关键词： β"-氧化铝   固相合成法   煅烧   含量   热力学   烧结  

摘要： 钠硫电池是一种倍受关注的电化学储能技术,以其优越的性能,逐渐引起世界各国科技工作者的重视,其系统能量转化效率高达80%以上,安全性高、成本较低。钠硫电池作为电化学能源家族中的新成员,它的产生一方面弥补了由能源不足而引发的危机。另一方面,由于它不排放任何有害物质,使用或报废后也不会对环境造成二次污染,是一种真正意义上的环保型新能源。钠硫电池用于储能具有独到的优势,主要体现在原材料储量大、能量和功率密度大、寿命长、不受场地限制、维护方便等特点上。 钠硫蓄电池与常用电池不同,它是由固体电解质将两个液体电极隔开：一个由β"-氧化铝固体电解质做成的中心管,将内室的熔融钠(熔点98℃)和外室的熔融硫(熔点119℃)隔开,并允许Na+通过。在电池内部,Na+穿过固体电解质和硫反应从而传递电流。因此β"-氧化铝陶瓷管是钠硫电池的关键部件,其质量很大程度上影响着电池的性能和寿命,它必须具有高的离子电导率、长的离子迁徙寿命、良好的纤维结构和力学性能,以及准确的尺寸偏差。这些都对陶瓷管的制备提出了很高的要求,目前陶瓷管存在着粉体制备和陶瓷管成型的困难。 本文主要针对制备β"-氧化铝粉体和β"-氧化铝粉体制备β"-氧化铝陶瓷片上存在的问题进行研究。在研制β"-氧化铝粉体材料时对比了不同方法、不同原料在制备β"-氧化铝时的差别,得到最适宜的制备方法。通过改变原料摩尔比和煅烧温度并结合公式计算β"-氧化铝的含量得到制备β"-氧化铝粉体材料的最佳条件。通过热力学知识与DTA曲线分析研究了煅烧过程中发生的化学反应。通过压制烧结的方式制备β"-氧化铝陶瓷片,并对比了两种不同粉末在制备β"-氧化铝陶瓷片时不同的现象。实验表明： 1)使用α-氧化铝和碳酸钠为原料通过固相合成法是最适宜制备β"-氧化铝粉体材料的方法。 2)煅烧温度为1250℃、原料摩尔比为1：5时煅烧生成的β"-氧化铝含量高达95%,且掺杂的物质只有p-氧化铝,是制备β"-氧化铝的最佳条件 3)碳酸钠与α-氧化铝的反应发生在1170℃,同时生成β"-氧化铝和p-氧化铝,且β"-氧化铝比β-氧化铝更容易生成；α-氧化铝在1360℃再次生成,主要是因为氧化钠的挥发导致β"-氧化铝与β-氧化铝容易分解,且因为β"-氧化铝的含量远远大于p-氧化铝,因此α-氧化铝的生成主要依靠β"-氧化铝的分解；1530℃时β"-氧化铝转化为p-氧化铝同时生成偏铝酸钠。 4)煅烧粉末可以有效的降低粉末聚集,使得粉末粒度减小；煅烧后的粉末压制密度比未煅烧的粉末压制密度低；经过煅烧处理的陶瓷片致密度较高,未经过煅烧处理的陶瓷片致密度较低且存在烧结颈；陶瓷片在烧结过程中钠元素的含量会大幅度降低,而粉末的煅烧处理能够有效地抑制钠元素在烧结过程中的挥发。

关键词： preparation condition optimization   alumina powder   ceramic membrane support sintering  

摘要： Alumina powder is an important raw material for ceramic membrane supports. This paper reports the optimization of the preparation conditions of Al2O3 powder used for sintering ceramic membrane support. The experimental results show that ball-to-powder ratios of 9:1 to 11:1 and grinding times of 9 h to 10 h are the optimal conditions. Ultrasonic wave may affect the agglomeration state of the powder but not the crystal type, particle size, and size distribution of the Al2O3. The powder-milled sample produced at the optimal wet ball grinding conditions can be directly sintered into a ceramic membrane support.

