LiCoO2合成过程对镁铝尖晶石陶瓷侵蚀的研究

研究了LiCoO2合成粉体过程对镁铝尖晶石陶瓷的侵蚀,并探讨了相关侵蚀机制.研究结果显示,经历10次的LiCoO2粉体合成过程后,镁铝尖晶石陶瓷的平均被侵蚀深度仅约100μm;其侵蚀机制为:含锂化合物先于含钴化合物对镁铝尖晶石陶瓷进行侵蚀并形成LixMyOz(M=Al/Mg)化合物,含钴化合物进一步侵蚀渗透形成LixMyOx(M'=Al/Mg/Co)化合物并从LixMyOz(M=Al/Mg)化合物中析出.研究认为,用镁铝尖晶石陶瓷制备合成钴酸锂粉体用匣钵具有良好的抗侵蚀性能.     

醇盐水解法制备高纯镁铝尖晶石粉体

以金属Mg、Al与正丁醇为原料,采用醇盐水解法合成平均粒径在25～35μm之间的高纯镁铝尖晶石超微粉体。将金属Mg、Al同时加入正丁醇中反应,得到高纯度镁铝双金属醇盐,并通过红外光谱分析研究醇盐的结构。经过对醇盐水解反应的正交实验研究,确定了最优的水解条件。干凝胶在700℃煅烧开始出现镁铝尖晶石相,并于1200℃形成晶相完全的镁铝尖晶石粉体。     

镁铝水滑石的合成及其在废水脱磷中的应用研究

采用共沉淀法合成了镁铝水滑石,考察了镁铝比、沉淀剂用量、反应时间、搅拌速率、焙烧温度等对镁铝水滑石吸附磷性能的影响。实验结果表明:Mg/Al-LDH对水中的磷具有良好的吸附作用。其最佳制备条件为:Mg/Al摩尔比3:1、沉淀剂用量[16OH~-+CO_3~(2-)]/[6Mg~(2+)+2Al~(3+)]摩尔比1:1、反应时间3 h、搅拌速度300 r×min~(-1)。当吸附剂用量为0.3 g,水中磷的吸附率可达到100%。经过500℃焙烧3 h,吸附剂用量0.1 g时,吸附率比未焙烧的水滑石提高了18%。使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪(BET)等手段对镁铝水滑石的结构进行了表征。并对其吸附动力学进行了研究,其吸附动力学表现为假二级动力学。     

醇盐水解法制备高纯镁铝尖晶石粉体

以金属Mg、AL与正丁醇为原料,采用溶胶凝胶法合成平均粒径在25～35 μm之间的高纯镁铝尖晶石超微粉体.将金属Mg、Al同时加入正丁醇中反应,得到高纯度镁铝双金属醇盐,并通过红外光谱分析研究醇盐的结构.经过对醇盐水解反应的正交实验研究,确定了最优的水解条件.干凝胶在700℃煅烧开始出现镁铝尖晶石相,并于1 200℃形成晶相完全的镁铝尖晶石粉体.     

1700℃流动氮气下金属铝–镁铝尖晶石复合材料的物相组成与反应机理(英文)

研究了高纯氮气下先后进行580℃保温8 h、1 700℃保温3 h热处理后Al–MgAl₂O₄复合材料的物相组成和反应机理。结果表明:经580℃保温8 h后,Al–MgAl₂O₄复合材料形成分层现象,即外层区含金属铝–氮化铝壳核结构。当温度升至某一特定值时,金属铝–氮化铝壳核结构破裂,金属铝Al(l/g)溢出/逸出,与N₂和O₂分别反应生成AlN和Al₂O(g),促进化学计量比的镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)分解形成富氧化铝的镁铝尖晶石(Al₂O₃-rich spinel)和镁蒸气(Mg(g))。一方面,AlN与富氧化铝的镁铝尖晶石形成MgAlON尖晶石;另一方面,AlN与Mg(g)和O₂发生固溶体反应生成氮化铝固溶体,(Mg,Al)(N,O)。内层区的材料物相组成不同于外层区,含有许多由气–气反应Al₂O(g)+O₂(g)+N₂(g)+Mg(g)→MgAlON(s)或Al(g)+O₂(g)+N₂(g)+Mg(g)→MgAlON(s)生成的片状MgAlON;此外,内层区富氧化铝的镁铝尖晶石没有进一步转变为MgAlON尖晶石。     

