纳米氧化铝的制备
纳米氧化铝制备

纳米氧化铝制备引言纳米材料具有独特的物理、化学和生物学性质,因此在许多领域都有广泛的应用。
纳米氧化铝是一种重要的纳米材料,具有优异的热稳定性、化学稳定性和物理性能。
本文将探讨纳米氧化铝的制备方法和应用。
制备方法1.真空热蒸发法–通过将铝金属加热到高温,使其蒸发后冷凝成纳米颗粒。
–优点:制备工艺简单、经济实用。
–缺点:得到的纳米氧化铝颗粒分散性差,易形成团聚体。
2.气相沉积法–通过将氢氧化铝前驱体在高温气相条件下分解成纳米氧化铝。
–优点:纳米颗粒大小可控,分散性和纯度较高。
–缺点:设备成本较高,操作复杂。
3.溶胶-凝胶法–将金属有机化合物或无机金属盐在溶液中溶解,形成溶胶。
–经过凝胶处理,使溶胶变为凝胶,然后加热使凝胶转变为纳米氧化铝。
–优点:可控制纳米颗粒的尺寸和形貌。
–缺点:制备过程复杂,涉及多个步骤。
4.水热法–在高温高压的水热条件下,将铝盐和碱反应生成氢氧化铝。
–再将氢氧化铝加热转化成纳米氧化铝。
–优点:制备简单、成本低。
–缺点:纳米颗粒易团聚。
优化制备条件1.温度控制–不同制备方法对温度的要求不同,需要根据具体方法进行调节。
–过高或过低的温度都可能导致纳米颗粒的不均匀形成或团聚。
2.pH值调节–水热法和溶胶-凝胶法中,酸碱度对纳米氧化铝的形貌和尺寸有影响。
–合适的pH值能够控制纳米颗粒的均匀生长。
3.前驱体浓度–在溶胶-凝胶法中,前驱体浓度对纳米颗粒的尺寸具有一定影响。
–较低的前驱体浓度可能导致纳米颗粒的过小。
4.添加剂–在溶胶-凝胶法和水热法中,添加适量的表面活性剂或稳定剂可改善纳米颗粒的分散性。
–添加剂可防止纳米颗粒的团聚,提高制备效果。
应用前景1.催化剂支撑材料–纳米氧化铝具有高比表面积和孔隙体积,是理想的催化剂支撑材料。
–可应用于汽车尾气净化、有机物催化转化等领域。
2.纳米复合材料–将纳米氧化铝与其他材料制备成纳米复合材料。
–可应用于防腐蚀涂料、导电材料等领域。
3.生物医学领域–纳米氧化铝具有良好的生物相容性和生物降解性。
纳米氧化铝的制备方法与改性研究

纳米氧化铝是一种非常特殊的材料,其和橡胶、塑料等具有良好的相容性,在航天、国防、化工、微电子等领域都有着重要应用。
通过分析不同的纳米氧化铝制备方法,为纳米氧化铝应用奠定根底,加强纳米氧化铝改性工艺研究,推动纳米氧化铝更加广泛的应用。
1 纳米氧化铝的制备方法〔1〕固相制备法?纳米氧化铝的固相制备法是指铝盐或者金属铝加热分解或者直接研磨以后,进行煅烧,对其进行固相,最终得到氧化铝。
在实际应用中,固相法还可以分为非晶晶化法、热解法和燃烧法,非晶晶化法是指非晶态化合铝进行退火处理,合理控制反响条件,最终得到氧化铝纳米晶体[1].热解法是对铝盐进行热分解,然后研磨,最终得到纳米氧化铝粒子。
纳米氧化铝固相制备法,操作工艺简单、本钱低,但是纳米氧化铝颗粒粒径较大,容易发生氧化变形。
〔2〕气相制备法?纳米氧化铝的气相制备法主要是通过电弧加热、电子束加热、激光蒸发、等离子体等物质或者利用气体将铝盐或者氧化铝转换为气体,使气体发生化学或者物理反响,然后进行冷却凝聚成为纳米氧化铝细微粉体。
气相制备法又分为气相水解法和蒸发冷凝法,气相水解法是指在氧、氢火焰中铝盐进行高温水解,然后离析出纳米氧化铝超微粒子。
蒸发冷凝法是指对氧化铝加热使其发生气化,在惰性气体中进行冷却凝结,最终得到纳米氧化铝超微粒子。
气相制备法的纳米氧化铝产物非常精细,反响条件也很容易管理和控制,通过控制不同的反响气体可以得到不团聚或者少团聚的纳米氧化铝超细粉末,颗粒的分布窄、粒径小、分散性较好。