关键词： 发动机   耐高温铝粉涂料   环氧改性有机硅树脂  

摘要： 针对发动机高温钢部件的需求,制备了一种耐高温铝粉涂料。研究了环氧改性有机硅树脂、铝粉浆和助剂的选择与配比对涂料性能的影响,并确定了涂料的最佳配方。性能检测结果表明,涂层的附着力达1级,耐温性达300℃,铅笔硬度达4H,耐盐雾性达2 000 h以上,耐湿热性达1 000 h以上,且涂层的力学性能良好。该涂料已应用于某高强钢制造的发动机部件,防护效果良好。

关键词： 高铝粉煤灰   氧化铝   硅钙渣   制备   透水砖  

摘要： 利用高铝粉煤灰提取氧化铝产生的硅钙渣制备透水砖是当前硅钙渣有效利用的一条探索途径,对于减轻环境污染、土地破坏有积极效果,是中国工业生产寻求可持续发展和循环利用的积极案例。从高铝粉煤灰和硅钙渣的产生与应用入手,结合透水砖情况分析了其制备过程中的几个要点,希望能为硅钙渣的高效利用提供帮助。

关键词： 纳米铝粉   RDX基炸药   TNT基炸药   机械感度  

摘要： 为了解决纳米铝粉在压装炸药中的应用问题,采用3种工艺制备了不同纳米铝粉含量的RDX基炸药、TNT基炸药,对其进行了撞击感度和摩擦感度的测试。结果表明:采用机械干混工艺,RDX炸药中混入纳米铝粉后,其机械感度均高于含微米铝粉炸药,且随着纳米铝含量的增加,炸药的机械感度随之增加;采用直接法包覆混合和熔融混合工艺,试样的机械感度降低;通过粘结剂包覆和石墨润滑,能够降低含纳米铝粉炸药的机械感度。

关键词： 纳米铝粉   硅烷偶联剂   B—GAP   包覆   核壳粒子  

摘要： 为防止纳米铝粉在空气中进一步氧化失活，利用不同硅烷偶联剂对纳米铝粉预处理，后用支化聚叠氮缩水甘油醚（B—GAP）对其进行表面包覆改性，制得B—GAP／nano—Al复合粒子，利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）及X射线衍射仪（XRD）对包覆前后的纳米铝粉进行表征分析，并通过光电子能谱仪（XPS）对复合粒子的形成原理进行讨论，结果表明，相对于偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷（Al51），在偶联剂叫一氨基丙基三乙氧基硅烷（KH-550）作用下，B—GAP包覆纳米铝粉效果较好，复合粒子为具有核壳结构的球形粒子。

关键词： 氮化铝粉末   直接氮化法   添加剂   氮化铝晶须  

摘要： 采用直接氮化法对铝粉进行氮化,分别研究了添加剂、反应温度、保温时间对合成产物的影响。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射物相分析(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)对合成产物进行了表征,研究结果表明:提高反应温度、延长保温时间可以有效促进铝粉转化为氮化铝,提高合成产物的氮含量。同时提高反应温度可以促进添加剂的挥发,减小杂质元素的残留量。在1000℃下保温3 h后,对多孔疏松的合成产物进行球磨24 h处理,最终可以得到氮含量大于32%,Cl的残余含量低于0.3%,K的残余含量低于0.1%,平均粒度小于2μm氮化铝粉末。同时在多孔疏松状合成产物表面观察到了氮化铝晶须的存在,这说明铝粉直接氮化法也可以制备出氮化铝晶须。

