化学共沉淀法合成美铝尖晶石粉体(英文)

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镁铝尖晶石微粉的合成方法

镁铝尖晶石微粉的合成方法

镁铝尖晶石微粉的合成方法纳米 MgAl2O4的制备方法传统的制备 MgAl2O4 颗粒粉体的方法是利用 A12O3 和 MgO 的固相反应: A12O3+MgO= MgAl2O4 (1.1) 这种固相反应需要 1450?的高温[4]在如此高的温度下,颗粒会发生长大,并产生严重的团聚。

而且,这种方法消耗能源巨大。

近年来,人们开发出许多制备 MgAl2O4 纳米颗粒粉体的技术[5]。

主要制备纳米MgAl2O4 粉体的方法如下。

1) 金属醇盐法金属醇盐法是将金属作为起始原料,分别和一定的醇反应生成金属醇盐,然后将金属醇盐经减压蒸馏、提纯、分馏即可得到纳米尺寸的粉末。

黄存新、彭载学等人用这种方法制备了纳米 MgAl2O4 粉末,再采用热压烧结的方法得到了MgAl2O4 透明陶瓷。

他们将金属镁、铝分别和乙醇(C2H5OH)、异丙醇 ((CH3)2CHOH)反应生成 Mg(OC2H5)2 和 Al(OC3H7)3,然后将两种金属醇盐振荡混合,在这个过程中二者反应生成 MgAl2(OC2H5)2(OC3H7)6,继续振荡并加入蒸馏水和乙醇(C2H5OH)直至成为溶胶状态,然后在室温下放置一段时间使溶胶形成了凝胶,再在 100?左右的温度下进行真空干燥,最后在 800?-1100?温度范围内煅烧即可得纳米 MgAl2O4 粉末[6]。

这种方法制备的 MgAl2O4 粉末,晶粒尺寸在 50-1500nm 之间,颗粒分布比较均匀。

但是该方法工艺比较复杂,且容易引入杂质离子,如Na+、Si、C。

而透明陶瓷材料对纳米 MgAl2O4 粉末的纯度要求很高,能够吸收可见光的杂质的引入将增加透明陶瓷的光吸收因素 Sim,会降低了材料的综合性能。

2)化学共沉淀法在含有多种金属阳离子的溶液中加入沉淀剂后,可使所有阳离子完全沉淀,再煅烧沉淀物可得到氧化物粉体,这种方法称为化学共沉淀法。

利用此种方法,研究者们制备了 MgAl2O4 纳米颗粒粉体。

镁铝尖晶石的合成及其工业应用

镁铝尖晶石的合成及其工业应用

镁铝尖晶石的合成及其工业应用1. 应用背景镁铝尖晶石(MgAl2O4)是一种重要的陶瓷材料,具有高熔点、高硬度、高耐磨性、优异的导热性能和化学稳定性等特点。

这些特性使得镁铝尖晶石在高温和高压的环境下能够保持其结构和性能稳定,因此被广泛应用于各个领域,包括电子技术、陶瓷工艺、催化剂、防火材料等。

2. 应用过程镁铝尖晶石的合成主要有以下几种方法:2.1. 固相法固相法是一种传统的合成方法,通过将镁氧化物(MgO)和氧化铝(Al2O3)按一定的比例混合,并在高温下进行煅烧反应来合成镁铝尖晶石。

