关键词： 活性铝粉   制备   雾化  

摘要： 金属铝粉活性是制约单质铝发生水解反应的关键因素。对活化过程中影响活化铝粉性能尤其是粒度性能的各种因素如雾化气体压力、转盘转速、金属熔体过热度等进行了实验研究。实验发现,雾化气体压力对雾化粉体粒度的影响呈倒抛物线关系,存在一个临界压力,当压力接近此值时雾化粉体达到最细;转盘转速越高,金属熔体过热度越大,活化粉体粒径越细。

关键词： 漂浮型   片状铝粉   球磨   球料比  

摘要： 随着我国的经济迅速发展,对各种消费品档次的要求也越来越高,以前遥不可及的轿车正走入千家万户。我国目前配制中高档轿车涂料所需的漂浮型片状铝粉颜料主要依靠进口,所以自行研制出质量优良的漂浮型片状铝粉颜料,对于发展我国的涂料工业,具有十分重要的现实意义。本论文主要研究片状漂浮型片状铝粉颜料用湿法球磨的制备工艺。 本研究先从理论基础入手,研究了原料(普通球状铝粉)的物理化学性质;了解掌握了球磨机的工作原理、研磨体钢球在磨机筒体内的运动规律。通过小实验选择了溶剂、助剂;确定了机器的装载量、球料比、原料溶剂比、机器转速、研磨时间等等。中试实验则具体的研究了铝粉原料粒径对片状铝粉产品的影响;钢球与原料质量比对片状铝粉产品的影响;球磨机转速对片状铝粉产品的影响;助剂对片状铝粉产品的影响;研磨时间对片状铝粉的影响。 经系统的研究,得出如下结论:1、基本参数:采用200升球磨机,装入钢球200kg,原料铝粉:溶剂量=1:2,铝粉:钢球=1:20;2、当其它工艺条件一定时,用不同粒径的球状铝粉作为原料磨制片状铝粉,随着原料铝粉的粒径增大,所制得的片状铝粉的粒径也会随之增大。3、球料比我们控制在20:1。4、研磨前10小时采用速38和***每小时交变一次,后5小时用29和24每小时交变的转速,这个速度是适宜磨制片状铝粉的。5、湿法球磨片状铝粉主要采用的助剂为复合助剂B1。6、研究研磨时间的影响。在其它工艺条件一定时,随着研磨时间的增加,片状粉体粒度在逐渐降低;从24h后继续研磨,则粉体的粒度变化很小,或者说基本没有变化,研磨时间的继续延长就失去了意义。所以我们采用先高速磨10h,再低速研磨5h的交变磨法是正确的。这样15小时就能达到甚至超过24小时不停研磨所制得的片状铝粉。 可见,采用湿法球磨制备漂浮型片状铝粉是完全可行的。

关键词： 纳米氢氧化铝   团聚   升华   共沸   硅烷偶联剂   表面改性  

摘要： 本文综述了纳米氢氧化铝粉体的制备方法及国内外的研究状况,研究并探讨了其制备的难点问题如团聚问题,为纳米氢氧化铝粉体的制备找到了相应的理论基础。 论文尝试了纳米氢氧化铝粉体制备的一些新颖的方法如升华法、共沸法等,并讨论了不同反应介质对实验结果的影响,同时在制备过程对湿粉体进行了一系列的修饰与改性,如十六烷基三甲基溴化铵、硅烷偶联剂KH—550等。意在寻求其制备的经济、可行并且操作简单的方法。实验研究发现在有机相体系—正丁醇的反应体系中,利用硅烷偶联剂对粉体进行表面改性,并结合共沸蒸馏的方法是制备纳米氢氧化铝粉体的比较理想的方法。 本论文以正丁醇为反应介质,利用硅烷偶联剂进行其粉体表面改性,同时结合共沸蒸馏的方法制备纳米氢氧化铝粉体,并进行各种操作参数及影响因素的考察,优化其制备的工艺条件。通过相关实验研究,发现其最佳的工艺条件为:0.5mol/L的AlCl3·6H2O的正丁醇水溶液:6.7mol/L的氨水溶液=100∶27;10%理论产品质量的硅烷偶联剂;沉淀剂的加入方式采用迅速倾入的方式;反应温度为20～25℃;反应时间为25～30min;共沸剂采用正丁醇,共沸时间为3h;干燥方式采用常压下120℃干燥,起始干燥温度为120℃。

