高能球磨法
高能球磨法
制备纳米晶Zn铁氧体
姓名：李成利
学号：1104030118
班级：无机非金属111
摘要：用高能球磨法制备了纳米晶Zn 铁氧体.通过样品的穆斯堡尔（Mossbauer ）谱及RD 谱的测定,研究了纳米晶的形成过程.结果表明:球磨约3h ——Fe 2O 3即与ZnO 发生机械化学反应生成Zn 铁氧体,这种反应是通过先形成。α——Fe 203——ZnO 固溶体而进行的.制得的纳米晶铁氧体有一定的晶格崎变.
关键词：纳米晶、Zn 铁氧体、高能球磨法
Mossbauer 谱、XRD
内容：Leefslhtel等(1)在70年代后期研究了α——Fe203与Zn0混合粉体在惰性气体气氛下在普通球磨过程中的变化,发现球磨400多
小时后有ZnFe
204形成;KosmaC等(2)利用振
动式球磨机,发现在球磨的初期可以形成Zn 铁氧体,但最终得到的是非平衡态的固溶体(Fe,Zn)0.作者利用行星式高能球磨机首次合成了晶粒大小为snm的zn铁氧体纳米晶(3).本
文研究由α——Fe
203与ZnO合成纳米晶
ZnFe204的过程.
?实验方法
?原料为(纯度高于99.5%)的α——Fe203和ZnO粉体.先将两种粉体分别过200目筛,然后以1:1的摩尔比在玛瑙研钵中混合均匀.球磨在1ooml的不锈钢球磨罐中进行,用60个直径为8mm的硬质钢球,钢球与原料的质量比20:1.
所用高能球磨机的型号为QM一1F行星式.球磨在室温下进行,球磨机转速为200r/min.当球磨达不同的预定时间后停机取少量样品进行性能测试.
?在室温下用等加速电磁驱动型Mossbauer谱仪测定不同球磨时间所得样品的Mossbuaer谱,放射源为57Co(Rh);
用25μm厚的α——Fe
203箔进行速度定标.XRD测定所用
靶为cuKa,入=1.54nm·
?结果与讨论 1. 由图1可见,球磨前为结晶完好α—Fe 203和ZnO 的混合物.当球磨5h 时,。Fe 203与
Zn0的各主要衍射峰仍清晰可见,但各衍
射峰均宽化;同时与α—Fe 203的衍射峰相
比Zn0的各衍射峰的相对强度明显减弱,
尤其在Zn0的(101)最强衍射峰上特别明
显.前一现象说明在高能球磨过程中由于
钢球的撞击α—Fe 203与ZnO 的粒子发生
形变,晶粒在细化;在没有可分辨出的新
物相的衍射峰出现时,后一现象的产生有
两种可能,一是由于高能球磨的作用zno
发生了非晶化,二是Zn0扩散进入α—
Fe 203。
2.当球磨达15h,Zn0衍射峰的相对强度进一
步减小,同时与α—Fe 203的(104)衍射峰
相比,在2θ分别为35.50和62.50附近的衍
射峰强度增加.由ASTM 数据可知,这两个
衍射角附近分别存在着尖晶石结构(311)
及(440)晶面的衍射峰.因此可以认为这
两处衍射峰强度的增加是由新生成的尖
晶石型Zn 铁氧体与原晶相叠加所致，即
当球磨15h 时体系中已出现能被XRD 检
测出的Zn 铁氧体尖晶石相.
在高能球磨的作用下a一FeZO3与ZnO发生了机械化学反应
3. 球磨达25h,Zn0晶相的衍射峰强度进一步减弱,3.550附近的衍射峰的强度
继续增加,尖晶石相ZnFe
204所特有的位于2θ=42.8、29.90和18.20处的
(400)、(220)和(111)晶面的衍射峰已清晰可辨,说明随着球磨时间增长
ZnFe
20
4
的量在增长。
4.球磨35h的样品的XRD图谱中ZnO相的衍射峰已基本消失,主要为尖晶石相
和残余的α—Fe
20
3
相的衍射峰.由于起始α—Fe
2
3
与ZnO的摩尔比为:11,
式子表明α—Fe
20
3
与ZnO反应生成ZnFe
2
4
摩尔比亦为1:1,此时只有部分
ZnO反应生成了ZnFe
20 4 .
5.当球磨达70h时,除在2θ为33.3。附近还存在一较为弥散的残留的α—Fe
20 3
衍射峰外,其余均为ZnFe
20
4
的特征衍射峰.
?图2为不同球磨时间所得样品的室温Mossbuaer谱.?当球磨时间达3h时,除了原磁分裂的六线峰外开始出现
一具有四极分裂的双峰.?对于α—Fe203+ZnO体系,四极分裂双峰的出现有两种可
能的原因:一是由于颗粒极小(粒径小于10nm)的超顺磁性
的α—Fe
203出现;二是有顺磁
性的ZnFe
20
4
生成.
?由图2可见,随着球磨时间的增长,样品Mossbauer谱线的四极分裂双峰的面积越来越大,磁分裂六线峰的面积越来越小.如果忽略不同物质之间无反冲因子的差别,则Mossbuaer谱线的面积与物质的量成正比。
?从表1中的谱面积可以得到各物质相对含量的信息.各样品中
ZnFe204与α—Fe203的相对含量
随球磨时间的变化给在图3中.表
明随着球磨时间的增长，α—
Fe203不断减少,ZnFe204的量不
断增加.当球磨时间达70h时,剩余的。α—Fe
03的量已极
2
?少.这与XRD的分析结果一致.
?根据球磨35h后各样品的XRD可以推断,纳米晶ZnFe204的形成过程为:
?表1表明纳米晶ZnFe204的四极分裂值(0.7~o.8mm·s-1)不仅大于块体
ZnFe
20
4
(o.33mm·s-1),也大于用化学共沉淀方法所制得的超细粒子
ZnFe
20
4
(o.57mm·s-1)。
?对于Fe+3离子,四极分裂的大小反映了离子周围配位场的对称性.四极分裂值的增大表明Fe3+离子周围配位场的对称性降低.这说明用高能球磨
方法制得的纳米晶ZnFe
20
4
与普通块体ZnFe
2
4
和共沉淀方法制得的
ZnFe
20
4
超细粒子相比,其晶格有一定的畸变.这可归因于在高能球磨过
程中引入了大量的应变及缺陷.
?随着球磨时间的增加,一方面晶格畸变的总体程度增加,另一方面晶格畸变程度的分布也有所增加,这很可能是高能球磨方法制备无机非金属纳米材料的一个重要特征.
?α—Fe 203与ZnO 的混合粉体经高能球磨3h 后发生机械化学反应生成Zn 铁氧体,合成反应是先形成α—Fe 203—ZnO 固溶体,再反应转化为纳米晶Zn 铁氧体.用此法合成的纳米晶Zn 铁氧体有一定的晶格畸变.