在这个过程中,混合物首先经过颗粒破碎和混合,然后在高温下煅烧。

最终形成镁铝尖晶石的晶体。

2.2. 水热法水热法是一种利用水热合成方法,该方法需要将氢氧化镁(Mg(OH)2)和氯化铝(AlCl3)溶解在水中,然后在高温高压的条件下进行反应。

这个反应过程可以通过调节反应温度和反应时间来控制镁铝尖晶石晶体的形貌和尺寸。

2.3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种先合成溶胶,再通过凝胶过程形成固体材料的方法。

该方法将金属溶胶(可通过金属盐与有机物反应得到)与络合剂混合,并在一定条件下进行反应,通过水解和缩聚来形成凝胶。

然后通过煅烧过程来获得镁铝尖晶石材料。

3. 应用效果镁铝尖晶石在各个工业领域都有广泛的应用。

3.1. 电子技术镁铝尖晶石是一种常见的电子陶瓷材料,广泛应用于电子技术领域。

其具有优异的绝缘性能、高介电常数和低介电损耗,因此被广泛用作电容器、电感器和滤波器等电子元件的基底材料。

此外,镁铝尖晶石还具有优秀的热膨胀性能,可以与一些硅基材料良好地匹配,用于微电子封装材料和高密度集成电路的基底材料。

3.2. 陶瓷工艺镁铝尖晶石的高硬度和耐磨性使其成为制造陶瓷刀具和陶瓷磨料的理想选择。

陶瓷刀具具有优异的切割性能和耐磨性,被广泛应用于切割、切割和磨削等工艺中。

此外,镁铝尖晶石还可以用于制造陶瓷磨料,用于超硬材料加工、抛光、磨削等领域。

M:MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递

M:MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递

M:MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递夏心俊;阎峰云;孙文峰;魏富中;马文丽【摘要】Solely doped Mn2+,Cr3+and magnesium aluminate spinel powder with double-doped Mn2+, Cr3+is prepared with chemical coprecipitation method,every kind of ionic concentration is changed,the power is applied with XRD and fluorometric analysis.The result shows that the sample with solely doped Mn2+ionic emitted 520 nm of green light under the excitation of 450 nm wavelength;the sample with sole-ly doped Cr3+ionic emitted red light of 694nm under the excitation of 425 nm and 545 nm;double-doped Mg1-xAl2(1-y)O4:xMn2+,yCr3+powder can get green light of 525 nm and red light of 694 nm when emit-ting wavelength is 450 nm,red emission peak of double-doped sample at 694 nm is excitated together with 425nm,450 nm and 525 nm,there is energy transfer between Mn2+and Cr3+,both are excitation center and sensitivity center.With concentration increasing of Mn2+and Cr3+,green light intensity in emission spec-trum is increased,as well as red light.%采用化学共沉淀法制备出单掺Mn2+,单掺 Cr3+以及Mn2+,Cr3+双掺的镁铝尖晶石粉体,改变各掺杂离子浓度,对粉体进行 XRD、荧光分析.结果表明,单掺Mn2+离子的样品在450 nm 波长激发下发射520 nm的绿光;单掺Cr3+离子的样品在425 nm 和545 nm波长激发下发射694 nm的红光;双掺的Mg1-xAl2(1-y)O4:xMn2+,yCr3+粉体在激发波长为450 nm 时得到525 nm 的绿光和694 nm的红光,双掺样品在694 nm的红色发射峰由425 nm,450 nm和525 nm共同激发,Mn2+和Cr3+离子之间存在能量传递,二者互为激发中心和敏化中心,随着Mn2+离子和 Cr3+离子浓度的增加,发射光谱中发生猝灭时的绿光强度得到提高,红光强度逐渐增加.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】6页(P129-134)【关键词】共沉淀;镁铝尖晶石;Mn2+离子;Cr3+离子;荧光性能【作者】夏心俊;阎峰云;孙文峰;魏富中;马文丽【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】O482.31镁铝尖晶石(MgAl2O4)是一种新型功能材料,其粉体在发光、固体激光器和透明陶瓷制备等方面已具有广泛应用[1-3]。

镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究

镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究

摘要本文主要综述了镁铝尖晶石透明陶瓷制备的研究进展;分别介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的抗钢包渣侵蚀性能研究和透光性能研究,同时介绍了不同的镁铝尖晶石的制备,还有镁铝尖晶石在各领域的应用,并对其发展前景做了展望。

关键词:镁铝尖晶石;透明陶瓷;镁铝尖晶石性能;镁铝尖晶石制备MgAl2O4 transparent ceramic preparationand Properties ResearchAbstractThis paper reviewed the research progress in MgAl2O4transparent ceramic preparation; then introduces the research study and transmittance properties of ladle slag resistance of mg Al spinel transparent ceramics erosion, also introduces the different preparation of magnesia alumina spinel, spinel and application in various fields,and has made the forecast to its development prospects.Keywords: Magnesia alumina spinel; Transparent ceramics; Magnesia alumina spinel properties;Preparation of magnesia alumina spinel1 绪论尖晶石是一组分子组成为AB 2O 4的等轴晶系的系列化合物。