关键词： 纳米Al2O3粉体   籽晶   包裹工艺   热压烧结   Al2O3/金属复合陶瓷   显微结构   力学性能  

摘要： 由于Al2O3陶瓷自身的脆性，受冲击载荷和热震时容易遭到破坏，因此，制备陶瓷基复合材料是陶瓷材料发展的必然趋势。在Al2O3陶瓷基体中引入延展性良好的第二相纳米金属颗粒是改善相体Al2O3陶瓷脆性的有效方法，然而传统的复相陶瓷的制备工艺已不能满足工程技术领域对其提出的更高要求。如何改进Al2O3粉体及其复合陶瓷的制备工艺，以改善材料的微观结构，提高其性能和可靠性，成为目前陶瓷研究领域的重点。本文将选用较为廉价的原料，利用添加籽晶的方法合成纳米Al2O3粉体，同时采用新颖的包裹和热压的方法制备Al2O3／Al和Al2O3／Cu复合陶瓷，并对材料的结构和性能进行研究。文中主要内容包括以下几个方面： 利用DSC／TG、XRD、SEM、TEM和XPS和对纳米Al粉和普通微米级Al粉在不同载气环境（空气、Ar或O2）下进行了热力分析，着重对两种Al粉在空气环境下，不同温度下的氧化特性进行了分析对比。结果表明，纳米Al粉表现出与微米Al粉不同的反应活性和氧化特性。 首次提出了以纳米Al粉为籽晶，Al（NO3）3·9H2O、氨水为原料，采用液相沉淀法合成纳米α-Al2O3粉体的新工艺。研究了起始原料溶液的浓度、氨水滴定速度以及溶液反应体系pH值、纳米Al粉的添加和煅烧温度对Al（OH）3溶胶质量以及Al2O3晶型转化温度的影响，并对如何提高体系的分散性进行了探讨。研究表明，反应体系pH值为8～9时可以获得团聚少、分散性好的Al（OH）3溶胶，添加5mol.％左右的纳米Al为籽晶可以起到籽晶的作用，使α-Al2O3的相转变温度降至1050℃以下。该方法具有简便、廉价、易于批量生产的特点。TEM分析表明，实验获得的纳米α-Al2O3粉体粒度分布窄，无明显团聚，近似球形，平均粒径小于50nm，BET比表面为91.20g/cm3。 以Al（NO3）3·9H2O、氨水和纳米Al粉为原料，经过非匀相沉淀和煅烧获得了了α-Al2O3包裹Al纳米复合粉体，利用多种分析手段对复合粉体的性能进行了表征。采用热压工艺（30Mpa）获得了Al2O3／（10～20mol.％）Al复合陶瓷，研究了Al的不同添加量和不同热压温度（1250～1550℃）对Al2O3／Al体系材料微观结构和性能的影响。结果表明，与单体Al2O3陶瓷相比，纳米Al的添加降低了瓷体的烧

关键词： 复合粒子   包覆   均匀沉淀法   溶胶-凝胶法   乳液聚合法   红外伪装  

摘要： 由于金属铝粉红外发射率较低，被广泛用于红外伪装涂料中，但金属铝粉的反射率高，不利于多波段兼容伪装，且在空气中易被氧化。为克服金属铝粉的这些不足，本论文引入了纳米粒子及复合粒子制备技术，以低发射率球形金属铝粉为核，外表层包覆红外透明性较好的着色颜料纳米氧化锌和胶粘剂聚苯乙烯，制备出包覆式复合粒子，并对复合粒子的制备机理及工艺条件进行了研究。 本文采用均匀沉淀法和溶胶—凝胶法两种方法来制备纳米氧化锌及ZnO／Al复合粒子，分别研究了这两种方法不同的制备条件对包覆效果的影响，并对两种制备方法的制备工艺和包覆效果进行了比较。采用乳液聚合法制备聚苯乙烯／铝粉复合粒子，研究了乳液聚合法中使用不同的表面活性剂对复合粒子包覆效果的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)以及激光粒度测试等分析手段对制备的复合粒子进行测试表征。 通过本论文的研究，以球状铝粉为核，外表层包覆纳米氧化锌和聚苯乙烯，制备出多种表面包覆均匀且致密的包覆式复合粒子，为多波段兼容伪装涂料中新型功能性低发射率复合填料粒子的研制进行了探索。