结论
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高能球磨法综述
高能球磨法研究进展
高能球磨法研究进展 摘要：复合材料的性能与应用和其合成所用的粉体密切相关，合成粉体的方式是提高材料特性的重要途径。高能球磨法相比于传统方法，有着反应温度低、产量大和粉体粒径分布均匀等优点，使得其在合成粉体中有重要作用。本文综述了高能球磨法（机械力化学法）在合成粉体方面的具体原理、影响因素和当前研究进展，并进一步展望这种方法在未来的发展前景。 关键字：高能球磨、机械力化学、粉体合成、纳米制备 传统上，新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温（热能) 或化学变化来实现的。按照反应体系的状态，目前合成超细功能粉体的方法可分为固相法、液相法和气相法；若根据合成原理则可分为物理法和化学法。这些方法在粉体合成方面得到了广泛的应用，但也发现存在着各自的不足。例如，物理法可制得粒径易控的超细粒子，但所需设备昂贵；化学法成本低，条件简单，易于通过过程控制和调整粒子大小，但适用范围窄，流程长，收率低，无法工业化生产[1]。高能球磨(high-energy ball milling)又被称为机械力化学(mechanochemistry)，是将物理法和化学法结合，其基本原理是晶体物质通过超细磨的过程中，机械力的作用可以启动其化学活性，使得通常需要在高温下进行反应能在较低的温度下进行。因此，高能球磨法可以合成一般化学方法和加热方法所不能得到的具有特殊的超细粉体。这种独特的性质让这种粉体制备方法制备出特殊的超细粉体，使复合材料的合成工艺水平大大提高。因此，本文综述了高能球磨法的最新发展并展望了其在未来的发展趋势。 1. 高能球磨法的原理与特点 高能球磨法是通过球磨机的转动或振动使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌，能明显降低反应活化能、细化晶粒、增强粉体活性、提高烧结能力、诱
高能球磨法在超微粉体制备中的应用
高能球磨法在超微粉制备中的应用 宗泽宇 （南京工业大学，材料化学工程国家重点实验室，210009） 摘要：简述分别通过高能球磨法制备氧化锆-硬脂酸材料, 纳米氧化亚铜材料 , 纳米 WC/MgO材料，纳米AL 2O 3 /Al复合材料的过程，总结五种材料各自的特点与生产方法。列 举了这五种材料在工业方面的优点与主要应用。 关键词：纳米；高能球磨法；制备; 应用 The Applications about High Energy Milling Zong Zeyu (17,Class 0802, Material department of science & engineering, Nanjing University of Technology ) Abstract: This paper gives a sketch of five materials by High Energy Milling: Zr02-stearci Acid , Nano-cuprous Oxide, Nano-sized WC/MgO, Nano-sized AL2O3/Al composite material，find out their characteristics and preparation. The paper Also list the main applications of this five materials in industry and their advantages. Keywords: nanoparticle; High Energy Milling ; preparation; applications 1 引言 高能球磨法一经出现，就成为制备超细材料的一种重要途径。传统上,新物质的生成、晶型转化或晶格变形都是通过高温(热能) 或化学变化来实现的。机械能直接参与或引发了化学反应是一种新思路。高能球磨法法的基本原理是利用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化, 以此来制备新材料。本文简述了通过高能球磨法制备五种材料的方法以及它们各自的应用与优点。 2 制备方法 高能球磨法（又称机械合金化, High Energy Milling)是一种制备合金粉末的高新技术[1]，它是在高能球磨[2]作用下，利用金属粉末混合物的反复变形、断裂、焊合、原子间相互扩散或发生固态反应形成合金粉末[3]。机械合金化作为新材料的制备技术之一，特别是其在细微、超细微粉体材料的研究方面占有重要的地位，已引起材料科学界的广泛关注。本文采用高能球磨法制备氧
固相反应
一、固相反应法的特点固相法是通过从固相到固相的变化来制造粉体，其特征是不像气相法和液相法伴随有气相→固相、液相→固相那样的状态（相）变化。对于气相或液相，分子（原子）有很大的易动度，所以集合状态是均匀的，对外界条件的反应很敏感。另一方面，对于固相，分子（原子）的扩散很迟缓，集合状态是多样的。固相法其原料本身是固体，这较之于液体和气体都有很大的差异。固相法所得的固相粉体和最初固相原料可以使同一物质，也可以不是同一物质。[1] 二、物质粉末化机理一类是将大块物质极细地分割，称作尺寸降低过程，其特点是物质无变化，常用的方法是机械粉碎（用普通球磨、振磨、搅拌磨、高能球磨、喷射磨等进行粉碎），化学处理（溶出法）等。另一类是将最小单位（分子或原子）组合，称作构筑过程，其特征是物质发生了变化，常用的方法有热分解法（大多数是盐的分解），固相反应法（大多数是化合物，包括化合反应和氧化还原反应），火花放电法（常用金属铝产生氢氧化铝）等。三、固相反应的具体方法1、机械粉碎法主要应用是球磨法，机械球磨法工艺的主要目的包括离子尺寸的减小、固态合金化、混合或融合以及改变离子的形状。目前已形成各种方法，如滚转磨、振动磨和平面磨。采用球磨方法，控制适合的条件可以得到纯元素、合金或者是复合材料的纳米粒子。其特点是操作简单、成本低，但产品容易被污染，因此纯度低，颗粒分布不均匀[2]。2、热分解法热分解反应不仅仅限于固相，气体和液体也可引发热分解反应，在此只讨论固相的分解反应，固相热分解生成新的固相系统，常用如下式子表示（S代表固相、G代表气相）：121 1212 SSGSSGG 第一个式子是最普通的，第二个式子是第一个式子的特殊情况。热分解反应基本是第一式的情况。3、固相反应法由固相热分解可获得单一的金属氧化物，但氧化物以外的物质，如碳化物、硅化物、氮化物等以及含两种金属元素以上的氧化物制成的化合物，仅仅用热分解就很难制备，通常是按最终合成所需组成的原料化合，再用高温使其反应的方法，其一般工序如左图所示。