但是纳米氧化铝制备法需要多种精密设备和仪器,本钱相对较高,并且产率较低,无法满足大量生产要求。
〔3〕液相制备法?纳米氧化铝液相制备法是指按照不同材料的组成情况,调制溶液,采用可溶性铝盐,使各种元素呈现离子态,通过水解、升华、蒸发等工艺,使用适宜沉淀剂,使氧化铝金属离子沉淀出去,将结晶物脱水最终得到纳米氧化铝超微粉体。
①沉淀法。
沉淀法是指通过添加适宜的沉淀剂,使铝离子从原料液中形成沉淀物,经过加热分解、枯燥、洗涤、过滤等工艺,得到纳米氧化铝颗粒。
a相纳米氧化铝

A相纳米氧化铝1. 引言A相纳米氧化铝是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它具有优异的物理和化学性质,可在电子、光电、催化等领域发挥重要作用。
本文将对A相纳米氧化铝的制备方法、性质及应用进行详细介绍。
2. 制备方法目前,制备A相纳米氧化铝的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、燃烧法等。
2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备A相纳米氧化铝的方法。
其步骤包括溶解金属盐、加入催化剂、调节pH值等。
通过控制温度和时间,可以得到粒径均匀分散的A相纳米氧化铝。
2.2 水热法水热法是利用高温高压条件下水的特殊性质来制备A相纳米氧化铝。
通过调节反应条件和添加适当的助剂,可以得到具有良好结晶度和较小粒径的A相纳米氧化铝。
2.3 燃烧法燃烧法是一种简便快速的制备A相纳米氧化铝的方法。
通过在金属盐溶液中加入适量的还原剂,然后进行高温燃烧反应,可以得到高纯度、均匀分散的A相纳米氧化铝。
3. 性质A相纳米氧化铝具有许多优异的性质,包括物理性质和化学性质。
3.1 物理性质A相纳米氧化铝具有较高的比表面积和孔隙结构,使其具有良好的吸附性能。
此外,它还具有良好的导电性、光学透明性和磁学特性。
3.2 化学性质A相纳米氧化铝在化学反应中表现出良好的稳定性和活性。
它可以作为催化剂、催化剂载体、吸附材料等,在催化加氢、脱硫等反应中发挥重要作用。
4. 应用A相纳米氧化铝在许多领域都有广泛应用。
4.1 电子领域A相纳米氧化铝可以作为电子材料的基底,用于制备高性能的电子器件。
它具有优异的导电性和光学特性,可用于制备场发射器件、太阳能电池等。
4.2 光电领域A相纳米氧化铝具有良好的光学透明性和光学非线性特性,可用于制备光纤、激光器、光学波导等光电器件。
4.3 催化领域A相纳米氧化铝作为催化剂或催化剂载体,可以在催化加氢、脱硫等反应中发挥重要作用。
其高比表面积和孔隙结构使其具有较大的活性表面积,提高了催化反应速率。
5. 结论综上所述,A相纳米氧化铝是一种具有广泛应用前景的新型材料。
高岭土如何制备纳米氧化铝

高岭土如何制备纳米氧化铝以高岭土作为原材料来制备纳米氧化铝,不仅可以提取大量的白炭黑,还可以提高高岭土资源利用率,实现高岭土深加工,具有良好的经济效益。
1、纳米氧化铝特性纳米氧化铝粉粒径尺寸范围为1—100nm,具有特别光电性、高磁阻、表面界面效应、液相传质能量小和各种粉体材料共有的小尺寸效应等特性,其在光汲取、磁介质、滤光、LED蓝宝石衬底、蓝宝石窗口屏、锂离子电池隔膜涂层、高端结构陶瓷、催化剂载体、抛光材料、导热材料等领域有广阔的应用前景。
纳米氧化铝内部含有多种晶型,不同晶型的特点也不同。
