关键词： 硬硅钙石   脱铝赤泥   脱铝粉煤灰   晶须   球形粒子   水热反应  

摘要： 以脱铝赤泥和脱铝粉煤灰为原料，采用水热法制备硬硅钙石，考察原料配比、液固比及反应时间对硬硅钙石生成及形貌的影响。结果表明：在220℃、钙硅比为1．0时，脱铝粉煤灰掺入量的增加、液固比的提高和反应时间的延长均促进了硬硅钙石的生成。最佳反应条件为：脱铝粉煤灰加入量大于总质量40％、液固比35mL儋、反应时间9h。在该条件下获得了由直径为25～50nm，长径比大于20的硬硅钙石单晶晶须缠绕而成的球形粒子。通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和背散射电子图像（BSE）分析晶须生长、成球机理及粒子内部结构，证实了球形粒子的中空结构可能与反应初期形成的前驱体包裹晶态SiO_2有关。

关键词： 高铝粉煤灰   莫来石   稀碱预脱硅   稀酸活化   晶体生长  

摘要： 高铝粉煤灰是我国内蒙古中部、山西北部、宁夏东部地区排放的一种大宗工业固体废弃物，其排放量大、综合利用率低，同时含有约50％的Al2O3，是宝贵的含铝二次资源。莫来石是一种优质的耐火材料原料，随着我国铝土矿资源日益枯竭，国内耐火材料行业面临巨大的高铝原料供应压力，以高铝粉煤灰为原料制备优质莫来石意义重大。\n 基于高铝粉煤灰的物性特点，本文提出了稀碱预脱硅-稀酸活化、高温烧结两段耦合调控的技术路线，系统开展了工艺条件、物相转变与晶体生长规律的研究，在不添加任何其他铝源的条件下，制备得到了性能优良的莫来石产品，并完成中试放大，取得主要进展如下:\n (1)采用稀碱预脱硅-稀酸活化手段对高铝粉煤灰进行预处理，系统分析了预处理前后物料的结构与烧结性能变化规律，在优化的工艺条件，高铝粉煤灰中Al2O3含量可由47.58 wt％提高至65.35 wt％;化学成分与物相结构分析表明非晶态SiO2得到有效脱除，各杂质含量得到有效控制。\n (2)以预处理后的高铝粉煤灰作为唯一原料，详细研究了不同工艺条件对烧结莫来石性能的影响，分析了烧结过程的物相转变与晶体生长规律。在优化的工艺条件下，制备得到了莫来石含量高达88.33％，抗压强度为170 MPa，以长棒状莫来石为主要晶型的莫来石材料。明确了原料粒度、烧结温度对莫来石材料性能的主要影响作用。\n (3)基于烧结莫来石向陶瓷等领域拓展的需求，系统研究了铁、钛、钠等不同杂质对高铝粉煤灰制备的烧结莫来石性能的影响。添加少量(2-4％)的碱金属氧化物K2O、Na2O可有效降低莫来石的烧结温度，碱土金属氧化物CaO对莫来石的分解作用最强，过渡金属氧化物Fe2O3、TiO2对烧结莫来石的相关性能影响最小。\n (4)在前期实验的研究基础上，成功进行了莫来石骨料产品的放大验证，得到了耐火材料用M60烧结莫来石骨料，初步经济、技术性分析表明，该产品性能指标良好，经济效益显著。

关键词： 铝粉颜料   干法球磨   溶胶凝胶法   表面包覆改性   光泽度  

摘要： 本论文通过实验室干法球磨制各出铝粉颜料，以水面遮盖率、平均片径、光泽度以及表面形貌等铝粉颜料的性能为考察目标，讨论了球磨时间、硬脂酸含量、球料比、磨球级配和抛光时间等重要的影响因素。用溶胶凝胶法以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体对铝粉颜料进行SiO2包覆，以提高颜料铝粉的耐酸碱性。研究了反应温度，反应时间，氨水量（催化剂），铝硅比和水硅比对包覆效果的影响，通过SEM、XRD、能谱分析、IR、析氢实验检测方法对样品进行表征分析。再以钛酸丁酯为前驱体在Al/SiO2粉末表面包覆一层TiO2，制备生成具有珍珠般色泽的Al/SiO2/TiO2复合粉末，研究了反应温度，反应时间，催化剂，钛酸丁酯量，水量对包覆效果的影响。取得以下主要研究成果：\n （1）最佳球磨工艺参数为：球磨时间为6h，硬脂酸添加量为2%，球料比为50：1，磨球级配按1：2规律，选直径为8mm，6mm，4mm三种钢球，抛光时间为3.5h。\n （2）制备出符合商用标准的铝粉颜料，平均片径为8μm左右，光泽度达40Gs。\n （3）SiO2包覆铝粉颜料的工艺条件为：铝颜料2.0g，反应温度45℃，反应时间6h，铝硅比5.5，水硅比30，氨水4.5ml。\n （4）SiO2在铝粉颜料表面形成一层致密的保护膜，可以对铝颜料起到很好的保护作用。\n （5）TiO2包覆铝粉颜料的工艺条件为：钛酸丁酯10.0ml，冰乙酸5ml，水5ml，反应温度60℃，反应时间6h。\n （6）双层包覆铝粉颜料，具有绸缎般珍珠色泽，且具有耐酸碱的特点。推导出径厚比和包覆膜厚度的估算公式，估算了包覆膜厚度，并探索了包覆条件对包覆膜厚度的影响。