首先是按照规定的组成称量，通常用水等做分散剂，在玛瑙球的球磨内混合，然后通过压滤机脱水后再用电炉焙烧，通常焙烧温度比烧成温度低。在固相反应中粉体间的反应相当的复杂，反应从固体间的接触部分通过离子扩散来进行，但接触状态和各种原料颗粒的分布情况显著地收到颗粒的性质(粒径、颗粒形状和表面状态等)和粉体处理的方法（团聚状态和填充状态等等）的影响。 另外，当即热上述粉体时，固相反应以外的现象也同时进行。一个烧结，另一个是颗粒的生长，这两种现象均在同种原料间和反应生成物间出现。对于固相反应生成的化合物，原料的烧结和颗粒生长均使原料的反应性降低，并且导致扩散距离增加和接触点密度的减少，所以应尽量抑制烧结和颗粒生长。4、点火花放电法把金属电极插入到气体或者液体等绝缘体中，不断地增高电压，如果首先提高电压可观察到电流增加，在某一点产生电晕放电，之后即使不增加电压电流也会自然增加，向瞬时稳定的放电状态即电弧放电移动。从电晕放电到电弧放电过程中的过度放电称为火花放电，火花放电持续的时间很短，但是电压梯度很高，电流密度很大，也就是说火花放电在短时间内能释放出很大的电能。因此在放电的瞬间产生高温，同时产生很强的机械能。在煤油之类的液体中利用，利用电极和被加工物之间的火花放电来进行放电加工是电加工中广泛使用的一种方法。在放电加工中，电极、被加工物会生成工屑，如果我们积极地控制工屑的生成就有可能制造出微粉，也就是电火花放电法制造微粉。图2 电火花发制备粉体装置示意图[3] 原料 称量称量溶剂混合脱水干燥煅烧粉碎造粒、整粒原料烧结用粉体图1 固相反应法制备粉体工艺流程 四、总结除了上述制备方法之外还有溶出法等，固相法来制备陶瓷粉体方法很多，
高温固相法
高温固相法 氧化铈（CeO2）是一种廉价、用途极广的轻稀土氧化物，已被用于发光材料、抛光剂、紫外吸收剂、汽车尾气净化催化剂、玻璃的化学脱色剂以及耐辐射玻璃等。氧化铈的物理化学性质可能直接影响材料的性能，如超细氧化铈加入不但可以降低陶瓷的烧结温度，还可以增加陶瓷的密度；大比表面积可以提高催化剂的催化活性；且由于铈具有变价性，对发光材料也具有重要意义。铈的抗菌作用早在19世纪晚期就已经被发现，相关研究表明铈对16类种属细菌中39个菌种有抑菌作用，此外铈对于弱酸性的细菌敏感性最为明显。 纳米氧化铈的制备方法主要包括固相法、液相法和气相法。固相法是一种传统的粉体制备工艺，是在高温下通过固-固反应制备产品的方法，具有产量大、制备工艺简单易行等优点，但容易混入杂质等缺点，一般使用较少。液相法相对于固相法和气相法而言，具有不需苛刻的物理条件、易中试放大、操作方便和粒子可控的特点，因而研究广泛。液相法主要包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法和微乳液法等。沉淀法制备纳米级氧化物粉体工艺中，在沉淀反应、干燥、焙烧三个阶段会导致不同程度的团聚，因此需要解决粒子间的团聚问题。溶胶-凝胶法以易于水解的金属结合物（无机盐或金属醇盐）为原料，使之在某种溶剂中和水发生反应，经过水解和缩聚过程逐渐凝胶化，再经干燥和煅烧得到所需氧化物粉末，可以使得粒子的粒径达到纳米级。水热法是在特制的密闭反应容器里，采用水溶液作为介质，通过对反应
容器加热，创造一个高温高压反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解并且重结晶，该法应用较为广泛。微乳液法制备的粒子，反应条件容易实现，所得粒子粒度小，且可控制，但是应用这种方法制备超细粒子所消耗的表面活性剂及溶剂的量很多，成本较高。气相法是指两种或两种以上单质或化合物在气相中发生化学反应生成纳米级新化合物的方法，包括溅射法、通电加热蒸发法、挥发性化合物混合法和激光诱导化学气相沉积（LICVD）等，但是需要的条件严苛，对反应条件的控制也更高。 固相法就是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合，研磨后进行煅烧，直接得到产物或再研磨得到产物。固相法包括固相热分解法、高温固相化学反应法和室温固相化学反应法等。其中，固相热分解法制备超微粉的工艺比较简单，但生成的粉末易团聚，需要进行二次粉碎；高温固相化学反应法是将金属盐或金属氧化物按定比例充分混合，研磨后进行煅烧，通过发生固相反应直接制得纳米粉末的方法。室温固相化学反应法是近几年发展起来的一种新型合成方法，该法是在室温下对反应物直接进目行研磨，合成一些中间化合物，再对化合物进行适当处理得到最终产物。由于它从根本上消除了溶剂化作用，使反应在全新的化学环境下进行，因而有可能获得在溶液中不能得到的物质。此法成本低，实验设备简单，工艺流程短，操作方便，且粒度分布均匀，无团聚现象，工业化生产前景乐观，是制备纳米材料的重要方法之一。目前，利用室温固相反应法已成功地制备了许多草酸盐、碳酸
高能球磨工艺对WO3晶粒尺寸的影响
第２２卷第３期粉末冶金技术 ｖ０１．２２，Ｎｏ．３—上０１４年６月ＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒ盱ＴｅｃｈｎｏＩｏ酣Ｊｕｎｅ．２００４—————————————————————————————————————————————————————二二＿——————一一：：：：：： 高能球磨工艺对Ｗ０３晶粒尺寸的影响＋ 陈春焕一赵秀娟任瑞铭（大连铁道学院材料科学与工程系，大连 １１６０２８）摘要：用 ｘ射线衍射和透射电镜，研究了高能球磨工艺对ｗ０３一ｃ０２０３一Ｃ混合粉末中ｗ０３晶粒尺寸的影响。结果表明：球磨时间增长、球磨转速提高和装料比的加大都可有效地降低反应物晶粒尺寸，而且当球磨到一 定时间后，ｗ０３和Ｃ可以达到纳米级。适宜的制备纳米级ｗ０３一ＣＣ０２０３混合粉的球磨工艺参数应为：球磨筒转速４００ｒ／ｍｉｎ，球磨时间４～８ｈ，球料比４０：１～６０：１。关键词： 高能球磨；纳米粉末；硬质合金Ｅｆｆｅｃｔ ０ｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎ ｈｉｇｈ－ｅｎｅｒｇｙ－ｍｉｌｌｉｎｇ蚰ｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆＷ０３ＣｈｅｎＣｈｕｎｈｕａｎ，ＺｈａｏＸｉｌ岫ｕ蚰，ＲｅｎＲｕｉｍｉｎｇ（ＤｅｐｔＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤａｌｉａｎＲａｉｌｗａｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔ聃ｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔ０ｆｈｉｇｈ—ｅｎｅｒｇｙ．