—Al2O3用于制备高机械强度、高韧性、高硬度、高强度的陶瓷件,如磨料、模具、切削工具等;—Al2O3具有良好的离子导电性,大量的—Al2O3烧结体用于电池制备;—Al2O3活性高、比表面积大,被广泛用作加氢脱硫和加氢催化剂、石油炼制催化剂、汽车尾气催化剂等。
2、高岭土提取氧化铝工艺采纳高岭土提取氧化铝,即分别高龄土中的铝和硅,形成二氧化硅、硅化物或者铝盐,依据硅、铝分别过程中使用反应剂的种类,可分为碱熔法和酸熔法。
(1)碱熔法(拜耳法)碱熔法亦称为拜耳法,重要用于制备工业化氧化铝,该方法对高岭土铝硅比要求较高。
在高温条件下,碱和高岭土中氧化铝发生反应得到铝酸钠浆液,利用铝酸钠溶液酸化得到溶胶或者沉淀,经过锻烧、干燥、洗涤等工序得到氧化铝。
(2)酸熔法酸熔法是指在高温条件下高岭土和活性强的酸性氧化物、有机酸或者无机酸发生反应,在H+作用下,生产二氧化硅和可溶性盐。
通过酸溶性方法制备氧化铝,其成本相对较高,操作工艺更加多而杂,但所得氧化铝中钠离子含量较低,具有更广泛的市场前景。
高岭土经过锻烧后,其内部组织结构发生变化,可增大高岭土活化能,加快氧化铝酸溶。
3、纳米氧化铝粉体制备采纳酸溶法分别高岭土中硅和铝,通过碱法提纯酸浸液,以提纯后铝盐溶液作为原材料,采纳碳酸铝铵热解法和勃姆石凝胶法制备纳米氧化铝粉体。
(1)勃姆石凝胶法勃姆石凝胶法是溶胶一凝胶法的一种,向提纯后铝酸钠溶液中加入碳酸氢铵溶液,促进AlO2—发生水解,生成Al(OH)3沉淀;向沉淀中滴加稀硝酸作为胶溶剂,制备得到AlOOH溶胶,经过脱水得到凝胶,再通过干燥、老化、洗涤等工艺得到勃姆石干凝胶,粉碎锻烧以后得到纳米氧化铝。
纳米氧化铝的制备及其应用研究

纳米氧化铝的制备及其应用研究随着科技不断发展,纳米材料已经成为研究的热点之一。
纳米氧化铝作为一种典型的纳米材料,其制备及应用也备受关注。
本文将探讨纳米氧化铝的制备及其应用研究现状。
一、纳米氧化铝的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是纳米氧化铝制备的一种常见方法。
该方法是将溶胶和凝胶相互转化制备纳米材料。
溶胶是一种均匀的溶解液体,而凝胶则是静置后,具有凝固状态的胶状物。
溶胶的制备一般使用金属有机化合物或金属盐等作为原料。
通过加入催化剂、保护剂等辅助剂,可以调节物质反应和氧化过程的速度及方向,从而制得不同质量的氧化铝材料。
2. 水热法水热法是一种简单、易操作、易于扩大生产的制备纳米氧化铝方法。
该方法主要利用水在高温高压状态下具有很强的溶解性,可以将较难溶解的物质转化为可溶物质。
在水热条件下进行反应,可以制备出具有较高结晶度、均匀粒径分布的氧化铝纳米材料。
3. 气相沉积法气相沉积法是利用高温高压下气体分解反应制备纳米氧化铝的方法。
该方法通常是通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)获得所需的气体和沉积材料。
通过调节反应温度、气体浓度、反应时间等工艺参数,可以制备出具有不同尺寸和形态的氧化铝纳米材料。
二、纳米氧化铝的应用1. 电子材料纳米氧化铝具有优异的电学性能,如高介电常数、低损耗、高绝缘强度等。
因此,纳米氧化铝被广泛应用于电子材料领域。
例如,纳米氧化铝可用于制备压敏电阻、介电层等电子元件。
2. 光学材料纳米氧化铝材料在光学材料中也具有广泛应用。
通过控制纳米氧化铝的粒度,可以调节其光学性质,如透过率、反射率等。
此外,纳米氧化铝还可以作为光致变色材料、高光谱材料等。