在所有的尖晶石类结构中,氧原子是等同的,以立方密堆积排列[1]在镁铝尖晶石(MgAl 2O 4)中,由于氧原子比阳离子大得多,铝和镁的金属离子分别按一定的规律插入在O 2-按最密堆积形成的八面体和四面体空隙中,并保持电中性[2].由镁铝尖晶石粉末制备的透明多晶 MgAl 2O 4既具有陶瓷的优点,如耐高温(2135℃)耐腐蚀,耐磨损、抗冲击高、硬度高、强度良好的电绝缘性能、线胀系数小等,又具有如蓝宝石晶体、石英玻璃的光学性能,在紫外可见光、红外光波段具有良好的透过率[3].可用于制造导弹头罩透明装甲、电子元器件的绝缘骨架,红外波段窗口材细陶瓷器皿、光纤及光纤传感器,还可作为投影电视发光基片.众所周知,粉体合成是制备光学透明陶瓷非常关键一环2镁铝尖晶石透明陶瓷性能研究 2。

镁铝尖晶石的耐火材料合成

镁铝尖晶石的耐火材料合成

镁铝尖晶石的耐火材料合成
镁铝尖晶石(Mg-Al-Spinel)是一种常用的高温耐火材料,它具有良
好的热稳定性、耐腐蚀性和化学稳定性,在高温环境下具有良好的绝缘性能。

对于高温耐火材料,最重要的是它们具有良好的耐火性能,因此,有
必要深入了解镁铝尖晶石合成的耐火材料。

首先,镁铝尖晶石合成的耐火材料的基本成分是硅、镁和铝,它们可
以通过熔炼、混合和烧结制备而成。

熔炼时先将硅和铝加入高熔点的镁,
使它们完全溶解,然后将溶液冷却,当温度适当时,就可以形成一定的粒
度的镁铝尖晶石,这样就能成功地完成合成。

其次,混合的成分是镁、铝和硅,它们都具有较高的熔点,因此需要
高温熔炼,才能得到镁铝尖晶石的粉末。

混合的比例要求是Mg:Al:Si
=2:1:4,这样才能保证合金的性能。

由于镁铝尖晶石的成分是固溶体,所以混合前应该先将镁、铝和硅熔炼分别,并将混合温度降到合适的温度,这样就能保证得到质量较好的尖晶石粉末,有利于表面的烧结。

最后,将混合的尖晶石粉末重新加热,在适当的温度和压力下,它们
可以形成原子之间紧密的等位结构,这可以有效地提高材料的抗高温腐蚀
性能,从而得到最终的高温耐火材料。

一种镁铝尖晶石的制备方法[发明专利]

一种镁铝尖晶石的制备方法[发明专利]

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011342274.0(22)申请日 2020.11.25(71)申请人 中国石油天然气股份有限公司地址 100007 北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人 王东军 王玉军 何玉莲 王伟众 贾云刚 姜伟 赵仲阳 金书含 辛颖 何昌洪 朱丽娜 赵铁凯 邓旭亮 李影辉 赵光辉 董平 牛明 邵荣兰 洪梅 (74)专利代理机构 北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006专利代理师 高龙鑫 王玉双(51)Int.Cl.C01F 7/162(2022.01)(54)发明名称一种镁铝尖晶石的制备方法(57)摘要本发明涉及一种镁铝尖晶石的制备方法,包括以下步骤:(1)制备包含镁和铝的金属盐溶液,所述金属盐溶液的浓度为0.1~0.8mol/L,并且其中,镁和铝的浓度之比为1:1~1:5,制备沉淀剂混合溶液;(2)所述金属盐溶液和所述沉淀剂混合溶液分别由气体通过管路带入混合室中,在混合室中的高压空气使反应物快速地混合均匀,然后被两股气流带出混合室,在混合室外,两股气流携带混合均匀的混合溶液对撞并同时发生共沉淀反应,得到前驱体;(3)在所述前驱体上加入表面活性剂溶液得到前驱体粒子;(4)将所述前驱体粒子在搅拌的条件下老化、洗涤、干燥;(5)将干燥后的前驱体粒子焙烧,得到镁铝尖晶石。

权利要求书1页 说明书5页 附图4页CN 114538491 A 2022.05.27C N 114538491A1.一种镁铝尖晶石的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)制备包含镁和铝的金属盐溶液,所述金属盐溶液的浓度为0.1~0.8mol/L,并且其中,镁和铝的浓度之比为1:1~1:5,制备沉淀剂混合溶液;(2)所述金属盐溶液和所述沉淀剂混合溶液分别由气体通过管路带入混合室中,在混合室中的高压空气使反应物快速地混合均匀,然后被两股气流带出混合室,在混合室外,两股气流携带混合均匀的混合溶液对撞并同时发生共沉淀反应,得到前驱体;(3)在所述前驱体上加入表面活性剂溶液得到前驱体粒子;(4)将所述前驱体粒子在搅拌的条件下老化、洗涤、干燥;(5)将干燥后的前驱体粒子焙烧,得到镁铝尖晶石。