ｍｉｌｌｉｎｇ ｐａｒａｒｎｅｔｅｒｓ册ｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅ０ｆｗ０３ｊｎｗｑ—Ｃ。２０３一ｃｍｉｘｅｄｐ。ｗｄｅｒｓｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｖｉａＸ—ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄ ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒＣ瞎ｃｏｐｅ（ＴＥＭ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｍｉｌｌｉｎｇｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅｃｈａｒｇｅｒａｔｉｏｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｄｅｃｒｅａ跎ｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆｒｅａｃ．ｔａｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅＷ０３ａｎｄＣｐｏｗｄｅｒＳｃａｎｒｅａｃｈｎａｎｏｓｉｚｅ ｌｅｖｅｌａｆｔｅｒａｃｅｒｔａｉｎｔｉｍｅｍｉｌｌｉｎｇ．ＴｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒＳｆｏｒｍａｋｉｎｇｎａｎｏｓｉｚｅｗ０３一Ｃ—Ｃ０２０３ｍｉｘｅｄｐｏｗｄｅｒＳａｒｅ４ｔｏ８ｈ ｏｕｒｓｏｆｍｉｌｌｉｎｇｔ ｉｍｅ，４００ｒ／ｍｉｎｏｆ∞ｔａｔｉｏｎａｌ印ｅｅｄａｎｄ４０：１ｔｏ６０：１ｏｆｃｈａｒｇｅｒａｔｉｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｅｎｅｒｇｙ—ｍｉｌｌｉｎｇ；ｎａｒｌｏｐｏｗｄｅｒ；ｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ１前言 — 硬质合金由于其高的硬度和耐磨性在细，甚至纳米晶粒尺寸的．粉体和合金成为目能球磨对氧化物和Ｃ进行机械激活，然后再在高温制备了Ｓ、、。等纳米结构碳化物粉体ｕ￣５ 。但对不同体系，机械激活后粉末的特性及激 活的机制还需要深入的研究。其中反应物的晶粒尺寸将直接影响最终产物晶粒尺寸。例如在碳热还金属ｗ，然后再经碳化，成为ＷＣ【５Ｊ。因此通过制备纳米晶粒尺寸的ｗ０３，将有助于得到纳米晶粒尺寸 的ＷＣ。本 文在研究制备纳米结构粉体的基础上 怕Ｊ，研究了高能球磨工艺参数对ｗＱ．Ｃ。２Ｑ．Ｃ混合粉末中ｗＱ晶粒尺寸的影响，为分析机械与热激活的机理和纳米碳化物的制备技术提供依据。＊辽宁省科学技术基金资助项目（９９１０３００５０３）＊＊陈春焕（１９７０一），男，副教授，博士研究生，主要从事纳米材料制备技术和性能以及金属材料表面纳米化研究。 Ｅ—ｍａｊｌ：ｃｈｂｃｈｅｎ＠ｓｊｎａ．嗍收稿日期：２００２—１２—１３ 万方数据万方数据
高温固相法
高温固相合成是指在高温（1000~1500℃）下，固体界面间经过接触，反应，成核，晶体生长反应而生成一大批复合氧化物，如含氧酸盐类、二元或多元陶瓷化合物等。 高温固相法是一种传统的制粉工艺，虽然有其固有的缺点，如能耗大、效率低、粉体不够细、易混入杂质等，由于该法制备的粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单等优点，迄今仍是常用的方法。 高温固相合成是指在高温（1000~1500℃）下，固体界面间经过接触，反应，成核，晶体生长反应而生成一大批复合氧化物，如含氧酸盐类、二元或多元陶瓷化合物等。高温固相法是一种传统的制粉工艺，虽然有其固有的缺点，如能耗大、效率低、粉体不够细、易混入杂质等，由于该法制备的粉体颗粒无团聚、填充性好、成本低、产量大、制备工艺简单等优点，迄今仍是常用的方法。 扩展资料 合成稀土三基色荧光粉的几种方法. （一）高温固相反应法 此方法是制备稀土三基色荧光粉最原始的一种方法.以稀土三基色荧光粉中的红色荧光粉（YEu）O3为例,用这种方法制备的工艺如下：称取一定计量比的Y2O3和Eu2O3(99.99%或以上)加入定量助熔剂,混匀在1300-1500oC灼烧2h左右后取出研磨并洗涤即可.这种方法操作简单但粒度较大,会有成分偏析的现象,这样会降低发光效率,若灼烧温度偏高则会烧结严重在最后研磨时会破坏激活剂所在的晶格
位置从而导致发光效率的降低. （二）共沉淀法制备前驱体 在发现了高温固相法的缺点后人们一直在探索一种新的方法试图克服高温固相反应的弊端.结果发现,在溶液合成荧光粉会使产品成分均匀.方法如下：（同样以红色荧光粉为例）取一定配比的Y2O3和Eu2O3(99.99%或以上)用HNO3或HCl溶解,制成混合稀土酸溶液后用草酸与其反应直至完全在经烘干,其他方法同方法（一）.这种方法制出的产品成分组成相对均匀很少出现成分的偏析,但粒度不易控制,工序比第一种方法稍复杂. 以上两种方法使比较常用的也已形成工业化生产,虽然两种方法都存在着不足,但这两种方法制备出来的产品比其他方法合成的产品在发光性能指标上有着很大的优势.
高能球磨法
高能球磨法 制备纳米晶Zn铁氧体 姓名：李成利 学号：1104030118 班级：无机非金属111
摘要：用高能球磨法制备了纳米晶Zn 铁氧体.通过样品的穆斯堡尔（Mossbauer ）谱及RD 谱的测定,研究了纳米晶的形成过程.结果表明:球磨约3h ——Fe 2O 3即与ZnO 发生机械化学反应生成Zn 铁氧体,这种反应是通过先形成。α——Fe 203——ZnO 固溶体而进行的.制得的纳米晶铁氧体有一定的晶格崎变. 关键词：纳米晶、Zn 铁氧体、高能球磨法 Mossbauer 谱、XRD
内容：Leefslhtel等(1)在70年代后期研究了α——Fe203与Zn0混合粉体在惰性气体气氛下在普通球磨过程中的变化,发现球磨400多 小时后有ZnFe 204形成;KosmaC等(2)利用振 动式球磨机,发现在球磨的初期可以形成Zn 铁氧体,但最终得到的是非平衡态的固溶体(Fe,Zn)0.作者利用行星式高能球磨机首次合成了晶粒大小为snm的zn铁氧体纳米晶(3).本 文研究由α——Fe 203与ZnO合成纳米晶 ZnFe204的过程.