3. 磁性材料在磁性材料领域,纳米氧化铝也具有一定的应用价值。
将纳米氧化铝与磁性材料复合,可以有效改善其性能,例如提高介电常数、阻抗等。
此外,纳米氧化铝还可以作为电磁屏蔽材料等。
4. 生物医药材料近年来,纳米氧化铝在生物医药领域也得到了广泛研究。
高纯纳米氧化铝

高纯纳米氧化铝高纯纳米氧化铝是一种具有很高应用价值的新材料,它具有优异的物理和化学性质,广泛应用于催化剂、电子材料、陶瓷材料、涂料和生物医药等领域。
下面将从高纯纳米氧化铝的制备方法、物理和化学性质以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、制备方法高纯纳米氧化铝的制备方法主要有溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等多种方法。
溶胶-凝胶法是将金属有机溶液或无机盐溶解在适当的溶剂中,通过加入催化剂或控制温度等条件,使其形成氧化物胶体,然后通过干燥和煅烧等处理得到高纯度的氧化铝粉末。
水热法是将金属离子和氢氧根离子在水相中反应生成氢氧根离子络合物,然后通过调节温度和压力等条件使其形成晶体,在经过分离、洗涤和干燥等处理后得到高纯度的氧化铝粉末。
沉淀法是将金属盐溶解在水中,加入沉淀剂使其形成氢氧化物沉淀,然后通过煅烧和分离等处理得到高纯度的氧化铝粉末。
二、物理和化学性质高纯纳米氧化铝具有很高的比表面积和催化活性,其晶体结构为纤锌矿型结构,具有优异的力学性能和耐热性能。
同时,它还具有优异的电学、光学、磁学等性质,在电子材料、生物医药等领域有广泛应用。
三、应用领域1. 催化剂领域:高纯纳米氧化铝作为一种重要的催化剂载体材料,广泛应用于汽车尾气净化、工业废气净化和石油加工等领域。
2. 电子材料领域:高纯纳米氧化铝在电子材料中主要用于制备高压陶瓷电容器、微波介质陶瓷以及其他复合陶瓷材料等。
3. 陶瓷材料领域:高纯纳米氧化铝在陶瓷材料中主要用于制备高强度、高硬度和高耐磨性的陶瓷制品,如切割工具、陶瓷轴承等。
4. 涂料领域:高纯纳米氧化铝可以作为涂料中的添加剂,提高涂层的耐候性、硬度和耐腐蚀性,同时还能提高涂层的光泽度和透明度。
5. 生物医药领域:高纯纳米氧化铝在生物医药领域中主要用于制备生物传感器、药物缓释系统和人工骨骼等。
总之,随着科技的不断发展和应用领域的不断拓展,高纯纳米氧化铝将会有更加广泛的应用前景。
纳米氧化铝纳米线的制备及其应用研究

纳米氧化铝纳米线的制备及其应用研究纳米材料在当今的科学研究和工业发展中,得到了越来越广泛的应用。
其中,纳米氧化铝纳米线是一种重要的材料,具有极高的抗压强度和导电性能,能够广泛应用于电子、能源、传感器等领域。
本文将介绍纳米氧化铝纳米线的制备方法及其应用研究。
第一部分:纳米氧化铝纳米线的制备方法纳米氧化铝纳米线的制备方法主要有两种:湿化学法和气相沉积法。
1.湿化学法湿化学法主要是通过溶液反应的方式来制备氧化铝纳米线。
其主要步骤包括:将铝盐和氧化剂混合在水溶液中,使用凝胶转化剂使其成为凝胶状物质,利用干燥和高温煅烧的方法制备出氧化铝纳米线。
该方法制备的纳米线直径较小,可控性较差,但制备成本较低,适用于大规模生产。
2.气相沉积法气相沉积法是利用气相反应在高温下制备氧化铝纳米线。
其主要步骤包括:将铝源和氧源分别与惰性气体混合,在高温下使其反应生成氧化铝纳米线,利用沉积基底使其定向生长。
该方法制备的纳米线直径较大,可控性较好,但制备成本较高,适用于小批量生产。