关键词： 纳米铝粉   硝化细菌纤维素   复合材料   热分析  

摘要： 铝粉应用到固体推进剂中具有很大的优势,它不仅价格便宜、来源广泛,而且燃烧焓相对比较高,能够在很大程度上提高固体推进剂的燃烧速率和能量等。但是普通铝粉在燃烧时易在表面上凝结成液滴,燃烧时间延长。和普通铝粉相比较,纳米铝粉能够很大程度上增加固体推进剂的能量,另外还可以提高燃烧效率和燃烧的稳定性。但是纳米铝粉的粒径比较小,比表面积很大,因此表面位能很高,极易与周围的物质发生反应,活性降低,从而影响它的应用。因此,纳米铝粉活性的保护对纳米铝粉的广泛应用具有十分重要的现实意义。本文以纳米铝粉和硝化细菌纤维素为原材料来制备硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料,从而达到来保护纳米铝粉的活性的目的,并优化制备硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料的一些实验条件。主要研究的实验内容如下所述:(1)硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料制备方法的选择。以纳米铝粉和硝化细菌纤维素为原料,通过溶剂蒸发法和溶剂-非溶剂法制备硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料。利用XRD、SEM和EDS测试手段对实验样品进行表征。测试结果表明:溶剂蒸发法制备硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料所得样品中,硝化细菌纤维素的网状结构塌陷,而溶剂-非溶剂法所得样品中硝化细菌纤维素结构没有塌陷,且纳米铝粉与硝化细菌纤维素紧密接触,复合的很好。(2)研究了制备过程中分散时间、搅拌时间、真空干燥温度以及原料比对硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料的影响,通过DSC对样品进行表征。测试结果表明:当分散时间为15分钟,搅拌时间为3小时,真空干燥温度为30℃时,所得硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料样品较优,而铝粉含量越高,所得样品放热量越高,但是随着纳米铝粉含量的增加,样品放热量的增加幅度会逐渐减少。(3)研究了不同样品的放热量以及增重的变化。利用TG、DSC对样品进行表征,测试结果表明:硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料中纳米铝粉的低温放热峰放热量从5437J·g-1增加到了7281J·g-1,且高温放热峰从798.45℃提前到了766.42℃,且硝化细菌纤维素/纳米铝粉复合材料在放置三个月后,放热量和增重变化很小。没有经过复合的纳米铝粉在经过放置后增重从51.50%减少42.64%,而低温放热峰和高温放热峰的放热量分别从5437 J·g-1减少到了3644 J·g-1,3175 J·g-1减少到了907.8 J·g-1。

关键词： 纳米铝粉   直流电弧氢等离子体法   碳包覆   工艺参数  

摘要： 为了提高火炸药和固体推进剂的能量性能,常采用添加金属粉的方法来实现。纳米金属粉相比于普通金属粉有着独特的优势,由于纳米铝粉具有高活性、高热值、后燃效应强等优势,所以向火炸药和固体推进剂中加入的纳米金属粉主要是纳米铝粉。然而,纳米铝粉的高活性使得纳米铝粉极易被氧化而失去活性,因此需要对纳米铝粉的表面进行改性,其中,在纳米铝粉的表面包覆碳层是行之有效的办法。本文分别采用直流电弧氢等离子体法和化学法制备碳包覆纳米铝颗粒。利用直流电弧氢等离子体法在1.0KPa CH4和2.5KPa Ar的气氛下制备的纳米铝颗粒,其XRD和HRTEM表明,部分纳米铝颗粒有碳包覆,部分纳米铝颗粒表面是A1203；通过TG-DTA分析,可以看出所制备的纳米铝颗粒氧化温度降低。而分别在0.5KPa CH4和2.5KPa Ar 2.0KPa CH4和2.5KPa Ar气氛下制备的纳米铝颗粒,其XRD分析中分别有很多Al2O3、Al4C3的衍射峰,这代表分别形成了大量的AL2O3、Al4C3等杂质。利用化学法制备碳包覆纳米铝颗粒,用红外碳硫分析仪、XRD、TEM、BET、Raman、TG-DTA等表征方法进行分析。实验结果表明,制备的纳米粉体碳含量为0.37%；内核铝的表面包覆层没有晶体结构且不同于钝化纳米铝粉表面的包覆层；制备的纳米粉体比表面积为5.967m2·g1计算得到的粒径为373.8nm,结合TEM照片说明纳米铝粉活性很高,极易发生团聚形成二次粒子；在拉曼位移为1601cm-’处,出现碳的G峰,与之对应的是纳米晶石墨。综上所述,利用化学法所制备的碳包覆纳米铝粉,表面包覆物是纳米晶石墨和氧化铝。通过对化学法所制备的碳包覆纳米铝颗粒与钝化处理的纳米铝颗粒进行TG-DTA测试,结果表明,制备的碳包覆纳米铝颗粒抗氧化性和稳定性明显提高。纳米铝粉的粒径决定其活性,是最基本,也是最重要的性能指标。为了能够利用直流电弧氢等离子体法批量制备粒径合适的纳米铝粉,探索了阴极电流、惰性气体压力等工艺参数对纳米铝粉产率和粒径的影响并分析了影响机理。结果表明,利用直流电弧氢等离子体法制备纳米铝粉,阴极电流和惰性气体的压力对纳米铝粉的粒径和产率影响很大；纳米铝粉的产率随着阴极电流的升高而增大,而纳米铝粉的粒径随着阴极电流的升高先增大后减小；在氢气和氩气的气氛中,随着惰性气体比例的升高,纳米铝粉的产率和粒径都会呈现先增大后减小的趋势。