关键词： 铝粉   镀银铝粉   化学镀铜   化学镀银  

摘要： 镀银铝粉作为一种功能性导电填料，可将其添加于涂料、粘合剂、油墨、塑料、橡胶，广泛应用于导电涂料、电磁屏蔽材料、吸波材料、防静电等领域．由于铝粉自身的特点，与其他被镀材料相比，镀覆难度大。本文利用双重化学镀的方法成功的获得了导电性优良、性能稳定的镀银铝粉。首先将粒径为40μm的铝粉进行镀铜，得到的镀铜粉体再进行镀银。 通过条件实验，我们探讨了NaOH*浓度、Cu2+浓度、NH3·H2O浓度、Cu、Ag比、Ag+络合剂A浓度、NaOH浓度、装载量、含银量、粉体粒度对镀银铝粉颜色、松装密度、压实电阻、抗氧化性及镀银时间的影响。具体结果如下： （1）镀银铝粉的颜色随NaOH*浓度、Cu2+浓度、装载量的增加逐渐变深，随含银量、NH3·H2O浓度、Ag+络合剂A浓度、Cu/Ag比、粉体粒度的增加变浅，随NaOH浓度的增加先变浅后变深。 （2）镀银铝粉的压实电阻随Cu2+浓度、装载量的增加而升高，随NaOH*浓度、含银量、Ag+络合剂A浓度、粉体粒度的增加而降低，随Cu/Ag比、NaOH浓度、NH3·H2O浓度的增加先降低后升高。 （3）粉体的松装密度随Ag+络合剂A浓度、装载量、含银量、粉体粒度的增加逐渐变大，随Cu/Ag比的增加先变大后变小，其它因素对松装密度都无明显的影响，均保持在1.3-1.4g/cm3。 （4）镀银铝粉的抗氧化性稳定，将镀银铝粉置于空气一个月后发现，各因素下制得的镀银铝粉颜色和压实电阻均没有明显变化。 （5）镀银时间除随装载量、含银量、粉体粒度的增加延长外，同其它因素的变化趋势均相反。 扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）的观察结果表明，镀银铝粉的分散性好，表面镀层均匀、致密，未见有氧化物的出现。进一步分析表明，镀银铝粉实际是以Al为核心，Cu为内层，Ag为外层构成的核壳结构。 总之，联合使用化学镀铜、化学镀银可以得到低密度、低压实电阻、浅色、包覆致密、分散性好的镀银铝粉。该工艺操作简单、成本低、污染小、实用性强，具有较好的应用前景。