?实验方法 ?原料为(纯度高于99.5%)的α——Fe203和ZnO粉体.先将两种粉体分别过200目筛,然后以1:1的摩尔比在玛瑙研钵中混合均匀.球磨在1ooml的不锈钢球磨罐中进行,用60个直径为8mm的硬质钢球,钢球与原料的质量比20:1. 所用高能球磨机的型号为QM一1F行星式.球磨在室温下进行,球磨机转速为200r/min.当球磨达不同的预定时间后停机取少量样品进行性能测试. ?在室温下用等加速电磁驱动型Mossbauer谱仪测定不同球磨时间所得样品的Mossbuaer谱,放射源为57Co(Rh); 用25μm厚的α——Fe 203箔进行速度定标.XRD测定所用 靶为cuKa,入=1.54nm·
球磨
九江工贸有限公司铁石坨选矿球磨机三规一制自学考试试卷考试时间：姓名：岗位：分数：阅卷人： 一、填空题：（每题1分共30分） 1、上岗前（）穿戴好劳动保护用品；班前、班中严禁（） 2、作业前应认真检查作业地点的安全情况，发现严重危及人身安全的征兆时，应迅速撤出危险区，同时设置警戒和照明标志，（）人员和车辆通行，并报告单位负责人。 3、设备运转时（）触摸运转部位。 4、设备停机处理故障（）严格落实“四牌”使用规定。 5、两米以上属于登高作业，必须系安全带，并悬挂在上方的（）点上。 6、设备运转时（）处理故障和擦拭清理设备。 7、吊装作业时必须设专人指挥，指挥信号协调一致，吊装作业范围下面（）行走或停留。 8、在生产过程中，所有岗位人员必须与机动车辆保持一定的（）距离。 9、所有检修、抢修、临时性工作必须制定安全措施，安全措施要切合工作实际有针对性，必须达到人人清楚相关内容，安全措施与（）规程同等效率。 10、班中要认真遵守安全生产的有关规定，（）发生事故。 11、非本岗位人员，（）操作本岗设备。 12、检查确认各部地脚、联接螺丝（）牢固可靠。 13、设备润滑点位按（）加注润滑油。 14、接班后，（）对本班发生的问题负责。 15、交本班设备（）、参数变化、停机时间及原因。 16、对设备各部积矿、积油进行清理，油污擦拭干净，机体无积尘、油污，达到（）。 17、检查确认安全装置是否牢固、各种仪表（）。 18、严禁用（）进行球磨机盘车，应用慢传盘动球磨机。 19、环境温度低于（）℃时，开机前半小时启动油站加热系统。 20、球磨机停机超过（）小时，在开机前必须用慢传盘车，摇散磨体内部结块物。 21、球磨台时：（）t/h 。 22、磨矿浓度：一段（）% ；二段（）% 。 23、球磨机电流：一段（）A；二段（）A。 24、球磨机充填率：一段（）% ；二段（）% 。 25、球磨机开机顺序：空气离合器气泵→（）→（）→球磨机主机→空气离合器→大齿圈喷射润滑。 26、两个班组进行交接时需交接本班（）及检修情况。 27、交接班时应交接本班工艺技术状况及（）指标完成情况。 28、交接班时要确保记录本多种记录填写齐全完整，双方（）后签字交接。 29、职工交班前要填写好（）。 30、交接班时双方要在记录本上签字，未履行签字手续不准（）。 二、选择题：（每题1分共30分；在括号里填写相关字母） 1、在生产过程中，（）用湿手开停电气设备，电气设备发生故障必须找电工处理。 A、允许 B、可以 C、禁止 2、安全生产“三为零”指的是（）为零、违规为零、事故为零。 A、隐患、 B、事故 C、疾病 3、发现有人触了电，你应立即（）使其脱离电源。 A、用手去拉触电者 B、用绝缘物拨开电源 C、顺手拿物拨开电源
实验报告—固相反应
南昌大学实验报告 (样本) 学生姓名：×××学号： 5702106*** 专业班级：无机材料062班 实验类型：■演示□验证□综合□设计□创新实验日期：2008-11-20实验成绩： 实验五固相反应 一.实验目的与内容 固相反应是材料制备中一个重要的高温动力学过程,固体之间能否进行反应、反应完成的程度、反应过程的控制等直接影响材料的显微结构,并最终决定材料的性质,因此,研究固体之间反应的机理及动力学规律,对传统和新型无机非金属材料的生产有重要的意义。 1.本实验的目的： 掌握TG法的原理,采用TG法研究固相反应的方法。通过Na2CO3-SiO2系统的反应验证固相反应的动力学规律—金斯特林格方程。通过作图计算出反应的速度常数和反应的表观活化能。 2.实验原理 固体材料在高温下加热时,因其中的某些组分分解逸出或固体与周围介质中的某些物质作用使固体物系的重量发生变化,如盐类的分解、含水矿物的脱水、有机质的燃烧等会使物系重量减轻,高温氧化、反应烧结等则会使物系重量增加。 现代热重分析仪常与微分装置联用,可同时得到TG-DTG曲线。通过测量物系质量随温度或时间的变化来揭示或间接揭示固体物系反应的机理或反应动力学规律。 固体物质中的质点,在高于绝对零度的温度下总是在其平衡位置附近作谐振动。温度升高时,振幅增大。当温度足够高时,晶格中的质点就会脱离晶格平衡位置,与周围其它质点产生换位作用,在单元系统中表现为烧结,在二元或多元系统则可能有新的化合物出现。这种没有液相或气相参与,由固体物质之间直接作用所发生的反应称为纯固相反应。实际生产过程中所发生的固相反应,往往有液相或气相参与,这就是所谓的广义固相反应,即由固体反应物出发,在高温下经过一系列物理化学变化而生成固体产物的过程。 固相反应属于非均相反应,描述其动力学规律的方程,通常采用转化率G(已反应的反应物量与反应物原始重量的比值)与反应时间t之间的积分或微分关系来表示。 测量固相反应速率,可以通过TG法(适应于反应中有重量变化的系统)、量气法(适应于有气
高能球磨工艺对 Ni-Cr-P 粉末性能的影响
2014年6月第3期第34卷总第201期 金刚石与磨料磨具工程 Diamond&Abrasives En g ineerin g June2014 No.3 Vol.34 Serial201高能球磨工艺对Ni-Cr-P粉末性能的影响* 李科,王珏,郭桦 (华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心,福建厦门361021) 摘要采用机械合金化方法将Ni-Cr-P粉末用行星式高能球磨机进行球磨,利用SEM二DSC二硬度仪及万能实验机分析了不同球磨时间的粉末和烧结后的试样性能三结果表明:随着球磨时间的延长,粉末的能量在球磨20h达到最高,粉末的形貌图与粉末的能量曲线形成相对应的关系三球磨20h后的试样,在800?进行烧结,可获得与原始粉末在920?