关键词： Low soda alumina   Quartz   Chamotte   Bayer process   Aluminum hydroxide  

摘要： Low soda alumina powder was fabricated using silica (alpha-quartz) as an agent for removing soda components in the alumina. Quartz powder 2 mm in size was added to aluminum hydroxide obtained through the Bayer process, and then the mixture was heated at various temperatures. Finally, the heat-treated powders were sieved for classification. In this study, the effects of the quartz amount and heating temperature on the mechanism of removing soda were examined. A minimum soda content of 0.005 wt% was observed at the conditions of 15 wt% quartz (based on Al(OH)(3) amount) heat-treated at 1600 degrees C for 8 h. The soda components, such as Na2O, NaOH, and Na2CO3, in alumina were ionized and activated at high temperature, and this facilitated the reaction with quartz silica and alumina producing nepheline. The advantages of using quartz include low iron content and low cost in comparison with the conventional de-soda process using chamotte, another silicate mineral.

关键词： 氧化铝粉末   制备方法   球形   比表面积   激光衍射法   氮气吸附法   氢氧化铝   平均粒径  

摘要： 本发明公布了一种球形氧化铝粉末的制备方法。将原料氢氧化铝喷人火焰．制得球形氧化铝粉末。采用氮气吸附法测得产品比表面积为0．3～3mVg．通过激光衍射法测得产品平均粒径D。为2-100μm，占产品质量分数的50％。实验得到的球形氧化铝粉末具有比表面积小、铀含量低的特点，并可为树脂复合物材料提供较高的热导率。

关键词： 氢氧化铝   氮吸附法   等温线   比表面积   孔隙特性  

摘要： 以高铝粉煤灰烧结熟料为原料,经溶出、深度脱硅和分解(碳酸化分解或晶种分解)得到高白氢氧化铝,采用低温氮气吸附法分析两种分解方法制得的氢氧化铝的比表面积和孔隙分布.结果表明:氢氧化铝的等温吸附线属III类,氢氧化铝晶粒之间的孔隙以微孔为主,存在一定数量的介孔和大孔.碳分氢氧化铝BET比表面积和平均孔径远大于种分氢氧化铝,碳酸化分解时在CO2的强推动下,氢氧化铝猛烈析出并凝聚,使得晶体结构疏松,晶间空隙大.晶种分解靠晶体的长大而使晶体变粗,晶体结构致密,晶间空隙小.

关键词： 兵器科学与技术   液相化学法   纳米铝粉   微结构调控   制备  

摘要： 为了得到微结构可控的纳米铝粉,尝试用液相化学法制备纳米铝粉,并采用X射线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)对其进行表征。研究了原料摩尔比、催化剂用量和分解温度对铝粉形貌、粒径和组成的影响。在此基础上,优化出最佳制备工艺参数,当AlCl3∶LiAlH4摩尔比为1∶6,催化剂用量为0.04 mL,分解温度为110℃时,制得的纳米铝粉为类球形,平均粒径约为50 nm,杂质Cl、Ti含量少。

关键词： 两段焙烧   氢氧化铝   超细粉体   氧化铝  

摘要： 以工业氢氧化铝微粉为原料,经过一段焙烧后进行有机酸洗,加入晶体生长抑制剂、助烧剂等外加剂并混合均匀后,进行二段焙烧,制得亚微米级氧化铝粉体,并对粉体进行X射线衍射、扫描电镜、悬浮稳定性分析等表征。结果表明,采用两段焙烧法制得的亚微米级氧化铝粉末颗粒均匀,平均粒径不大于0.9μm,纯度高,具有良好的分散性和稳定性。