关键词： 高铝粉煤灰   低温液相法   物相转变   铝酸钠晶体   高白氢氧化铝  

摘要： 高铝粉煤灰是内蒙中西部、山西北部等地区的一种新型资源，其Al2O3含量通常可达50％左右，相当于我国中低品位铝土矿中Al2O3的含量，年排放量巨大。利用高铝粉煤灰提取氧化铝可以有效缓解我国氧化铝行业的优质资源短缺瓶颈。高白氢氧化铝作为特殊化学品氢氧化铝，附加值高，市场容量大。本文基于研究团队在亚熔盐清洁生产方面的研究积累，提出了高铝粉煤灰低温液相法制备高白氢氧化铝工艺路线，针对低碱预脱硅、高碱浸出提铝、高苛性比铝酸钠结晶、高白氢氧化铝种分分解四个主要过程，开展了深入的基础研究。取得主要成果如下:\n (1)开展了高铝粉煤灰低温液相法提取氧化铝工艺过程条件优化研究。考察了高铝粉煤灰原料矿相组成，发现高铝粉煤灰主要为非晶态玻璃相包裹针状莫来石结构。采用单因素实验，考察工艺条件对稀碱预脱硅、浓碱浸出提铝过程的影响规律，研究发现浓碱浸出提铝过程氧化铝浸出率随反应温度增加、反应时间延长、碱灰比增加、以及钙硅比增大均先增加而后保持不变;在溶出温度280℃，溶出时间2h，碱灰比6∶1，钙硅比1.0的优化工艺条件下，氧化铝溶出率大于85％。\n (2)采用ICP-OES、XRF、XRD、FT-IR、SEM-EDS等手段，对稀碱预脱硅-浓碱浸出提铝过程的物相转变以及调控进行了深入研究。结果表明脱硅粉煤灰在浓碱溶液提取氧化铝过程中，通过添加氧化钙可以同时沉淀析出具有规则杆状或棒状形貌的NaCaHSiO4物相，以及较为细小的副产物类沸石相(1.2Na2O·0.8CaO·Al2O3·2SiO2·H2O);通过调控碱灰比、钙硅比可以控制脱铝尾灰的物相生成，碱灰比低于4或钙硅比低于0.5时，可以定向调控生成六面或八面沸石结构类沸石相;碱灰比大于6或钙硅比大于1.0时，可以定向调控生成棒状或杆状的硅酸钠钙相;碱灰比与钙硅比介于两者之间时，两种物相均有生成。\n (3)初步开展了高苛性比铝酸钠溶液结晶制备铝酸钠晶体、低苛性比铝酸钠溶液种分制备高白氢氧化铝的工艺过程研究。结果表明，温度升高、氧化钠含量降低、以及氧化硅含量升高，均不利用铝酸钠结晶过程的进行，优化条件下所得结晶产物为水合铝酸钠晶体，结晶率可达76.4％;低苛性比铝酸钠溶液种分结晶可以获得高白氢氧化铝，分解初温、分解原液苛性比对高白氢氧化铝产品的质量影响较大。

关键词： 超声波   溶胶-凝胶自蔓延   纳米Al2O3   粉体  

摘要： 超声空化作用已经被证明是制备纳米粉体有效技术,可以防止团聚体生成。本文以柠檬酸为络合剂,在超声波中制得溶胶,用凝胶自蔓延法合成出了纳米Al2O3粉体。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析,探讨了不同比例金属离子与柠檬酸对纳米粉体的形成和粉末晶粒尺寸大小的影响。研究结果表明,超声空化可以减少团聚,金属离子与柠檬酸比例为0.6∶1干凝胶在600℃燃烧,保温60 min,可以得到团聚少、颗粒尺寸为20～30 nm的纳米Al2O3粉体。

关键词： 高纯   α-Al2O3粉体   LED衬底材料   制备  

摘要： LED是21世纪重要的照明设备,随着科技的发展和社会的进步得到了越来越多地应用。做为LED衬底材料使用最广泛的蓝宝石材料,其主要成分高纯超细氧化铝,是具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、绝缘、热力学稳定性及化学稳定性高等良好物理化学性能的特种功能材料,被广泛应用于陶瓷、机械、化工、电子、生物医学与航空航天等领域。高纯超细氧化铝粉体的制备方法很多,为了提高纯度降低生产成本以及更加适用于LED衬底材料,结合国内外最新研究方法本文提出了新的高纯氧化铝制备方法。本论文以工业电解铝为原料,氢氧化钠溶液溶解后经CO碳酸化分解、脱杂、煅烧得到高纯α-AlO粉体,原则工艺流程包括破碎、碱溶、脱硅、碳分、脱钠、煅烧等几个主要步骤。研究并探索了氧化钙脱硅机理与二氧化碳碳酸化分解机理。通过单因素设计实验,系统地探索考查了各工艺流程阶段最优参数的范围,研究了多个工艺条件对产物脱杂效果的影响,获得了最优实验条件:碱溶段氢氧化钠溶液浓度112.4g/L、温度55℃、时间5h、液固比20:1,脱硅段氧化钙添加量8g/L偏铝酸钠液、反应温度80℃～85℃、时间2h,碳分段反应温度50℃、通气速率15L/h～20L/h、分解时间20min、CO纯度5%,脱钠段预煅烧温度580℃左右、稀盐酸浓度15g/L、时间30min、温度40℃～45℃、液固比12.5:1并进行超声脱杂,煅烧温度1450℃,升温速率10K/min、保温时间30min。煅烧时发生的相变反应过程为前驱体(拜耳石+三水铝石)→无定型AlO → η-AlO →θ—AlO → α-AlO。通过采用XRD、TG-DSC、SEM、ICP-OES等系列现代分析手段对各个阶段所获得的产物的纯度、粒径、形貌以及组成等进行了表征。实验结果表明:制备得到了纯度为99.9959%、平均粒径22.3μm的近似球形α-AlO粉体。