下烧结时性能相同的试样三 关键词机械合金化;球磨时间;Ni-Cr-P合金;性能 中图分类号TG73文献标志码A 文章编号 1006–852X(2014)03–0005–05 DOI码10.13394/https://www.360docs.net/doc/9e9760040.html,ki.j g szz.2014.3.0002 Influence of hi g h p ower ball mill technolo gy on the p erformance of Ni-Cr-P allo y p owder L I Ke,WANG Jue,GUO Hua (MOE En g ineerin g Research Center f or Brittle Materials Machinin g,Hua q iao Universit y,Xiamen361021,China) Abstract Ni-Cr-P allo y p owder was mechanicall y allo y ed in a p lanetar y hi g h p ower ball mill.Powder milled for different duration and sam p les sintered of the p owder were anal y zed usin g SEM,DSC,hardness tester, universal testin g machine.The results showed that with increasin g duration of ball mill,the p owder ener gy reached the hi g hest at20h.The curves of ener gy to p o g ra p h y and p owder formation were in corres p ondin g relationshi p.Sam p les after20h of millin g could be sintered at800?to obtain what the ori g inal p owder sintered at920?could p erform. Ke y words mechanical allo y in g;millin g time;Ni-Cr-P allo y;p erformance Ni-Cr-P钎料被广泛应用于航空二航天二石油二原子能等领域的钎焊[1–2]三近年来,Ni-Cr-P合金也被用于金刚石磨粒的钎焊,从而制备钎焊金刚石工具三相比于其他钎料而言,Ni-Cr-P合金系列共晶钎料流动性好,由于磷的加入显著降低了其本身的烧结温度,Ni-Cr-P钎焊金刚石工具的最佳钎焊温度仍然在930~950?;而在空气中人造金刚石氧化温度为740~840?[3],因此,过高的钎焊温度会导致金刚石产生石墨化,从而降低金刚石磨粒的性能三为了降低钎焊金刚石的温度,学者们从改变钎料成分二改变钎焊方法二改变钎焊气氛等多个方面进行了尝试[4],但是效果并不明显三 高能球磨法是制备超细粉体的一种重要方法[5]三它是在高能球磨条件下,利用金属粉末混合物的反复变形二断裂二焊合二原子间相互扩散或发生固态反应形成合金粉末三机械合金化材料制备技术,打破了熔铸和粉末烧结工艺制备合金的传统方法[6],球磨过程中,使颗粒 细化二晶粒细化二成分均匀化提高,并且粉末中积聚了大量的表面能二界面能二畸变能等能量促进粉末的合金化[7]三 使用高能球磨工艺将Ni-Cr-P钎料用粉末冶金工艺烧结成试样,研究球磨时间对钎料粉末的粒度二储存能量的影响,以及球磨时间对实验试样的硬度二密度二抗弯强度的影响三 *基金项目:国家科技支撑项目(2012BAF13B04);国家自然科学基金(51175193)三
高能球磨与普通球磨的区别
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/9e9760040.html,） 高能球磨与普通球磨的区别 随着实验室球磨机的种类越来越多，如何选择合适的球磨机成了一个难题。如行星式球磨机、实验滚筒球磨机、实验搅拌球磨机……一系列实验室球磨机，了解其区别，成了快速选择合适机型的一种方法。 实验室球磨机的区别从研磨方式分有行星式、滚筒式、搅拌式等等，研磨方法有干法研磨和湿法研磨，而普通球磨和高能球磨是以磨球研磨时对物料作用所蕴含的能量高低来区分的。 目前，普通球磨与高能球磨并没有一个相关的标准。如果只以球磨时的转速来鉴定又很不准确。我们不能说同一台设备，在10r/min时是普通球磨，到100r/min时就变成了高能球磨。
用实验室球磨机中的普通球磨机和高能球磨机来进行对比一下或许更加清楚。滚筒球磨机是十分经典的普通球磨机，而行星式球磨机广泛运用于机械合金化等高能球磨法，是十分热门的高能球磨机。同一大小机型，行星式球磨机的较高转速在1000r/min以上，而滚筒球磨机转速约在100-200r/min之间，球磨时产生的能量高下立见。 你可能要问这不就是转速的区别吗？当然不是，滚筒球磨机要做到1000r/min很简单，但市场上的机型多在100-200r/min 之间，是因为滚筒球磨机受到临界转速的限制根本用不上这么高的转速，一旦转速产生的离心力超过磨球所受重力，磨球就会与球磨罐同时运动，相对静止，研磨完全失效。行星式球磨机则是多种离心力相互作用，行星式结构使得多种力得到平衡，始终能够有效研磨，将大部分能量用于球磨作用之中。 本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站； 变宝网官网：https://www.360docs.net/doc/9e9760040.html,/?cj 买卖废品废料，再生料就上变宝网，什么废料都有！
实验一 固相反应
实验一固相反应 一、实验目的 1. 探讨Na2CO3－SiO2系统的固相反应动力学关系。 2. 掌握用失重法进行固相反应研究的方法。 3. 验证固相反应的动力学规律——杨德方程。 二、实验原理 固相物质中的质点，温度升高时，振动要相应增大，达到一定温度时，其中的若干原子或离子便具有一定的活度，以至可以跳离原来的位置与周围的其他质点发生换位作用。在一元系统中表现为烧结的开始；如果是二元或多元系统，则表现为表面相接触的各物质间有新的化合物生成，亦即发生了固相反应。温度升高，固相反应的速度增大。这种反应是在没有气相和液相参加下进行的，反应发生的温度低于液相出现的温度，这种反应称作纯固相反应。不过实际生产工艺中是在生成的液相和气相参与下所进行的固相反应，因此，这里所提的固相反应是广义的，即由固态反应物出发，在高温下经一系列物理化学变化而生成固态产物的过程。 测定固相反应速度问题，实际上就是测定反应过程中各反应阶段的反应量的问题。因此，有许多中测定方法。 本实验是通过失重法研究Na2CO3－SiO2系统的固相反应，以观察它们之间的反应动力学关系，并可对固相反应的速度做出定量的研究和验证固相反应动力学公式。 Na2CO3－SiO2系统的固相反应按下式进行 Na2CO3＋SiO2＝Na2SiO3＋CO2↑ 此反应是按分子比例作用的。若能测得反应进行中各时间下失去的CO2量，就可计算这段时间内反应物的反应量或生成物的生成量。据此，按照固相反应的动力学关系则可求得Na2CO3－SiO2系统固相反应的速度常数。 三、实验仪器装置 1. 电炉1台 2. 电流表1台 3. 温度控制器1台 4. 镍铬电偶1支 5. 热天平1台 6. 坩埚及挂钩1组 实验装置如图1所示。
