 （8）催化剂、催化载体、分析试剂。 （9）宇航飞机机翼前缘。 一般 4N5以上高纯氧化铝系列主要用于LED人造蓝宝石晶体，高级陶瓷，PDP荧光粉及一些高性能材料。作为蓝宝石晶体原料，根据不同的要求可提供粉体，颗粒，块状或者柱状 等类型。 4N 高纯氧化铝系列主要用于高压钠灯，新型发光材料，特殊陶瓷，高级涂层，三基色，催化剂及一些高性能材料。根据不同的要求可提供粉体，颗粒等类型。
氧化铝制取的方程式
,氧化铝制取的方程式 αK与RP值的关系： aK是铝酸钠溶液中所含苛性碱与氧化铝的物质的量的比。 Rp是溶液中所含氧化铝与苛性碱的质量比。 两者相乘等与1.645，即是氧化铝分子量的大小除以苛性碱分子量大小的值。 类别：氧化铝制取工 | 评论(0) | 浏览(66 ) 实验室提纯铝土矿中的氧化铝的方程式 2009-05-11 16:22 求实验室提纯铝土矿中的氧化铝的方程式： 铝土矿中常含有少量的SiO2和Fe2O3，写出实验室由铝土矿制取纯净Al2O3时需加入的试剂和反应方程式： 加HCl溶液过量，过滤除去SiO2沉淀，方程式为Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O，Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O 加NaOH溶液过量，过滤除去Fe(OH)3，方程式为 4NaOH+AlCl3→NaAlO2+3NaCl+2H2O ，3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl 通入CO2过量，过滤得到Al(OH)3，方程式为 2NaAlO2+CO2+3H2O→2Al(OH)3↓+Na2CO3 煅烧Al(OH)3可以得到纯净的Al2O3，方程式为2Al(OH)3→Al2O3+3H2O↑ 铝土矿的主要化学成分为Al2O3，一般为40％～70%质量分数，另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。以Al2O3在矿物存在形态分为：三水铝石（Al2O3?3H2O），一水软铝石，一水硬铝石（分子式均为Al2O3.H2O）。评定铝土矿质量标准是铝硅比，生产要求该值不低于3～3.5。 等 从铝土矿制取Al2O3方法很多，目前工业上几乎采用碱法，又分为拜耳法、烧结法、联合法等三种： Al2O3?3H2O(或Al2O3?H2O)+NaOH→（浸出/分解）NaAl(OH)4+赤泥→（晶种分解