关键词： 高铝粉煤灰   反应热力学   PAC   水处理效果  

摘要： 本论文对利用华北某热电厂的高铝粉煤灰(以下简称高铝粉煤灰)制备聚合氯化铝(PAC)进行了实验研究,确定了利用高铝粉煤灰制备PAC的工艺技术路线,对制备过程中的主要化学反应的原理进行了研究。 本项研究的高铝粉煤灰的主要成分是SiO(48.70wB%)和AlO(40.37wB%);莫来石(AlSiO3)晶相和铝硅酸盐玻璃相是高铝粉煤灰的主要物相;铝元素主要以铝硅酸盐玻璃体和参与莫来石晶格结构的形式存在。 研究采用以NaCO为配料的固相热分解反应的方法,使高铝粉煤灰中的莫来石和铝硅酸盐玻璃相转变成霞石(NaAlSiO)。霞石溶于HCl溶液,会被分解生成AlCl溶液和偏硅酸胶体沉淀,从而使高铝粉煤灰中的主要组分SiO和AlO得以分离。 对高铝粉煤灰与NaCO的固相热分解反应的实验研究表明:当NaCO过量时,过量的NaCO会与生成的霞石发生反应,生成碱性霞石(NaO).33NaAlSiO;通过实验确定了NaCO的最佳用量为:高铝粉煤灰: NaCO=1.8:1(质量比),反应的最佳温度和时间分别为850℃和90min。 对霞石的酸浸反应的热力学研究表明:在室温条件下,影响反应进行的主要因素是HCl的用量;通过实验确定了100g高铝粉煤灰需要体积比为80%的浓HCl溶液1.6L,Al2O3的提取率可达97.63wB%。 论文直接利用酸浸反应的滤液来制备浓度为0.2mol/L的PAC。实验确定了制备的最佳条件,在此条件下制备的PAC中Al13的含量为89wB%,并含有少量的硅胶(以SiO2计:0.93wB%)和Fe(OH)3胶体(以Fe2O3计:0.28wB%)。 研究还对制备的PAC样品与目前常用的7种絮凝剂的水处理效果进行了对比实验。结果表明,利用高铝粉煤灰制备的PAC的水处理效果最好,甚至优于用纯化学试剂制备的相同浓度的PAC产品。分析其絮凝机理,是实验制备的样品中存在的硅胶和Fe(OH)3胶体,起到了助凝剂的作用,使其水处理效能得到了加强。

关键词： 铝粉颜料   棒磨机   偶联剂   聚甲基丙烯酸甲酯   包覆   亲水  

摘要： 闪光铝粉颜料是一种重要的金属颜料。本文首先研究了闪光铝粉颜料的特性，讨论了棒磨机制备铝粉颜料的各种工艺条件对研磨效果的影响。结果表明，选用球型喷雾铝粉为原料，研磨棒的装填量为58～60根，研磨时间控制在4～6小时，采用异丙醇做溶剂，硬脂酸做助磨剂，可得到片状、形貌规整、粒度分布较窄的闪光铝粉颜料。 制备的闪光铝粉颜料样品电镜照片可见，样品片状形貌较好，边缘有一定厚度，发生卷曲的颗粒极少；通过水面遮盖力测定实验验证其的平均遮盖率较高。 其次研究了不同的偶联剂改性处理铝粉颜料的效果，发现γ-APS硅烷偶联剂为较好的改性剂，当试剂∶水∶乙醇质量比为1∶2∶30时，处理过的铝粉颜料在水溶液中的分散性较好。再经过高温处理后，铝粉颗粒表面平整度提高，同时使铝粉颜料的耐高温性和耐腐蚀性能提高。通过扫描电镜、EDS能谱仪、XPS能谱等分别进行了分析和表征。结果表明，改性后的片状铝粉粒子表面包覆了一层硅烷偶联剂聚合物膜，硅烷偶联剂在铝粉颜料表面有Al-O-Si键生成。发气实验验证了铝粉颜料经硅烷偶联剂处理后，其在水性涂料中的稳定性比未经处理的铝粉颜料有明显提高。 然后研究了通过乳液聚合法在铝粉颗粒表面包覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，探讨了影响产物颜色和光泽性的反应条件，制备出金色的闪光铝粉颜料。