高温固相法
高温固相法 高温固相反应法 此方法是制备稀土三基色荧光粉最原始的一种方法。以稀土三基色荧光粉中的红色荧光粉（yeu）o3为例，用这种方法制备的工艺如下：称取一定计量比的y2o3和eu2o3(99.99%或以上)加入定量助熔剂，混匀在1300-1500oc灼烧2h左右后取出研磨并洗涤即可。这种方法操作简单但粒度较大，会有成分偏析的现象，这样会降低发光效率，若灼烧温度偏高则会烧结严重在最后研磨时会破坏激活剂所在的晶格位置从而导致发光效率的降低。 固相法通常具有以下特点： 1）固相反应一般包括物质在相界面上的反应和物质迁移两个过程。2）一般需要在高温下进行。 3）固态物质间的反应活性较低 4）整个固相反应速度由最慢的速度所控制。 5）固相反应的反应产物具阶段性：原料→最初产物→中间产物→最终产物。 固相法按其加工的工艺特点又可分为机械粉碎法和固相反应法两类。机械粉碎法是用碎机将原料直接研磨成超细粉。固相反应法是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合，经研磨后再进行煅烧发生固相反应后，直接得到或再研磨后得到超细粉。 近年来稀土三基色荧光粉以其良好的发光性能和稳定的物理性质在发光材料中占有不可替代的位置。但随着需求领域的扩展，对荧光粉
提出了不同的要求。这就需要不断改进荧光粉的某些性质如：粒度，成分的均匀程度，纯度，工业生产也需降低成本。满足这些要求还需从合成方法下手。下面简单的叙述一下合成稀土三基色荧光粉的几种方法。 共沉淀法制备前驱体 在发现了高温固相法的缺点后人们一直在探索一种新的方法试图克服高温固相反应的弊端。结果发现，在溶液合成荧光粉会使产品成分均匀。方法如下：（同样以红色荧光粉为例）取一定配比的y2o3和eu2o3(99.99%或以上)用hno3或hcl溶解，制成混合稀土酸溶液后用草酸与其反应直至完全在经烘干，其他方法同方法（一）。这种方法制出的产品成分组成相对均匀很少出现成分的偏析，但粒度不易控制，工序比第一种方法稍复杂。 以上两种方法使比较常用的也已形成工业化生产，虽然两种方法都存在着不足，但这两种方法制备出来的产品比其他方法合成的产品在发光性能指标上有着很大的优势。
功能陶瓷的固相反应法制备及介电性能测试
功能陶瓷的固相反应法制备及介电性能测试 一、实验目的 1、了解制备功能陶瓷材料的固相反应法； 2、掌握用LCR仪测试功能陶瓷材料介电性能的方法； 3、测量特定频率及温度范围内BaTiO3陶瓷的介电性能随频率及温度的变化； 4、结合实验结果分析BaTiO3陶瓷的介电性能与频率及温度的关系。 二、实验原理 固相反应法制备功能陶瓷： 制备功能陶瓷材料的方法有很多种，其中最成熟、应用最为广泛的则是固相反应法。这种方法以高纯度粉末(常为氧化物)为原料，经精确称量后与球磨介质(常为球状，一般用ZrO2、Al2O3、玛瑙等高硬度材料)及分散液体(通常为水或酒精)混在一起，经球磨、干燥、过筛后得到颗粒细小、混合均匀的粉末。均匀混合的粉末在高温下发生化学反应，合成所需的物相，此过程称为预烧结(又称锻烧)。之后再次进行球磨、干燥、过筛，并将得到的颗粒细小的粉末与少量有机物水溶液(如PV A、PVB等)混合在一起、研磨后过筛(此过程称为造粒)，以增加粉末在成型过程中的可塑性和流动性，并减小粉末与模具间的摩擦。将造粒后的粉末放置于金属模具中，并施加高压，即得到具有所需形状的压粉体(又称素胚)，此过程称为成型。压粉体具有一定的强度和致密度，但其中仍存在很多气孔，需通过高温下的烧结过程予以排除。由于粉末颗粒细小，具有较高的表面能，这和高温一起构成了烧结过程的动力。在烧结动力的作用下，颗粒之间发生传质的过程，同时伴随着晶粒的长大、大部分气孔的排除、体积的收缩、密度的增大及强度的提高，最终得到致密的陶瓷材料。 材料的介电性能及其测试方法： 介电性是材料对外加电场的一种反应。介电材料内的电荷在外加电场的作用下会发生位移，导致正、负电荷中心不重合，从而发生电极化、在介质表面形成束缚电荷，并在宏观上表现为电容及介电常数。介电常数 是表征材料介电性能
实验报告3—固相反应
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：■演示□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 实验三固相反应 一、实验目的 1. 掌握TG法的原理，采用TG法研究固相反应的方法。 2. 通过Na2CO3-SiO2系统的反应验证固相反应的动力学规律—金斯特林格方程。 3. 通过作图计算出反应的速度常数和反应的表观活化能。 二、实验原理 固体材料在高温下加热时，因其中的某些组分分解逸出或固体与周围介质中的某些物质作用使固体物系的重量发生变化，如盐类的分解、含水矿物的脱水、有机质的燃烧等会使物系重量减轻，高温氧化、反应烧结等则会使物系重量增加。 现代热重分析仪常与微分装置联用，可同时得到TG-DTG曲线。通过测量物系质量随温度或时间的变化来揭示或间接揭示固体物系反应的机理或反应动力学规律。 固体物质中的质点，在高于绝对零度的温度下总是在其平衡位置附近作谐振动。温度升高时，振幅增大。当温度足够高时，晶格中的质点就会脱离晶格平衡位置，与周围其它质点产生换位作用，在单元系统中表现为烧结，在二元或多元系统则可能有新的化合物出现。这种没有液相或气相参与，由固体物质之间直接作用所发生的反应称为纯固相反应。实际生产过程中所发生的固相反应，往往有液相或气相参与，这就是所谓的广义固相反应，即由固体反应物出发，在高温下经过一系列物理化学变化而生成固体产物的过程。 固相反应属于非均相反应，描述其动力学规律的方程，通常采用转化率G(已反应的反应物量与反应物原始重量的比值)与反应时间t之间的积分或微分关系来表示。 测量固相反应速率，可以通过TG法(适应于反应中有重量变化的系统)、量气法(适应于有气体产物逸出的系统)等方法来实现。本实验通过失重法来考察Na2CO3-SiO2系统的固相反应，并对其动力学规律进行验证。Na2CO3-SiO2系统固相反应按下式进行： Na2CO3＋SiO2—→Na2SiO3＋CO2↑ 恒温下通过测量不同时间t时失去的CO2的重量，可计算出Na2CO3的反应量，进而计算
高温固相法
固相法通常具有以下特点： 1）固相反应一般包括物质在相界面上的反应和物质迁移两个过程。 2）一般需要在高温下进行。 3）固态物质间的反应活性较低 4）整个固相反应速度由最慢的速度所控制。 5）固相反应的反应产物具阶段性：原料→最初产物→中间产物→最终产物。 固相法按其加工的工艺特点又可分为机械粉碎法和固相反应法两类。机械粉碎法是用碎机将原料直接研磨成超细粉。固相反应法是把金属盐或金属氧化物按配方充分混合，经研磨后再进行煅烧发生固相反应后，直接得到或再研磨后得到超细粉。 稀土三基色荧光粉以其良好的发光性能和稳定的物理性质在发光材料中占有不可替代的位置。但随着需求领域的扩展，对荧光粉提出了不同的要求。这就需要不断改进荧光粉的某些性质如：粒度，成分的均匀程度，纯度，工业生产也需降低成本。满足这些要求还需从合成方法下手。下面简单的叙述一下合成稀土三基色荧光粉的几种方法。 （一）高温固相反应法
