高温固相合成法
高温固相合成
感应炉的主要部件就是一个载有交流电的螺旋形线圈，它就像一个变压 器的初级线圈，放在线圈内的被加热的导体就像变压器的次级线圈，它 们之间没有电路连接。 当线圈上通有交流电时，在被加热体内会产生闭合的感应电流，称为涡 流。由于导体电阻小，所以涡流很大；又由于交流的线圈产生的磁力线 不断改变方向。因此，感应涡流也不断改变方向，新感应的涡流受到反 向涡流的阻滞，就导致电能转换为热能，使被加热物很快发热并达到高 温。这个加热效应主要发生在被加热物体的表面层内，交流电的频率越 高，则磁场的穿透深度越低，而被加热体受热部分的深度也越低。 实验室使用的感应炉，可以将坩埚封闭在一根冷却的石英管中，通过感 应使之加热，石英管中可以保持高真空或惰性气氛。 感应加热主要用于粉末热压烧结和真空熔炼等。
第一节 高温的获得和测量
感应炉实例图
第一节 高温的获得和测量
3电弧炉
电弧炉常用于熔炼金属，如钛、锆等，也可用于 制备高熔点化合物，如碳化物、硼化物以及低价 的氧化物等。电流由直流发电机或整流器供应。 起弧熔炼之前，先将系统抽至真空，然后通入惰 性气体，以免空气渗入炉内，正压也不宜过高， 以减少损失。 在熔化过程中，只要注意调节电极的下降速 度和电流、电压等，就可使待熔的金属全部熔化 而得均匀无孔的金属锭。尽可能使电极底部和金 属锭的上部保持较短的距离，以减少热量的损失 ，但电弧需要维持一定的长度，以免电极与金属 锭之间发生短路。
第二节 高温合成反应类型
很多合成反应需要在高温条件进行。主要的合成反应如下： 1.高温下的固相合成反应。C，N，B，Si等二元金属陶瓷化合物，多种 类型的复合氧化物，陶瓷与玻璃态物质等均是借高温下组分间的固相 反应来实现的。 2.高温下的固—气合成反应。如金属化合物借H2、CO，甚至碱金属蒸 气在高温下的还原反应，金属或非金属的高温氧化、氯化反应等等。 3.高温下的化学转移反应。 4.高温熔炼和合金制备。 5.高温下的相变合成。 6.高温熔盐电解。 7.等离子体激光、聚焦等作用下的超高温合成。 8.高温下的单晶生长和区域熔融提纯。 高温合成反应与化学热力学热别是高温下的热力学和反应动力学及反 应机理关系紧密。
高温固相法
高温固相法制备磷酸锂锂（Li3V2（PO4）3）具有环保、成本低、结构稳定、性能优良等优点，近年来成为研究的热点。
安全性能和良好的电化学性能。
其中li3v2（po4）3具有优异的性价比，被认为是继金属硫化物和金属氧化物之后的第三代锂离子电池正极材料。
这将是一种非常有前途的LiCoO2阴极材料。
我国钒资源丰富，价格低廉。
钒化合物具有良好的嵌锂性能，无污染，作为电池负极材料具有广阔的应用前景。
根据我国钒资源现状和国情，研究和制备锂离子电池正极材料Li3V2（PO4）3具有重要的现实意义和长远意义。
2近年来的研究现状。
随着人们生活水平的不断提高和电子产品的不断发展，锂离子电池的使用越来越多。
磷酸钒锂（Li3V2（PO4）3）的研究取得了一些进展。
目前，li3v2（po4）3的主要合成方法是高温固相法，以纯h2为还原剂。
由于传统的高温固相法的局限性，很难获得纯度高、粒径小、电性能好的样品。
用纯氢作还原剂不仅成本高，不适合大规模的工业生产，而且由于氢气在实验操作中具有易燃易爆的特性，因此非常危险。
目前尚无其它化学方法合成Li3V2（PO4）3的报道。
li3v2（po4）3的合成方法有高温固相法、碳热还原法、溶胶-凝胶法等，其中高温固相法操作简单，环境污染小，反应效率高，但所得材料粒径不均匀。
碳热还原法使用C代替H2作为还原剂。
过量的C可以作为导电剂使用，可以显著提高正极活性材料的导电性和电化学性能，因此这种方法更有利于工业化生产。
三。
本项目主要研究内容本项目采用碳热还原法，以Li2CO3、LIF、LiOH·H2O为锂源，石墨、葡萄糖、蔗糖、乙炔黑为碳源，合成Li3V2（PO4）3。
用不同的组合与磷酸二氢和五氧化二钒反应制备Li3V2（PO4）3。
4制备方法：根据反应步骤的不同，可分为一步加热法、两步加热法和三步加热法。
分步加热法，最常用的是两步加热法，即将原料充分研磨、预热，然后在惰性气氛中烧结。
高温固相法合成LiNi_(0.25)Co_(0.5)Mn_(0.25)O_2及其结构性能研究
ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ １ ５ ０ ｍＡ ｈ ／ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ ０ ． １ Ｃ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ２ ． ５ － ４ ． ３ Ｖ． Ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｙ ｔ ｒ ｅ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｉ ｓ ９ ６ ％ ａ ｔ ｆ ｅ ｒ １ ０ ｃ ｙ ｃ ｌ ｅ ｓ ． Ｒｉ ｅ ｔ ｖ ｅ ｌ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＸＲＤ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ １ ． １ ％ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ｈｅ ｔ Ｌ ｉ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｏ ｃ ｃ ｕ ｐ ｉ ｅ ｓ ｂ ｙ Ｎｉ ２ ， ｉ ｏ ｎ ｓ ．
高温 固相法合成 Ｌ ｉ Ｎ ｉ ０ － ２ ５ Ｃ ｏ ０ ＿ ５ Ｍｎ ０ ． Ｏ ２ 及 其结构性能研 究
孙 学义， 卢世 刚 ， 庄卫 东， 张 向军 （ 北京有色金属研究 总院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ８）
摘要 ｉ 。 ５ ｃ ｏ ｎ ｐ。 正极材 料。通过 Ｘ射线衍射 （ ＸＲ Ｄ） 、 扫描 电镜（ Ｓ Ｅ Ｍ） 、 Ｘ射线光 电
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｌ ｉ ｔ ｈ ｉ ｕ ｍ ｉ ｏ ｎ ｂ ａ ｔ ｅｗ； ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ ： Ｌ ｊ Ｎｉ Ｃ％ ５ Ｍｎ ｎ 笱 Ｏ２ ： ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ －ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ
子 能谱 （ Ｘ Ｐ Ｓ） 以及恒 电流充放 电测试 ， 研 究了 Ｌ ｉ Ｎｉ 笛 ｃ Ｏ ｏＭｎ Ｏ 材料的结构 、 形貌以及 电化学 性能 。实验结果 表明
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.。
高温固相法制备
四、实验药品和仪器
主要药品
五氧化二钒（V2O5） 碳酸锂（Li2CO3） 水合氢氧化锂（LiOH· H2O） 氟化锂LiF
主要仪器
电子天平 管式炉 球磨机 电热真空干燥箱 粉末压片机 电话学工作站 SEM
磷酸二氢胺（NH4H2PO4）
石墨 葡萄糖(C6H12O6· H2 O) 蔗糖(C12H22O11) 乙炔黑 聚偏氯乙烯 氮甲基吡咯烷酮 锂片，铝箔，电解质
高温固相法制备锂离子电池正 极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3 )
一、磷酸钒锂研究ห้องสมุดไป่ตู้目的和意义
磷酸钒盐因具有环保、成本低廉、结构稳定、 安全性能优秀、电化学性能较好等特点, 成为了近 年来研究的热点。其中Li3V2(PO4)3 具有优秀的 性价比,被誉为是继金属硫化物和金属氧化物之后 的第三代锂离子电池正极材料将是非常有希望取 LiCoO2 的正极材料。 我国钒资源丰富、价格低廉 , 钒系化合物具有 很好的嵌锂性能,又无污染,作为电池正极材料具有 开发前途. 根据我国的钒资源情况和国情, 开展新 型锂离子电池正极材料 Li3V2(PO4)3 的研究和制 备具有重要的现实意义和长远意义。
第三阶段：对测得的数据及图像做进 一步的分析处理，得到所需参数，进 一步优化实验条件，选择出最佳的工 艺条件，并完成毕业论文。
八 、 参考文献