增强型镁铝尖晶石透明陶瓷的制备

以溶胶-凝胶法结合热压及热等静压工艺制备了一系列增强型镁铝尖晶石透明陶瓷(MgO·n Al2O3),研究了n值对粉体物相的影响以及与陶瓷红外透过率、抗弯强度的关系.n值为1.5、2、4时,MgO· nAl2O3粉体仍可保持纯尖晶石相,增强型镁铝尖晶石透明陶瓷MgO·1.5Al2O3在具备与镁铝尖晶石透明陶瓷(MgAl2O4,即MgO· Al2O3)相当的优良中波红外透过率的同时,抗弯强度有大幅提高.     

镁铝复合氧化物的合成及表征

通过并流陈化法,以NaOH、Na2CO3的混合溶液为沉淀剂,制备Mg-Al水滑石,焙烧得镁铝复合氧化物催化剂,对催化剂进行红外和原子吸收光谱的测试。结果表明,镁铝复合氧化物中Mg∶Al∶O(摩尔比)=2∶1∶5,通过原子吸收测出镁的含量大约为30.64%。     

氮化烧成铝–方镁石–刚玉复合材料的显微结构和反应机理

在刚玉(电熔刚玉、板状刚玉)–高纯镁砂中加入质量分数分别为0、4%、6%、10%的铝粉,在碳管炉1 600℃氮气气氛下制备Al–Mg O–Al_2O_3复合材料。结果表明:烧后试样的主晶相为刚玉和镁铝尖晶石固溶体,基质是由镁铝尖晶石固溶体、氮化铝、Al ON和Mg Al ON等增强相组成的复合结构。随铝粉含量增加,Al N、Al ON和Mg Al ON含量增加且存在未反应的铝粉。铝粉氮化机理为Al反应生成Al N,Al N与Al_2O_3固溶形成Al ON相,氧化镁或新形成的尖晶石与Al ON相固溶形成Mg Al ON相。建立了金属铝粉氮化反应模型,反应模型呈明显的环状结构:内层产物为未反应的铝和反应后形成的微孔;中间层产物为氮化铝和阿隆的复合结构;外层环带状产物为阿隆和镁阿隆的复合结构。电熔刚玉颗粒部分参与反应形成环带状镁铝尖晶石固溶体。     

镁铝尖晶石多孔陶瓷的制备及性能

以MgO、Al_2O_3、TiO_2为起始原料、石墨为造孔剂,采用凝胶注模法制备了镁铝尖晶石多孔陶瓷。研究了Mg和Al摩尔比、TiO_2的添加、烧结温度等因素对试样物相形成及显微结构的影响。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、万能材料试验机、孔隙率测试仪等对样品性能进行了分析。结果表明:添加3%(质量分数)的TiO_2,可以促进纯镁铝尖晶石相的形成,并且可以降低材料的烧结温度。组成中适量富镁,可以使尖晶石晶粒较为细小,形状更规则,提高了样品的抗弯强度和耐腐蚀性。控制Mg:Al摩尔比为1.3:1.7、TiO_2添加量3%,在1 400℃保温5 h烧结条件下,可获得孔隙率为36.73%、抗弯强度为40.8 MPa的镁铝尖晶石多孔陶瓷,其耐碱腐蚀性较好,有望用于制备碱性环境下使用的陶瓷膜支撑体。     

铝厂污泥合成镁铝尖晶石的结构和性能

采用铝型材厂污泥和碱式碳酸镁为主要原料合成镁铝尖晶石.从热力学角度探讨了镁铝尖晶石生成的条件.采用X射线衍射及相关软件探讨了不同原料配比对合成产物的影响,并对得到的镁铝尖晶石进行了结构和性能表征.结果表明:各样品中镁铝尖晶石均以固溶体形式(Mg0.68Al0.32)(Al0.84Mg0.16)2O4存在;其晶胞参数变化很小;当MgO与Al2O3的摩尔比为137时,镁铝尖晶石含量达到最高,为93%(质量分数),其吸水率为0.31%,显气孔率为0.95%,体积密度为3.6l g/cm3,抗折强度为89.04MPa.     