第二部分:纳米氧化铝纳米线的应用研究纳米氧化铝纳米线的应用研究主要包括电子、能源、传感器等领域。
1.电子领域纳米氧化铝纳米线在电子领域中主要应用于晶体管和电容器等器件中。
其高弹性模量、高载流电子浓度和极高的导电性能,可以增强电子器件的性能和可靠性。
2.能源领域纳米氧化铝纳米线在能源领域中主要应用于锂离子电池和太阳能电池等方面。
其高比表面积、高功率密度和优异的循环性能,可以提高电池的性能和寿命。
3.传感器领域纳米氧化铝纳米线在传感器领域中主要应用于气体和生物传感器等方面。
其高表面活性和良好的生物相容性,可以提高传感器的灵敏度和可靠性。
结论纳米氧化铝纳米线作为一种重要的纳米材料,其制备方法和应用研究已经得到了广泛的研究和应用。
未来,需要进一步研究其制备方法的可控性和成本效益,并拓展其在新领域的应用,为人类社会的发展做出更加巨大的贡献。
材料科学中的纳米氧化铝制备技术

材料科学中的纳米氧化铝制备技术近年来,随着科技的不断发展和人们对材料优化性能的需求不断增长,纳米材料制备技术成为了材料科学领域中的热门研究方向,而纳米氧化铝作为一种重要的功能材料,也受到了广泛关注。
本文将详细介绍纳米氧化铝的制备技术,以及其在材料科学领域中的应用。
一、纳米氧化铝的基本特性纳米氧化铝是由纳米级氧化铝颗粒组成的粉末状材料,具有许多独特的物理和化学性质。
首先,纳米氧化铝颗粒的比表面积非常大,使其表面活性极强,从而增加了其化学反应和物理吸附的可能性。
其次,纳米氧化铝颗粒的晶格结构一般比较完整,晶界面的能量较高,对外界环境的响应也更为敏感。
另外,纳米氧化铝颗粒的尺寸越小,其量子效应和量子限制效应更加显著,材料的光学、磁学、热学、电学等性质也会发生明显变化。
二、纳米氧化铝的制备方法目前,纳米氧化铝的制备方法主要有以下几种:1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是最早被应用于纳米氧化铝制备的方法之一。
其基本原理是通过溶解氧化铝前驱体(如氯化铝、硝酸铝等)于溶剂中,形成溶胶,再通过加热、干燥等过程转变为凝胶,最终经过煅烧得到纳米氧化铝。
这种方法可以控制得到较为均匀的纳米氧化铝颗粒,但需要较长的反应时间,并且产物中常常会存在一定量的杂质。
2. 比较浸出法比较浸出法是通过将铝金属与氢氧化物混合,经过合适的处理,得到纳米氧化铝的一种方法。
这种方法具有成本低、加工便捷等优点,但是需要使用强碱性溶液,有一定的环境风险。
3. 等离子体化学法等离子体化学法是一种新兴的纳米氧化铝制备方法,其原理是通过气相放电等离子体产生活性氧化铝物种,并与前驱体反应生成纳米氧化铝颗粒。
这种方法可以得到高质量的、纯净的纳米氧化铝,但需要较高的制备成本。
三、纳米氧化铝的应用纳米氧化铝具有非常广泛的应用前景,主要涉及到以下几个方面:1. 光学材料纳米氧化铝在光学领域中被广泛应用,可以制备出具有良好光学性能的薄膜、光学器件等,如LED封装、光伏电池、光学滤波器等。
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第一章文献综述1.1关于纳米材料1.1.1什么是纳米材料目前,国际上将1~100 纳米(1纳米=10-3 微米=10-9米)范围内的微颗粒及其致密的聚集体,以及由纳米微晶所构成的材料,统称为纳米材料,包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。
