基于無機(jī)鹽溶膠凝膠過程調(diào)控的新型氧化鋁（鋯）基材料的制備技術(shù)研究.pdf

1、氧化鋁（鋯）基材料由于具有良好的耐高溫，耐腐性能和其它許多優(yōu)良的特性，可廣泛應(yīng)用于高溫隔熱，氣體吸附，水體凈化，防腐蝕，氣體探測，白光照明等眾多領(lǐng)域。本文通過改進(jìn)添加環(huán)氧丙烷的無機(jī)鹽溶膠凝膠工藝，有效調(diào)控氧化鋁（鋯）基材料的微觀結(jié)構(gòu)與形貌，研制了塊體氧化鋁類氣凝膠，球形鈰離子摻雜釔鋁石榴石(YAG∶Ce)熒光粉，塊體氧化鋯多孔材料等具有獨(dú)特微觀結(jié)構(gòu)與形貌的氧化鋁（鋯）基材料。系統(tǒng)研究了不同老化時間，水醇比、環(huán)氧丙烷加入量和熱處理溫度對塊

2、體氧化鋁類氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能的影響;研究了原料組成、制備工藝對球形YAG∶Ce熒光粉形貌的影響，以及Ce離子摻雜濃度及后續(xù)酸洗過程對球形YAG∶Ce熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響;研究了Mg2+或Y3+摻雜濃度、甲基甲酰胺加入量、聚氧化乙烯加入量、環(huán)氧丙烷加入量、水醇比熱處理工藝對塊體氧化鋯多孔材料晶型及微觀結(jié)構(gòu)的影響。這一改進(jìn)的添加環(huán)氧丙烷的無機(jī)鹽溶膠凝膠工藝具有制備工藝簡單，設(shè)備低廉，可規(guī)?；苽涞忍攸c(diǎn)，所制備的新型氧化鋁（鋯）基材料在

3、高溫隔熱，氣體探測，液體分離，白光照明等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
　　論文主要研究結(jié)果如下:
　　1、通過添加環(huán)氧丙烷的無機(jī)鹽溶膠凝膠工藝制備了由氧化鋁空心球構(gòu)成的塊體氧化鋁類氣凝膠。研究了反應(yīng)物組成、制備工藝和熱處理溫度對塊體氧化鋁類氣凝膠微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，老化時間會對產(chǎn)物的形貌產(chǎn)生顯著影響，隨著老化時間的變長，反應(yīng)產(chǎn)物會從實(shí)心球逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泻Ｄ憼罱Y(jié)構(gòu)的空心球。同時，水醇比，環(huán)氧丙烷添加量及反應(yīng)溫度

4、會影響反應(yīng)速度并最終影響反應(yīng)產(chǎn)物的形貌。在水醇摩爾比為1∶0.48，環(huán)氧丙烷添加量為7ml，反應(yīng)溫度為25℃時，可以獲得由表面為海膽狀結(jié)構(gòu)的空心球組成的塊體氧化鋁類氣凝膠，這種氧化鋁類氣凝膠與常規(guī)制備的氧化鋁氣凝膠類似，其密度為0.13g/cm3，比表面積為505.3m2/g，室溫導(dǎo)熱系數(shù)為0.036W/m·K，但耐高溫性優(yōu)于普通氧化鋁氣凝膠。研制了大尺寸氧化鋁空心球/莫來石纖維復(fù)合材料，與普通莫來石纖維氈相比，除了導(dǎo)熱系數(shù)，氧化鋁空心

5、球/莫來石纖維復(fù)合材料的紫外-可見-紅外透過率也明顯降低，這對于降低高溫時的輻射傳導(dǎo)具有非常重要的意義。
　　2、通過添加環(huán)氧丙烷的無機(jī)鹽溶膠凝膠工藝制備了球形YAG∶Ce熒光粉顆粒，研究了水醇比、老化時間、環(huán)氧丙烷及甲酰胺加入量對熒光粉形貌，以及Ce離子摻雜濃度及后續(xù)酸洗過程對熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的影響。當(dāng)老化時間為0小時，水醇摩爾比為1∶0.48，環(huán)氧丙烷加入量為7ml，甲酰胺加入量為1ml時，可獲得形狀規(guī)整，粒徑均勻的球形YAG∶

6、Ce熒光粉。Ce摻雜濃度對球形YAG∶Ce熒光粉發(fā)光強(qiáng)度有顯著影響，當(dāng)Ce摻雜濃度為6％時，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值，同時，經(jīng)過鹽酸清洗樣品的發(fā)光強(qiáng)度可提高約40％。
　　3、通過在添加環(huán)氧丙烷的無機(jī)鹽溶膠凝膠工藝中引入分相過程制備了具有連通狀孔洞結(jié)構(gòu)的塊體氧化鋯多孔材料，研究了組成、熱處理溫度對氧化鋯多孔材料晶型與微觀形貌的影響。隨著Mg2+、Y3+、甲基甲酰胺及聚氧化乙烯含量的增大，分相趨勢加劇，使產(chǎn)物的形貌從實(shí)心的透明凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)檫B