论文题目: 纳米刚玉磨料的制备
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料学
作者: 韩冰
导师: 李志宏
关键词: 纳米,磨料,陶瓷,刚玉,制备
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 纳米刚玉磨料是一种应用前景广泛的磨料,其性能将优于SG磨料。利用硝酸铝溶液和碳酸铵溶液的沉淀反应制备一种氧化铝的前驱体-氢氧化铝粉体,并将其用于制备纳米刚玉磨料。研究了pH值、溶液浓度、分散剂用量对纳米氧化铝粒径的影响。探讨了在前驱体中掺杂纳米氧化铝籽晶、氧化镁、二氧化硅对纳米氧化铝烧结性能及显微结构的影响,并讨论了烧结工艺、粉体处理工艺、添加剂掺杂方式对氧化铝粒径、磨料烧结性能和单颗粒强度的影响,优化设置了适合纳米刚玉磨料烧结的升温制度。用差热、透射电子显微镜、比表面、激光粒度分析仪、扫描电镜、单颗粒强度测试仪等测试手段对产物进行分析。并将制备的纳米刚玉磨料的单颗粒强度与白刚玉和国外SG磨料进行了对比。实验结果表明,分散剂用量、铝盐浓度、反应溶液pH值均对纳米氧化铝粒径有较大影响。较佳的制备纳米刚玉磨料的工艺为:在反应温度=45℃、pH=5.0、分散剂用量=1.0%(质量百分数)、铝盐浓度=0.1mol/L的条件下,制备纳米氢氧化铝粉体,并以球磨的方式共同引入氧化镁、纳米氧化铝籽晶和二氧化硅为添加剂,干燥后220MPa造粒,1450℃,2小时烧成。此种磨料60/80目颗粒的单颗粒强度为23.52牛顿,相对密度达99.40%,颗粒平均粒径在100nm左右。其单颗粒强度优于同粒度的白刚玉磨料和国外SG磨料。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
第二章 文献综述
2.1 氧化铝的分类及α-Al_2O_3的特点
2.1.1 氧化铝的分类
2.1.2 α-Al_2O_3的晶体结构与性质
2.2 氧化铝在磨料方面的应用
2.3 陶瓷刚玉磨料
2.3.1 陶瓷刚玉磨料的特点
2.3.2 陶瓷刚玉磨料的研究进展及发展方向
2.4 纳米氧化铝的制备
2.4.1 固相法
2.4.2 气相法
2.4.3 液相法
2.5 纳米陶瓷粉末烧结技术
2.6 纳米氧化铝的应用
2.6.1 在低温塑性氧化铝陶瓷中的应用
2.6.2 在纳米复合陶瓷中的应用
2.6.3 在光学材料的应用
2.6.4 在表面防护层材料中的应用
2.6.5 在半导体材料中的应用
2.6.6 在化工催化领域的应用
2.6.7 在弥散强化材料中的应用
2.6.8 在微电子工业中的应用
2.7 论文研究内容及意义
第三章 直接沉淀法制备纳米刚玉工艺研究
3.1 实验原理及工艺选择
3.1.1 纳米粒子形成的热力学、动力学基础
3.1.2 操作方法
3.1.3 纳米粒子的团聚与分散控制
3.2 实验
3.2.1 实验原料及仪器
3.2.2 性能分析
3.2.2.1 热分析
3.2.2.2 X-射线物相分析
3.2.2.3 形貌分析
3.2.2.4 粒度分析
3.2.3 实验步骤
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 前驱体Al(OH)_3的TG-DTA曲线
3.3.2 纳米氧化铝的晶型分析
3.3.3 铝盐浓度对纳米氧化铝颗粒粒径的影响
3.3.4 体系pH值对纳米氧化铝颗粒粒径的影响
3.3.5 PEG用量对纳米氧化铝颗粒粒径的影响
3.3.6 电解质对制备纳米氧化铝的影响
3.3.7 籽晶及硝酸铵掺杂对纳米氧化铝相变温度的影响
3.3.8 纳米氧化铝的形貌
3.4 小结
第四章 纳米氧化铝粉体的煅烧及烧结性能研究
4.1 实验
4.1.1 粉体的制备
4.1.2 煅烧工艺
4.1.3 实验步骤
4.1.4 产品性能分析
4.1.4.1 收缩率测试
4.1.4.2 密度测试
4.1.4.3 形貌分析
4.1.4.4 单颗粒强度测试
4.2 实验结果与讨论
4.2.1 煅烧过程分析
4.2.2 添加剂添加方式对烧结的影响
4.2.3 煅烧工艺对纳米氧化铝烧结的影响
4.2.4 煅烧温度及保温时间对烧结的影响
4.2.4.1 煅烧温度及保温时间对产物相对密度的影响
4.2.4 2 煅烧温度及保温时间对产物显微结构的影响
4.2.4.3 煅烧温度及保温时间对颗粒强度的影响
4.2.5 添加剂对纳米氧化铝烧结的影响
4.2.5.1 氧化镁的掺杂
4.2.5.2 纳米氧化铝籽晶的掺杂
4.2.5.3 氧化镁和二氧化硅的掺杂
4.2.5.4 纳米氧化铝籽晶、氧化镁和二氧化硅的掺杂
4.3 纳米刚玉磨料与其它磨料的对比
4.4 小结
第五章 结论
参考文献
附1. 硕士期间发表论文情况
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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