纳米材料具有既不同于原子、分子,又具有不同于宏观物体的特殊性质,例如:所有的金属被细分到纳米微粒时,将失去绚丽的光彩而成为对太阳光几乎全吸收的黑体。
利用此特性可进行高效光热转换,可用作微波、红外隐型材料、优良的催化剂等。
无机非金属材料的光学性质亦随颗粒尺寸的减小而显著变化,例如硅片是不发光的,但纳米多孔硅却能发光;金属、玻璃与氧化物、半导体等纳米颗粒组成复合材料时,可以显著地改变力学、电学和光学性质,从而开拓新的研究与应用领域。
物质到纳米级以后,具有常规粗晶粒材料不具备的奇异特性和反常特性,展现出引人注目的应用前景。
如铜到纳米级就不导电,绝缘的SiO2晶体在20纳米时开始导电,高分子材料加入纳米材料制成的刃具,比金刚石制品还坚硬。
目前世界上共有各种材料约百万种,其中自然材料约占1/5。
纳米技术将给人类带来数10万种性能优异的材料。
1.1.2纳米材料在工业中的应用1、纳米陶瓷材料陶瓷有许多优良的性能而获得广泛的应用。
然而它又有性脆、烧结温度高等缺点,所以其应用受到一些限制。
而纳米陶瓷材料则不同,现已证实,纳米陶瓷CaF2和TiO2在常温上具有很好的韧性和延展性能。
它们在80℃~180℃范围内可产生约100%的塑性形变,而且烧结温度低,能在比大晶粒样品烧成温度低600℃的温度下烧出类似普通陶瓷硬度的产品。
这些特性提供了对纳米陶瓷材料在常温或次高温下进行冷加工的可能性。
如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形,然后作表面退火处理,就可以使纳米陶瓷材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学性,而内部毕业论文题目纳米氧化铝的制备刘莹仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。
若在陶瓷制品中添加适量的纳米SiO2,其脆性可大大降低,而韧性可提高几倍至几十倍,光洁度也明显提高。
纳米粒子的小尺寸效应和表面效应可使陶瓷在较低温度下烧制。
纳米材料的低温烧制特性还被广泛用于涂漆陶瓷与陶瓷薄膜之间的焊接材料、陶瓷表面绘画、金属—陶瓷的低接合等方面。
以人工合成的高纯度纳米粉末为原料可制备精细陶瓷材料。
有些纳米陶瓷材料还具有能量转换、信息传递的功能。
日本新技术事业团首创水热法生产纳米陶瓷材料。
该方法是在高温高压有水的环境下使过氧氯化锆和氯化钇进行合成,并在沉淀中加入尿素。
此法制得的粉末纯度达99.9%,平均直径在30纳米以内。
用这种微粒烧结的材料具有高强度、高韧性和离子导电好的特性,可用来制造各种切削工具、模具和高级研磨材料等。
2、粘合剂和密封胶粘合剂和密封胶是化学建材中的重要产品,使用范围很广。
国外已将纳米材料——SiO2作为添加剂加入到粘合剂和密封胶中,使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性都大大提高。
其作用机理是在纳米SiO2的表面包餐一层有机材料,使之具有亲水性,将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构,即由纳米SiO2小颗粒形成网络结构,抑制胶体流动,使固化速度加快,提高粘结效果。
因其颗粒尺寸小,更增加了胶的密封性[14]。
3、涂料在各类涂料中添加纳米SiO2可使其抗老化性能、光洁度及强度成倍地提高,涂料的质量和档次都得到升级。
因纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料(即抗老化),又因其颗粒极微小,因而比表面积大,能在涂料干燥时很快形成网络结构,同时增强涂料的强度和光洁度[14]。