关键词： 粉煤灰   烧结反应   硅铝分离   表面活性剂   氧化硅气凝胶  

摘要： 粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的一种工业废渣,是目前世界上排放量最大的工业废物之一。 实验原料为内蒙古某热电厂排放的粉煤灰（TF-04）,SiO2和Al2O3总含量在85%以上,主要由莫来石及铝硅酸盐玻璃相组成,其次含有少量α-Al2O3。,以碳酸钠为助剂,经在反应温度870℃,反应时间90min,粉煤灰与碳酸钠质量比为1:0.8的条件下进行烧结,使莫来石相分解转变成可溶于酸的霞石及少量的NaAlO2物相。X射线衍射分析结果显示,已没有莫来石峰值存在。该优化条件下粉煤灰的分解率为94.6%。经烧结反应动力学实验,获得粉煤灰-碳酸钠体系烧结反应的表观活化能为129.86kJ/mol。 利用粉煤灰烧结反应产物进行硅铝分离后的偏硅酸胶体为原料,采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法制备了白炭黑、氧化硅气凝胶产品。方法一:经烧结后的霞石物料,用HCl溶液酸浸反应产物,加入的HCl浓度为2.5～5mol/L,体系以硅溶胶的形式存在,经过滤除去不溶性物α-Al2O3、CaTiO3等。再通过改变温度使体系由溶胶向凝胶相转变,SiO2粒子成核、长大,硅胶粒子之间发生凝聚,经过滤使硅铝分离开。氧化硅样品中Al2O3含量在1%左右,硅铝两种组分基本分离开,氧化硅的提取率达到93.44%。沉淀的硅胶经洗涤干燥,获得白炭黑（DBT）样品。由DBT样品经在蒸馏水中浸泡、洗涤、干燥制得的样品AG1,氧化硅干基含量99.45%,达到微细二氧化硅气凝胶的TMS-100P的标准,比表面积为775.12m2/g。 方法二:在含铝的硅溶胶体系中加入表面活性剂聚乙二醇PEG,利用聚乙二醇的空间位阻效应,包裹颗粒使胶体处于分散状态,以及连接颗粒嵌合吸附的作用,使PEG吸附在颗粒的孔隙处,从而影响和调控SiO2中颗粒的分布和孔结构等特征。为防止硅胶干燥过程中的团聚现象,采用共沸蒸馏的方法除去氧化硅中含有的水分,经干燥煅烧,得到疏松多孔的SiO2粉体。在反应温度45℃,PEG分子量8000,浓度0.5%,用量50mL的条件下,获得的氧化硅气凝胶（AG2）样品的纯度达到99.35%,比表面积773.1m2/g,平均孔径4.09nm。两种方法获得的氧化硅气凝胶样品均为“介孔”材料。 实验中采用的利用高铝粉煤灰制备白炭黑、氧化硅气凝胶制品的技术,符合高效节能和“清洁生产”的环保要求;同时还可大量消耗热电厂排放的粉煤灰。在实现粉煤灰资源化利用的同时,还是有改善区域生态环境的效应,因而具有良好的产业化前景。

关键词： 片状铝粉   球磨   助剂   硬脂酸  

摘要： 片状铝粉具有较高的径厚比、二维平面结构、良好的屏蔽效应以及特殊的随角效应,使之广泛应用于达克罗涂料、高档汽车面漆、涂料、油墨,印刷等行业。但是由于国外技术领先的一些企业对片状铝粉制备的技术保密,封锁,使得我们国家还不能制备生产片状铝粉的高档产品。 本研究主要采用高能球磨和滚筒式球磨想结合的方法,分别在干法工艺与湿法工艺下对不同助剂进行了实验研究,来分析一些助剂对铝粉磨制过程中作用和效应。实验效果通过松装密度、过滤筛、水盖面积等测试来初步确定一些助剂的作用效果;采用粒度分布、SEM扫描电镜等测试来探测铝粉微小颗粒的尺寸与形貌;最后通过XPS光电子能谱进一步分析研究助剂的一些活性基团、官能团对铝粉颗粒的助磨、包覆、改性等作用。实验结果表明: 1.理论与实践与表明,钛酸酯偶联剂、高分子聚合物以及表面活性剂是磨制片状铝粉的三大主要助磨剂类型。 2.漂浮型铝粉的制备过程中,硬脂酸是主要的助剂,其用量按原料质量的3%～5%加入。根据实验,聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、单甘油酯这几种也是很好的片状铝粉的单一助剂。其用量也按原料质量的3%～5%加入。 3.复合助剂的研究,根据对爱卡铝粉表面的分析研究,其表面助剂中除了有硬脂酸以外还有一种或几种其他类型的助剂。因此根据各种助剂性能的不同,我们把硬脂酸与一些助剂进行复合实验,最终发现硬脂酸与A2这种助剂复合使用,磨制的铝粉最佳。 4.表面包覆的助剂中,羧基-COOH、羟基-OH、磺酸基SO32-等集团是亲水性的有助于提高铝粉的漂浮力,而C-C结构长链、烷基苯基R-C6H14脂肪醇基R-O-、脂肪酸基R-COO-等基团是亲油性的,这些基团的加入有助于铝粉水盖面积的提高。