• [1]武俊萍,李宁,戴长松等.锂离子电池正极材料 Li3V2(PO4)3的合成及性能研究 哈尔滨工业大学工学硕士 学位论文2007 • [2]M.Y. Saı¨di,1, J. Barker1, H. Huang, J.L. Swoyer1, G. Adamson Performance characteristics of lithium vanadium phosphateas a cathode material for lithium-ion batteries Journal of Power Sources 119–121 (2003) 266–272 • [3]曹艳军,龙翔云,程云峰等.锂离子电池正极材料的研究现 状和展望 化工技术与开发2007，36（3）：17-25 • [4]朱先军, 刘云霞, 耿良梅, 程龙兵等.锂离子电池正极材料 Li3V2(PO4)3的研究进展 电池2007，37（5）：390-393 • [5]倪江锋，苏光耀，周恒辉，陈继涛 .锂离子电池正极材 料LiMPO4 的研究进展 化学进展2004，16（4）:555-600
高温固相法合成CaO：Eu 3+,Na +红色荧光粉的研究
Ｖ ｏ ． ０ Ｎｏ ２ １４ ．
Ｍａ ．２ ｏ ｒ ｏ ８
文 章 编 号 ：０ ９３ ８ （ ０ ８ ０ － ７ －５ １０ －０ ７ ２０ ） ２０ １０ ． ０
高温 固相 法 合 成 Ｃ Ｏ Ｅ ， ａ 色 荧 光粉 的研 究 ａ ： ｕ Ｎ ＋红
康 明 ， 刘 军 ， 孙 蓉 尹 光 福 ，
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样 品发光性能 的影 响 ， 并对样 品的物相 、 激发和发射光谱进行 分析。结果表 明 ， 当前驱 物的煅烧 温度在 ９ ０℃ 以上 ５
时， 分别作为激活剂和敏 化剂 的 Ｅ “ 和 Ｎ 子全部进 入到 Ｃ Ｏ晶格 中并 占据 Ｃ ２ ｕ ａ离 ａ ａ 的位置 ， 最佳掺杂量分别为 其
１５ｍ １ ． ｏ ％和 １ １ ； 离子 的掺杂 不仅有利于基质的稳定 ， ０ｍｏ Ｎａ ％ 而且可 以提高 样品 的发光强度 ； 煅烧 温度升高 有助 于样品发 光强 度的提高 ； 波长为 ２０～ ０ ｍ氙灯 的激发下 ， 在 ０ ４０ｎ 最强 激发峰值为 ２ ４ｎ 属于 Ｅ “ 一０ 的电荷迁 ４ ｍ， ｕ 移跃 迁 ； 最大发射峰值位于 ５ ２ｎ ， ９ ｉ 对应 于 Ｅ “ 离子的 。 Ｆ ｎ ｕ Ｄ 一 跃迁 ， 且 Ｅ ”离子在 Ｃ Ｏ基质 中主要处于 严格 并 ｕ ａ
1-磷酸铁锂合成方法比较
磷酸铁锂正极材料制备方法比较A．固相法一．高温固相法1．流程：传统的高温固相合成法一般以亚铁盐（草酸亚铁，醋酸铁，磷酸亚铁等），磷酸盐（磷酸氢二铵，磷酸二氢铵），锂盐（碳酸锂，氢氧化锂，醋酸锂及磷酸锂等）为原料，按LiFePO4分子式的原子比进行配料，在保护气氛(氮气、氩气或它们与氢气的混合气体)中一步、二步或三步加热，冷却后可得LiFePO4粉体材料。
例1：C.H.Mi等采用一:步加热法得到包覆碳的LiFePO4，其在30℃，0.1 C倍率下的初始放电容量达到160 mAh·g-1；例2：S.S.Zhang等采用二步加热法，以FeC:2O4·2H2O和LiH2PO4为原料，在氮气保护下先于350~380℃加热5 h形成前驱体，再在800℃下进行高温热处理，成功制备了LiFePO4/C复合材料，产物在0.02 C倍率下的放电容量为159 mAh·g-1；例3：A.S.Andersson等采用三步加热法，将由:Li2CO3、FeC2O4·2H2O和(NH4)2HPO4组成的前驱体先在真空电炉中于300℃下预热分解，再在氮气保护下先于450℃加热10 h，再于800℃烧结36 h，产物在放电电流密度为2.3 mA·g-1时放电，室温初始放电容量在136 mAh·g-1左右；例4：Padhi等以Li2CO3，Fe(CH3COO)2，NH4H2PO4为原料，采用二步法合成了LiFePO4正极材料，其首次放电容量达110 mA·h /g；Takahashi等以LiOH·H2O, FeC2O4·2H2O，(NH4)2HPO4为原料，在675、725、800℃下,制备出具有不同放电性能的产品,结果表明,低温条件下合成的产品放电容量较大；例5：国的Ho Chul Shin、Ho Jang等以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料,添加5wt%的乙炔黑为碳源、以At+5%H2为保护气氛,在700℃下煅烧合成10h,得到碳包覆的LiFePO4材料。