4、新型塑料纳米粒子添加到塑料中去不仅起到补强作用,而且具有许多新的特性。
纳米SiO2因其透光,粒度小,可使塑料变得致密,从而使塑料薄膜的透明度、强度和韧性、防水性都大大提高,因此可作为特殊用途的高级塑料薄膜[14]。
5、有机玻璃在有机玻璃生产时加入表面经修饰的纳米SiO2,可使有机玻璃抗紫外线辐射能力增加并达到抗老化的目的。
纳米Al2O3弥散到透明的玻璃中既不影响透明度又提高了高温冲击韧性[14]。
6、功能纤维与新型橡胶以纳米SiO2和纳米TiO2经适当配比而成的复合粉体作为纤维的添加剂,可制得满足国防工业要求的抗紫外线辐射的功能纤维[20]。
7、纳米复合材料在原子尺度的合金中,不同的化学组分被严格限制在与固态或熔融状态能互溶的化学成分之间,而大多数化学组份的合金有很大的限制。
但对于纳米固体,二元甚至多元的复合材料,可以把不同化学组分的超微颗粒压制成多晶固体,而不必考虑组成部分是否互熔。
当然,这样获得的复合纳米相,不是原于尺度而是纳米尺度上的复合材料。
但如果把颗粒做得更小,直至仅几个原子大小时,就可以将金属和陶瓷混合,把半导体材料和导电材料混合,制成性能独特的各种复合材料、例如:纳米复合多层膜在7——17GHZ频率范围内吸收电磁波的峰值高达14分贝,在10分贝水平的吸收频率宽为2GHZ。
纳米合金颗粒光的反射率一般低于1%,粒度越小,吸收越强,利用这种特性,可以制造红外线检测元件、红外线吸收材料、隐形飞机上的雷达吸收材料等。
8、纳米SiO2-ⅹ在陶瓷中的应用将纳米SiO2-ⅹ添加到常规Al2O3粉体中,研制出纳米复合陶瓷制品(如纳米复合陶瓷基片、陶瓷过滤网、陶瓷辊棒等),其硬度、耐磨性、韧性、光洁度、冷热疲劳等性能均大幅提高。
例如专家们按莫来石组成的配方添加纳米SiO2-ⅹ后,发现在1550℃以下(低于SiO2——Al2O3最低共熔温度)全部转变成莫来石,并把骨科(较大颗粒的矿物)牢固地联结起来。
纳米SiO2-ⅹ在不饱和聚酯树脂中的应用但与之相配套的纳米材料,有些还要依赖进口。
针对玻璃钢制品的硬度较低、耐磨性较差等不足,专家们将纳米SiO2-ⅹ添加到胶衣树脂中,以增强玻璃钢制品的性能。
国际市场纳米材料有些己进入工业应用阶段。
德国、美国和日本已有纳米材料专业开发公司。
日本是高新技术陶瓷应用研究、开发比较早的国家。
日本和西欧生产陶瓷纳米材料的年总产值分别为71.5亿美元和15亿美元,年平均增长率分别为15.8%和18.9%。
因为纳米材料具有特殊的性能,因此有良好的潜在市场[14]。
我国也已建立了一些纳米材料专业生产厂,有的产品如铝粉已形成了生产规模,氧化铝、碳酸钙、氧化钛、氧化硅等材料已形成一定的生产规模。
近年来我国引进了一批高新技术,进一步完善纳米材料生产过程中的不足。
1.2关于荧光粉1.2.1荧光粉在世界范围的发展自GE公司的因曼博士(Inman)等1938年发明了实际应用的荧光灯到现在已有了55年的历史。
虽然新型光源不断出现,但无论现在还是将来,荧光灯作为主要光源的地位都不会改变。
正是由于生产技术的革新和因市场需求而开发出的新型荧光灯,确保了荧光灯的这一地位。
而荧光粉技术的革新毕业论文题目纳米氧化铝的制备刘莹是开发新型荧光灯的关键[15]。
随着荧光粉合成技术的不断成熟,对荧光粉的研究重点也从其光学特性逐渐转移到物理特性方面[16]。
如:荧光粉的粒度及分布、颗粒形貌、比表面积等。