此方法是制备稀土三基色荧光粉最原始的一种方法。以稀土三基色荧光粉中的红色荧光粉（yeu）o3为例，用这种方法制备的工艺如下：称取一定计量比的y2o3和eu2o3(99.99%或以上)加入定量助熔剂，混匀在1300-1500oc灼烧2h左右后取出研磨并洗涤即可。这种方法操作简单但粒度较大，会有成分偏析的现象，这样会降低发光效率，若灼烧温度偏高则会烧结严重在最后研磨时会破坏激活剂所在的晶格位置从而导致发光效率的降低。 （二）共沉淀法制备前驱体 在发现了高温固相法的缺点后人们一直在探索一种新的方法试图克服高温固相反应的弊端。结果发现，在溶液合成荧光粉会使产品成分均匀。方法如下：（同样以红色荧光粉为例）取一定配比的y2o3和eu2o3(99.99%或以上)用hno3或hcl溶解，制成混合稀土酸溶液后用草酸与其反应直至完全在经烘干，其他方法同方法（一）。这种方法制出的产品成分组成相对均匀很少出现成分的偏析，但粒度不易控制，工序比第一种方法稍复杂。
实验报告1—固相反应
成都理工大学实验指导书课程：材料科学基础实验 专业：材料科学与工程班级 班级： 指导教师： 单位： 时间：2014年5月
实验一：固相反应动力学 一、实验目的 1. 掌握TG法的原理，采用TG法研究固相反应的方法。 2. 通过CaCO3-SiO2系统的反应验证固相反应的动力学规律—金斯特林格方程。 3. 通过作图计算出反应的速度常数和反应的表观活化能。 二、实验原理 固体材料在高温下加热时，因其中的某些组分分解逸出或固体与周围介质中的某些物质作用使固体物系的重量发生变化，如盐类的分解、含水矿物的脱水、有机质的燃烧等会使物系重量减轻，高温氧化、反应烧结等则会使物系重量增加。 现代热重分析仪常与微分装置联用，可同时得到TG-DTG曲线。通过测量物系质量随温度或时间的变化来揭示或间接揭示固体物系反应的机理或反应动力学规律。 固体物质中的质点，在高于绝对零度的温度下总是在其平衡位置附近作谐振动。温度升高时，振幅增大。当温度足够高时，晶格中的质点就会脱离晶格平衡位置，与周围其它质点产生换位作用，在单元系统中表现为烧结，在二元或多元系统则可能有新的化合物出现。这种没有液相或气相参与，由固体物质之间直接作用所发生的反应称为纯固相反应。实际生产过程中所发生的固相反应，往往有液相或气相参与，这就是所谓的广义固相反应，即由固体反应物出发，在高温下经过一系列物理化学变化而生成固体产物的过程。 固相反应属于非均相反应，描述其动力学规律的方程，通常采用转化率G(已反应的反应物量与反应物原始重量的比值)与反应时间t之间的积分或微分关系来表示。 测量固相反应速率，可以通过TG法(适应于反应中有重量变化的系统)、量气法(适应于有气体产物逸出的系统)等方法来实现。本实验通过失重法来考察CaCO3-SiO2系统的固相反应，并对其动力学规律进行验证。CaCO3-SiO2系统固相反应按下式进行： CaCO3＋SiO2—→CaSiO3＋CO2↑ 恒温下通过测量不同时间t时失去的CO2的重量，可计算出CaCO3的反应量，进而计算出其对应的转化率G，来验证金斯特林格方程：[1-(2G/3)-(1-G)2/3]=K k t的正确性。 式中，K k=Aexp(-Q/RT)为金斯特林格方程的速度常数，Q为反应的表观活化能。改变反应温度，则可通过金斯特林格方程计算出不同温度下的K k和Q。 三、主要仪器设备及耗材
固相反应
固相反应实验 一、实验目的 固相化学反应是人类最早使用的化学反应之一，固相化学反应研究固体物质的制备、结构、性质及应用。固相反应不使用溶剂，具有高选择性、高产率、工艺过程简单等优点，已成为人们制备新型固体材料的主要手段之一。固态物质之间可以直接进行反应，当温度高到一定程度，晶格中的原子或离子脱离平衡的晶格位置而扩散迁移，如果两种物质彼此接触，则在界面上就会发生物质的交换和相互反应。这种反应可完全不在液相或气相条件下进行。对大多数硅酸盐而言，该温度大约为0.6~0.9Tm（Tm为物质熔点），人们把无液相、气相参与的直接反应称为纯固相反应。固相化学反应能否进行，取决于固体反应的结构和热力学函数。所有固相化学反应和溶液中的化学反应一样，必须遵守热力学的限制，即整个反应的吉布斯函数改变小于零。在满足热力学条件下，反应物的结构成了反应速率的决定性因素。 本实验的目的： 掌握TG法的原理，熟悉TG法研究固相反应的方法。 二、实验原理 固相反应过程一般为放热过程（晶体材料有序度较高，晶态相之间熵的差异较小，只有在放热时，Gibbs 自由能才会减小，但多数固相反应是在恒温条件下进行的，因为固相反应速率一般较低，反应所放出的热量有足够的时间从固体材料中散发掉或放热量远小于外界所提供的热量）。 TG法研究固相反应的原理： 在程序温度控制下，把样品重量的变化对时间进行连续记录，测量物质的质量（或重量）随温度变化的一种技术叫做TG（热重）法。 通常以纵坐标表示重量变化，横坐标表示温度，重量对温度的关系曲线，称为TG(热重)曲线。 在正常情况下，TG曲线水平部分为恒定重量的特征。TG曲线的形状和重复性取决于实验条件的稳定性。误差来源于温度测量的不准确性、空气浮力、程序温度、炉子气氛及被研究对象的反应热。 TG法可以研究物质的热分解、物质在各种气氛中的行为、反应动力学、矿物鉴定、化合物分离条件。本实验通过失重法来考察CuSO4·5H2O固相反应。 本实验由WRT-3P 热重仪测定, 升温速率10℃?min- 1, 样品五水硫酸铜10～15 mg。 三、实验步骤： 开机预热： 1.打开各控制单元的电源开关（数据站接口单元，差热放大单元，温控单元）。 2.在打开温控单元电源开关时，用手指按住面板上的朝上键“∧”，使SV显示器显示为“stop”后，松开 此键。 3.开启冷却水。 4.启动计算机，此时预热半小时。 装取样品： 1.松开炉盖上的螺栓，将炉盖轻轻移开，用镊子取出上保温盖，再用镊子取出里面的小瓷盖，取出样品杆 上的已测过的样品坩埚，放入已称好质量的被测的样品坩埚。注意坩埚放入时，坩埚底面与样品杆托盘平面接触良好，注意样品不要打翻在里面造成样品杆污染。 2.装好样品后，用镊子盖上小瓷盖，再装上保温盖，转回炉盖，旋上螺栓。 3.打开温控程序窗口，设置温控程序后，在启动电炉电源按钮后，点击“run”运行。 4.打开“WRT-3P”应用软件窗口，输入样品名，样品质量及相关实验参数。 采样： 完成实验后，点击停止采样，保存TG曲线。点击温控程序窗口上的“stop”键，停止加热。然后关闭电炉电源。