高温固相法合成CaO_Eu_3_Na_红色荧光粉的研究
2008 年 3 月
四 川 大 学 学 报 (工 程 科 学 版 )
JOURNAL OF SI CHUAN UN I V ERSITY ( ENGI N EER I N G SC IENCE ED ITI ON )
Vol . 40 No. 2 Mar . 2008
文章编号 : 1009 2 3087 (2008) 02 2 0071 2 05
2 结果与讨论
2. 1 样品的物相分析
前驱物经过不同温度煅烧后 , 其 X 射线衍射图 ( XRD )测试结果如图 3。 将不同温度下合成的样品的衍射峰图谱与 CaO 的 JCPDS卡片 (No. 48 - 1467 ) 对比后发现 , 衍射角
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KAN G M ing
1, 2
by
, L IU J un , SUN R ong , Y IN Guang 2fu
1 1
2
( 1. School of Material Sci . and Eng . , Southwest Univ . of Sci . and Eng . ,M ianyang 621010, China; 2. School of Material Sci . and Eng . , Sichuan Univ . , Chengdu 610065, China)
第 2期
从图 2 的 TG 曲线上可见 , 在 650 ～ 800 ℃之 间 ,质量损失最大 ,总失重率约为 42% ,之后质量就 趋于稳定 ,这是由于碳酸盐的高温分解放出 CO2 所 造成的 ; 由同步差热 ( SDTA ) 曲线可知 , 在 790 ℃ 左 右出现了一个明显而强烈的吸收峰 , 它对应于 Ca2 CO3 的分解温度 ; 而且 , 温度超过 900 ℃ 后 , 出现微 弱的放热 ,但质量却没有发生变化 ,可能是由于固相 反应所造成的 。综上可知 , 当温度超过 900 ℃时 , CaCO3 已分解完全 ,并且进入固相反应 。因此 ,为了 得到 CaO 基的红色荧光粉 ,温度需要达到 950 ℃ 以 上。
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高温固相合成法
高温固相合成法是一种常用于制备无机材料的方法，具有简单易
操作、成本较低等优点。
本文将详细介绍这种方法的定义、特点、机制、优缺点以及应用领域。
一、定义：
高温固相合成法是指在高温条件下，将原料粉末按照一定配方混合，并在惰性气氛下加热，使其化学反应生成所需的无机材料的方法。
二、特点：
1、简单易操作
高温固相合成法操作简单，一般只需要将原料粉末按照一定的配
比混合，然后加热反应即可，无需太多的设备和技术支持。
2、成本较低
高温固相合成法的原料通常都是便宜易得的，且反应过程中无需
额外地消耗太多的能源，因此成本相对较低。
3、产品纯度较高
高温固相合成法操作温度相对较高，通常可以使原料快速反应，反应生成的产物纯度较高。
三、机制：
高温固相合成法的反应过程主要包括两部分，即原料混合和加热反应。
1、原料混合
在高温惰性气氛下，将所需原料按照一定的配比混合，形成均匀的反应体系。
2、加热反应
将反应混合物放入高温烘箱或炉内，进行加热反应。
在惰性气氛下，反应体系中的原料粉末发生化学反应，生成所需的无机材料。
四、优缺点：
1、优点
（1）简单易操作
（2）成本较低
（3）产物纯度较高
（4）能够制备较难制备的无机材料
2、缺点
（1）反应温度较高，可能会使一些材料失去活性（2）产物形貌不易控制
（3）容易产生杂质
五、应用领域：
高温固相合成法被广泛应用于无机材料的制备，例如：（1）金属氧化物陶瓷材料
（2）半导体材料
（3）无机非金属材料
（4）光学材料
（5）电池材料
总之，高温固相合成法是一种简单、低成本、高效的制备无机材料的方法，可广泛应用于各种领域。