共沉淀法制备镁铝水滑石及其表征

采用共沉淀法以硝酸铝、销售镁、氢氧化钠及碳酸钠为原料,制备镁铝水滑石,通过XRD、TG-DTA对不同初始溶液Mg/Al摩尔比制备的水滑石进行表征,结果表明:不同初始溶液Mg/Al摩尔比的情况下均能制备出结晶度好,晶相比较单一,晶型结构较为完整的Mg/Al-CO3水滑石,随Mg/Al摩尔比增加,水滑石热稳定性相应升高,样品结晶度提高。     

烧结法合成镁铁铝复合尖晶石

以氢氧化铁、活性氧化铝和轻烧镁粉为原料,外加3％石墨,按质量比37:36:27进行配料,制得φ20 mm×10 mm的试样,经1550℃保温3 h和6 h高温烧成.采用XRD、SEM和EDS等手段对烧后试样的物相组成和显微结构进行表征.结果表明:经过XRD物相分析,保温3 h的试样中物相组成为镁铁铝复合尖晶石相、刚玉相和铁铝尖晶石相三相;保温6 h的试样中存在两种矿物相Mg8.13 Al14.75 Fe1.13O32和Al15.44 Fe6.16 Mg2.32O32;XRD精修处理后,保温6 h的试样中两种镁铁铝复合尖晶石的结构分别为(Mg0.23 Fe2+0.54 Fe3+0.06 Al0.17)Ⅳ(Mg0.03 Fe2+0.065 Fe3+0.02 Al0.88)ⅥO4.000和(Mg0.708Fe0.056Al0.237)Ⅳ(Mg0.154Fe0.0425Al0.8035)ⅥO4.000;通过SEM和EDS微观结构分析,保温3 h的试样由深灰色的FeO·Al2O3和浅灰色的镁铁铝复合尖晶石两种物质组成;保温6 h的试样中FeO·Al2O3和MgO·Al2O3互相扩散,生成两种镁铁铝复合尖晶石,一种呈灰色Mg含量低、Fe含量高,另一种呈亮白色Mg含量高、Fe含量低.     

Al、Mg添加剂对方镁石-尖晶石-碳砖性能的影响

采用烧结镁铝尖晶石、电熔镁砂和鳞片石墨为主要原料 ,研究了方镁石 -尖晶石 -碳砖中添加的金属Al、Mg和不同Mg/Al比对其碳化后残存膨胀率、热膨胀率和N2 中 15 0 0℃ ,1.5h处理后的失重率的影响。结果表明 :添加适量Al、Mg组分及控制适当的Mg/Al质量比可明显提高其性能     

燃烧法制备镁铝尖晶石粉体及其烧结活性研究

按Mg(NO3)2.6H2O与A l(NO3)3.9H2O的摩尔比为1∶2配料,分别添加20.120 g尿素、15.015 g尿素+4.500 g甘氨酸、7.987 g尿素+9.980 g甘氨酸为燃烧剂,采用燃烧合成法制备了镁铝尖晶石粉体,分析了镁铝尖晶石粉体的物相组成和显微结构,并用谢乐公式计算粉体的晶粒尺寸;然后,将镁铝尖晶石粉体成型为样块,在1 600℃保温3 h煅烧,计算块体的烧后永久线变化率,并检测烧后块体的吸水率、显气孔率和体积密度,分析其显微结构。结果表明:1)随着燃烧剂中甘氨酸含量的增加,制备的镁铝尖晶石粉体的晶粒尺寸逐渐减小,粒径分布逐渐均匀,但团聚现象逐渐明显。2)随着燃烧剂中甘氨酸含量的增加,由镁铝尖晶石粉体制成的块体在1 600℃保温3 h煅烧后的永久线收缩率逐渐增大,烧后块体的吸水率和显气孔率逐渐减小,体积密度逐渐增大;烧后块体中的颗粒粒径逐渐均匀,异常长大的晶粒逐渐减少。这表明,在燃烧剂中添加甘氨酸有利于提高燃烧合成法制备的镁铝尖晶石粉体的烧结活性。     