随着等离子显示屏等高清晰度平板显示器的发展,对荧光粉的颗粒度、形貌等特性的要求日趋严格。
这被认为是PDP用荧光粉的关键技术之一,相应的对荧光粉所用原料的要求也越来越高[3]。
1.2.2荧光粉在我国的发展自从1982年紧凑型荧光灯在我国问世以来,我国已形成了一个独具优势的稀土紧凑型荧光灯产业[8]。
我国目前已经加入WTO,为防止出口美、欧国家和地区时的技术壁垒,我们要不断创新,以优质价廉的产品占领国际市场,取得更多的销售份额[3]。
稀土荧光粉的质量与其物理性能紧密相关,其中粒度及粒度分布、结晶性、比表面和外观形貌对荧光粉的性能和稳定性有很大影响,因此,近期在荧光粉合成工艺研究上也主要集中到荧光粉物理性能的控制上。
我们认为在荧光粉物理性能控制上,前驱体的制备尤其重要[4]。
1.3关于超细粉氧化铝1.3.1什么是超细粉氧化铝随着高科技的发展,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范围内的微粉[2]。
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]。
高纯超细氧化铝粉体为高压钠灯管、荧光粉和催化剂载体的必备原料,利用其较小的一次粒子特性可降低陶瓷体烧结温度。
某些场合还可制成高级坩埚代替价格昂贵的铂金坩埚。
高性能的氧化铝粉体要求做到超细、高纯、有较窄的粒径分布,无严重的团聚现象和稳定的相态[19]。
为达到这些性能要求,进入20世纪80年代以后科技界对高纯超细粉体的制备方法进行了深入的研究,取得了很大的进展。
现阶段超细氧化铝的制备方法主要有溶胶-凝胶法、硫酸铝铵热解法、碳酸铝铵热解法、异丙醇铝水解法、氯化汞活化水解法、等离子体法、喷雾热解法低碳、低碳烷基铝水解法、水热法、改良拜尔法、水析络合法和逐高纯铝直接水解法等[6]。
超细氧化铝粉体具有颗粒尺寸小、比表面积大、反应及烧结活性高等特点,在人工晶体、微电子器件、精密陶瓷、化工催化剂及复合材料等方面都得到重要应用。
目前其液相法制备主要有以铝醇盐和无机铝盐为原料的溶胶——凝胶法和沉淀法[12]。
其中已无机铝盐为原料的沉淀法因具有易得、制备成本低和便于工业化应用等特点而备受关注,并一直是制备研究的热点。
在沉淀法中,以硫酸铝铵为原料合成前驱物碳酸铝铵,然后热分解可制得性能优良的纳米氧化铝粉体。
作为特种功能材料之一的超细氧化铝粉体,占全部超细粉体的三分之一左右,特别是α-Al2O3粉体由于具有高强度、高硬度、抗磨损、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘性好、表面积大等优异的特性,所以超细氧化铝在催化、阻燃、隔音、绝缘、精细陶瓷等方面具有特殊的用途。
因此氧化铝超细粉体的制备具有重要的意义[2]。
1.3.2氧化铝超细粉体的应用高纯超细氧化铝其具有真比重大、莫氏硬度高、耐腐蚀、易烧结等优点,由于具有精细的结构、均匀的组织、特定的晶界结构、高温稳定性和良好的加工性能、绝缘耐热及可与多种材料复合等特性,主要用于电子工业、生化陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷等方面,是电子、机械、航空、化工、建材等高科技领域中的基础材料之一。
1、高压钠灯发光管由高纯超细氧化铝为原料制成的精细陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、绝缘性好、强度高等特性,是一种优良的光学陶瓷材料。