镁铝尖晶石的制备方法研究

镁铝尖晶石的制备方法研究

镁铝尖晶石的制备方法研究镁铝尖晶石因具有优异的化学、光学、热力学性质而倍受学术界及工业部门关注。

本文介绍了镁铝尖晶石的制备方法,比较了它们之间的优缺点及适用范围。

标签:镁铝尖晶石;固相反应法;湿化学法镁铝尖晶石为标准型AB2O4构造,Mg2+置于四面体中,Al3+置于八面体中,其具有高熔点(2135℃)、高硬度(莫氏硬度为8)、高强度(常温,135-216MPa;1300℃,120-205MPa)、高电阻率、宽的能量带隙、热膨胀系数小(30-1400℃,9×10-6℃-1)、密度较低(3.58g/cm3)、抗腐蚀及热震性能好等优异性能,所以镁铝尖晶石在窗口材料、绝缘材料、耐磨材料及耐火材料中得到广泛应用。

目前,制备镁铝尖晶石的方法主要是固相反应法和湿化学法。

一、固相反应法(一)烧结法批量制备镁铝尖晶石最常用的方法是含有Mg、Al前驱体的传统的固相烧结法,具体有它们的氧化物、氢氧化物以及碳酸盐类等。

以方镁石和刚玉为原料来制备镁铝尖晶石,其反应机理是在较高的温度(>1400℃)下,阳离子Mg2+和Al3+之间的相互扩散,但是固相烧结法生成的镁铝尖晶石会产生8%的体积膨胀,此膨胀相当于2.6%的线性膨胀,阻碍了镁铝尖晶石的烧结。

通常情况下,在工业生产中采用二步煅烧法来控制镁铝尖晶石的体积膨胀,以获得致密的镁铝尖晶石颗粒。

因为二步煅烧法包含两段烧制周期,所以固相烧结法制备镁铝尖晶石会增加成本。

于是,大量学者致力于研究镁铝尖晶石的体积膨胀机理以及降低镁铝尖晶石的生产成本。

(二)电熔法电熔镁铝尖晶石是以氧化铝粉和高纯轻烧氧化镁粉为主要原料,在电弧炉内经2000℃以上高温熔炼而成。

电熔法制备的镁铝尖晶石纯度很高,因为此方法生产过程中温度很高,使得原料中的杂质挥发。

然而,电熔法能源消耗量大,所以对于一些电力昂贵的国家的企业此方法是不可行的。

(三)熔盐合成法熔盐合成法是新型的镁铝尖晶石的合成方法,其采用低熔点的盐熔体作为反应介质,利用反应物在熔盐中的溶解,将某些通常情况下的固相反应变为液相之间的反应,从而有利于反应物的传质和扩散,最终达到降低反应温度和提高反应速率的效果。

镁铝尖晶石粉体的制备方法

镁铝尖晶石粉体的制备方法

万方数据中国陶瓷2008年第7期图1醇盐水解制备尖晶石粉体的SEM照片Fig.1ASEMphotoofspinelpowdersobtainedbyalkoxidehydrolysismethod¨柚■¨∞¨IO-知图2醇盐水解制备尖晶石粉体的XRD谱图Fig.2XRDpatternsofspinelpowdersobtainedbyalkoxidehydrolysismethod有非晶态的AI(OH),、Mg。

A1,(OH)。

・3H,O以及少量的碳酸盐和硝酸根离子,在干燥过程中容易形成团聚,所以,该体系制备的粉体烧结性较差,烧结体相对密度低于95%。

硫酸盐体系制备的前驱物含有Mg(OH),、AI(OH),、Mg;A1。

011.15H,O,还有少量的碳酸盐和硫酸根离子,该体系制备的粉体烧结活性较好、体密度高。

2.2共沉淀法共沉淀法是在同一溶液中加入沉淀剂生成两种或两种以上的沉淀物,再经热处理来制备粉体的方法。

马亚鲁【8】等人以AICI,・6H,O、MgCI,・6H,O为原料,NH,・H,O作沉淀剂,按n(MgO):n(Al,O,)=l:1.5配制成浓度为0.5mol・L叫的混合盐溶液,在快速搅拌下缓慢滴入氨水,调节pH值至ll~12,65℃下反应30min便可得到白色絮状凝胶,经水洗、离心分离后于85℃干燥,并在900"C下焙烧1h,便得到MAS粉体。