镁铝尖晶石粉体制备及其在发光材料领域的研究进展

镁铝尖晶石作为一种有前途的绿色环保型无机功能材料,凭借其优良的性能和低廉的价格等特点而受到广泛关注。在总结镁铝尖晶石基本结构和特点的基础上,对镁铝尖晶石粉体的主要制备方法及其在发光材料领域的研究进展进行了综述。相比于传统固相法和燃烧法,液相法中的环保型水热合成技术在制备特殊形貌的纳米级镁铝尖晶石功能粉体方面具有优势。此外,分析了稀土、过渡元素离子掺杂镁铝尖晶石(MgAl₂O₄)发光材料的荧光性能特点,指出稀土掺杂镁铝尖晶石的上转换发光尚待深入研究,以适应其在生物医学中的应用;过渡元素离子掺杂镁铝尖晶石发光材料,则凭借其鲜艳的色彩表现有望作为一种有前途的固体激光材料。     

不同Al2O3含量镁铝尖晶石材料高温力学性能研究

研究了Al2O3含量(w)分别为66％、71％、75％、85％、90％的高纯烧结镁铝尖晶石材料和不同Al2O3含量的电熔再结合镁铝尖晶石材料的热态抗折强度、压蠕变特性、显微结构等.结果表明:1)对于高纯烧结镁铝尖晶石材料,随着Al2 O3含量的增大,其热态抗折强度都有所增大.Al2 O3含量为66％(w)的试样是尖晶石...     

非化学计量比镁铝尖晶石透明陶瓷的制备及性能

制备了一系列非化学计量比镁铝尖晶石粉体及透明陶瓷( MgO·nAl2O3,n=1,1.5,2,4),研究了n值对粉体物相的影响以及n值与陶瓷中波红外透过率、抗弯强度的关系.n值为1.5、2、4时,MgO·nAl2O3粉体仍可保持纯尖晶石相.MgO·1.5A12O3透明陶瓷在具备与计量比镁铝尖晶石透明陶瓷(MgAl2O4,即MgO·Al2O3)相当的优良中波红外透过率的同时,抗弯强度从152 MPa提高至215 MPa,提高幅度达41％.力学性能的提升有利于镁铝尖晶石透明陶瓷的应用.     

TiO_2对合成片状镁铝尖晶石相组成和显微结构的影响

片状镁铝尖晶石有望用于增强陶瓷基复合材料和调控浇注料的性能。为了探索片状镁铝尖晶石的低成本合成,以氧化镁和片状氧化铝为原料,分别添加3%和6%(w)TiO_2,采用固相反应法分别在1 200、1 300、1 400和1 500℃保温5 h合成镁铝尖晶石粉体,并比较了镁铝尖晶石粉体的物相和显微结构,分析TiO_2对合成片状镁铝尖晶石的影响。结果表明:TiO_2的添加能促进氧化铝与氧化镁的高温反应,并大幅度提高镁铝尖晶石的生成量,其中1 500℃下添加6%(w)TiO_2试样的合成产物中镁铝尖晶石含量为74%(w);随着合成温度的升高,更多的Al2O3固溶于镁铝尖晶石中,但在TiO_2对烧结的促进作用下,各物相结合在一起,单一片状的镁铝尖晶石逐渐减少。     

SiO_2含量对尖晶石耐火材料高温性能的影响

结合实例阐述了SiO2 含量对尖晶石耐火材料高温性能的影响。认为 :基质中低镁铝比 (接近尖晶石组成 )的尖晶石材料 ,SiO2 含量对高温性能的影响较严重 ;基质中高镁铝比 (MgO/Al2 O3=1～ 3)的尖晶石材料 ,SiO2 含量越低 ,则抗侵蚀性越好。     

不同铁载体对镁铁铝尖晶石材料性能影响

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁的载体,在控制试样化学组成接近前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样.检测试样的理化性能并采用XRD和SEM对试样的相组成和显微组织结构进行表征.结果表明:以两种镁铁砂为铁载体的试样体积密度高、显气孔率低、常温耐压强度大及热膨胀率小;以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样具有较高的荷重软化温度.以铁铝尖晶石为铁载体试样中,形成(Mg,Fe) Al2O4相,铁以Fe2+形式存在;以镁铁砂为铁载体试样中,形成Mg(Fe,Al)2O4相,铁以Fe3+形式存在;以烧结铁铝尖晶石、烧结镁铁砂为铁载体的试样显微结构中存在较多微气孔,以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样显微结构较为致密.