高性能鎂鋁尖晶石粉體的制備.pdf

1、鎂鋁尖晶石MgAl2O4具有良好的耐蝕性、耐磨性、光學(xué)性能及化學(xué)穩(wěn)定性，而且其絕緣性好，熱膨脹系數(shù)小，硬度高，高質(zhì)量的鎂鋁尖晶石廣泛用作激光基質(zhì)晶體材料。研制高質(zhì)量鎂鋁尖晶石的關(guān)鍵在于高性能鎂鋁尖晶石粉體的制備，而現(xiàn)有的制備方法雖能合成尖晶石粉體，但粉體的粒度不細(xì)、純度不高，都影響了最終尖晶石光學(xué)材料的性能，而不能適用于高新技術(shù)的應(yīng)用。本文所制備的鎂鋁尖晶石粉體具有粒度細(xì)小、形貌規(guī)則、合成溫度低、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，有益于鎂鋁尖晶石粉體性能

2、的提高及工業(yè)化應(yīng)用。 本文采用固相反應(yīng)法和醇鹽水解法兩種方法，通過加入礦化劑（NH4F、AlF3、AlCl3）來制備高性能的鎂鋁尖晶石粉體。觀察了一水鋁石在礦化劑下發(fā)生的形貌變化，研究了礦化劑在固相擴(kuò)散中的作用。在固相反應(yīng)法中，通過物料狀態(tài)、固相反應(yīng)溫度、保溫時間及礦化劑的引入來觀察對尖晶石形成溫度及粉體形貌的影響。在醇鹽水解法中探討了加水量、pH值、水解溫度、表面活性劑對膠體粒子的影響及礦化劑的加入對尖晶石形成溫度和粉體形貌的

3、影響，并通過水熱處理觀察對尖晶石粉體形貌的改變。通過對粉體熱重分析、XRD分析及SEM觀察，我們發(fā)現(xiàn)氟離子礦化劑能使氧化鋁粉體形成板狀的晶體，并隨濃度增加尺寸長大。在固相反應(yīng)法中，AlOOH取代Al2O3能促進(jìn)尖晶石相的生成，在1100℃時尖晶石相開始作為主相存在，在1400℃時完全轉(zhuǎn)變成MgAl2O4相；加入的礦化劑能促進(jìn)尖晶石在1200℃生成完整的尖晶石相，其中含氟離子的礦化劑能促使粉體晶化，形成規(guī)則四面體結(jié)構(gòu)的尖晶石晶體。在醇鹽水