该粉体成分均匀、晶粒尺寸40rim,颗粒近似球形,无硬团聚,粉体的比表面积在100m2・g。

1以上。

沉淀法虽然是最简单、最方便的湿化学法,但其致命缺陷是很难制得高纯产物。

有人报道制得高纯产物,但从其制备过程看,全部原料试剂和添加剂均为分析纯,最终产物的纯度连99.9%也达不到;另外,湿化学法的普遍问题是粉体的团聚,为解决颗粒团聚加入的添加剂_;}'4I中国陶瓷ICHINACERAMICSI2008(44)第7期j也会影响粉体的纯度。

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M. M. Rashad Æ Z. I. Zaki Æ H. El-Shall
Received: 23 October 2008 / Accepted: 16 March 2009 / Published online: 2 April 2009 Ó Springer Science+Business Media, LLC 2009
123
J Mater Sci (2009) 44:2992–2998
2993
The method is also called combustion method, polymeric precursor method, acids gel method (oxalate precursor, tartaric acid, lactic acid, etc.), and also Pechini-type process (Citrate precursor method). The organic precursor was not only used to form stable complexes with starting metallic ions but also used as organic rich fuel [20–23]. This study aims to synthezise the spinel magnesium aluminate nanopowders using 8-hydroxyquinoline (HQ) and tetraethyl ammonium hydroxide (TEAOH). The changes in phase formation, crystallite size, density, specific surface area, particle size distribution, and powder morphology were systematically studied.
Thus, it is important to obtain the spinel of high purity using an easy preparation method. The solid-state synthesis of MgAl2O4 spinel, as conventional synthesis technique,
J Mater Sci (2009) 44:2992–2998 DOI 10.1007/s10853-009-3397-8
LETTER
A novel approach for synthesis of nanocrystalline MgAl2O4 powders by co-precipitation method
To the best of our knowledge, no published study in the literature on synthesis of MgAl2O4 has so far used the co-precipitation method with organic reagents. Most publications about organic precursor technique, which involves the preparation of aqueous solution, required cation, the chelation of cations in solution by addition of carboxylic acid then, raising the temperature of the solution until formation of the precursor. The precursor is calcined at low temperature compared with other methods to form the powder, where the quasi-atomic dispersion of constituent components in liquid precursors facilitates synthesis of the crystallized powder.
requires higher temperature and longer reaction time so that the synthesized powder suffers from agglomeration and low sinter activity. Thus, the preparation of magnesium aluminate powders with high purity, chemical homogeneity, control of stoichiometry, fine particle size, narrow particle size distribution, and minimum particle agglomeration with high sinter activity has received considerable attention in order to improve the material properties [10]. Numerous wet chemical methods have been employed to synthesize magnesium aluminate fine particles including sol–gel [11, 12], co-precipitation [13–15], hydrothermal [16, 17], microwave-assisted combustion processing [18], microemulsion [19], metal-organic processing [20–23], spray drying [24], freeze drying [25], and mechanochemical synthesis [26, 27] techniques. The chemical co-precipitation method [28–31] ensures proper distribution of various metals ions resulting into stoichiometric and smaller particle sized product compared to some of the others. Moreover, the process is a lowcost technique suitable for the mass production compared to the other mentioned methods. The main drawback is that the particle size is not small and monodispersed enough for specific applications.
Experimental
Materials and processing
All the chemicals and reagents used were of high purity. The materials used were anhydrous aluminum chloride AlCl3, anhydrous magnesium chloride MgCl2, TEAOH (C2H5)4NOH, and 8-HQ C9H7NOH.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Introduction
Magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) posseses a unique combination of desirable properties such as high melting point (2,135 °C), good mechanical strength at room and evaluated temperatures, high chemical inertness, low dielectric constant and electrical losses, good shock resistance, and excellent optical properties [1]. Due to these desirable properties, it has a wide range of applications in structural, chemical, optical, and electrical industries. MgAl2O4 has mainly been used as refractory in heavy industry and as substrate for solid-state electronic devices. Nowadays, new potential applications have been reported including; ceramic ultra-filtration membranes, electroinsulators, and optical materials such as optically transparent, fiber-optic temperature sensors, tunable solid-state lasers, matrix for fabrication of optical nanodevices, highbrightness phosphor screen, catalysis, and humidity sensor applications. Furthermore, the MgAl2O4 spinel has been employed as excellent transparent ceramic materials for high temperature arc-enclosing envelopes and alkali-metal vapor discharge devices [2–9].
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