关键词： 氮化铝   纳米粉体   制备方法   应用领域   研究进展  

摘要： 纳米氮化铝(AlN)具有优良的热导率、电学性能和力学性能,被广泛应用于新一代半导体器件。氮化铝器件的性能表现取决于氮化铝粉体的质量,因此,优质氮化铝粉体的制备是氮化铝行业发展的关键。本文综述了氮化铝的纳米粉体制备及相关应用的研究进展,并讨论了氮化铝的发展方向。

关键词： 铝粉浆料   电解电容器铝阳极箔   背电极铝浆  

摘要： 本文简述了国内外金属浆料的发展过程,铝粉浆料的研究现状和发展趋势,对铝粉浆料在太阳能电池背电极、铝电解电容器阳极箔、闪光漆等方向的应用及制备技术研发进展进行了介绍。

关键词： 赤泥   高铝粉煤灰   多孔陶瓷   泡孔结构  

摘要： 以赤泥和高铝粉煤灰为主要原料,通过高温熔融发泡法制备赤泥–高铝粉煤灰基多孔陶瓷,研究了原料组成及发泡工艺对泡孔结构及性能的影响。结果表明:随着原料成分中SiO_(2)和Al_(2)O_(3)质量比从1.2增加到1.9时,在1 200℃保温1 h进行熔融发泡后,获得的赤泥–高铝粉煤灰基多孔陶瓷泡孔结构由闭孔向开孔转变,并最终形成复合泡孔结构。平均孔径及孔隙率逐渐增加,体积密度减小,导热系数也随之降低。当发泡剂为5%(质量分数)的SiC、35%的钠、钾长石作为助熔剂时,可获得体积密度为0.63 g/cm^(3)、平均孔径约为0.98 mm、总孔隙率达70%,泡孔分布较均匀的复合泡孔结构的赤泥–高铝粉煤灰基多孔陶瓷;其抗折强度及导热系数分别为7.17 MPa和0.34 W/(m·K)。

关键词： 明矾石   氢氧化钾   氧化铝   浸出动力学  

摘要： 我国明矾石矿产资源储量丰富,已探明约3亿吨,世界位居前列。明矾石主要含有铝、钾和硫元素,提取其中有价元素综合利用明矾石是行业研究热点之一。我国作为农业生产大国,钾肥始终供不应求,属于缺钾国家;同时,作为氧化铝生产大国,我国每年依旧需要大量进口铝土矿,以满足工业生产需求。因此,如何更有效的综合利用明矾石制备钾肥、氧化铝具有实际应用价值。本文围绕明矾石高附加值综合利用,以明矾石为原料通过单因素实验得到钾、铝元素分步提取的工艺条件。研究工艺条件对钾和铝提取率的影响。采用响应曲面法对明矾石提取钾元素进行了优化。通过研究明矾石钾浸出过程动力学确定该反应受化学反应控制。将提取铝后得到的含硫酸铝铵的溶液与碳酸氢铵反应,经沉淀、焙烧工序制备出超细氧化铝粉体材料主要研究结果如下:(1)提高浸出温度、时间、氢氧化钾浓度、明矾石与氢氧化钾物料摩尔比对钾元素提取率均有显著增加作用。响应曲面法表明,浸出温度为86℃、浸出时间为90 min以及氢氧化钾浓度为11%的条件下,钾元素的提取率达到99.15%。此浸出过程动力学表观活化能为76 k J/mol。(2)在浸出温度为95℃、浸出时间为2 h、硫酸氢铵浓度为60%、硫酸氢铵与提钾产物摩尔比为3的条件下,铝元素提取率达到95.46%。最终制备氧化铝粉体材料中位径为5.538μm,属于超细粉体材料。

关键词： NO   催化氧化   溶胶凝胶   氧化锰   高铝粉煤灰  

摘要： 氮氧化物（NOx）减排是我国当前面临的重大环境问题之一。现在各行业普遍采用的选择性催化还原（SCR）脱硝技术存在成本高、氨逃逸、脱硝温度高等难题,因此,选择性催化氧化（SCO）脱硝技术成为近年来研究热点。但目前SCO脱硝技术存在催化剂成本高、氧化条件苛刻、抗水抗硫差等问题。针对以上需要解决问题,本论文以多孔结构的预脱硅高铝粉煤灰（HAFA）为催化剂载体,采用溶胶凝胶法制备了MnOx/HAFA、MnOx-Ce O2/HAFA、MnOx-Ce O2-Cu O/HAFA系列NO催化氧化粉煤灰基催化剂,并开展了其对模拟真实烟气的催化氧化性能和对催化剂的抗水抗硫性能研究,初步探索了催化反应机理。论文取得如下创新性研究成果:（1）以硝酸锰为活性组分,制备了MnOx/HAFA催化剂。系统考察了锰负载量、凝胶煅烧温度、载体粒径、催化反应温度对催化剂性能影响。结果表明,当锰负载量为8wt%、凝胶煅烧温度为500℃、载体粒径为100～200目时催化剂的催化活性最高;当NO进口浓度为600 ppm、空速为8000 h-1,O2浓度为10 vol%的烟气条件下,在催化反应温度为290℃时达到最高NO氧化率78%,与现有技术水平相当。（2）为提升催化剂的催化性能,探究了铈的引入对催化剂活性的影响。研究发现,当其他条件不变的情况下,锰铈摩尔比为3:1时,催化反应温度为270℃时达到最高NO氧化率81%。在此基础上,为进一步提升催化剂的催化性能,考察了铜掺杂对锰铈催化剂活性的影响,结果显示,当铜掺杂比例为20%时,在催化反应温度为270℃达到最高NO氧化率89%,且稳定性良好。（3）初步揭示了锰基催化剂的反应机理。SEM分析结果显示,氧化锰粒子大小在100-200 nm之间且与铈、铜等组分均匀负载在载体上。N2物理吸附测试结果表明,催化剂的孔结构主要为介孔,并呈现H3型回滞环。采用XPS分析了锰基催化剂上化学吸附氧含量的变化规律,结果显示,Oβ的占比和Mn4+浓度随着锰负载量的增加先增大后减小,此趋势与NO催化氧化率变化趋势一致,表明Oβ和Mn4+是影响NO催化氧化效果的决定因素。（4）考察了铜掺杂后锰铈催化剂的抗硫抗水性能。结果显示,烟气中的H2O对催化剂的性能影响不大,且催化剂的活性在停止通入H2O后又得以恢复。烟气中通入SO2后,在较长的反应时间内活性有降低,在烟气中SO2浓度200 ppm、H2O浓度4 vol%的条件下NO的转化率为52%,仍然可以满足NO催化氧化后碱液吸附工艺的要求,表明催化剂具有一定的抗水抗硫性能。

关键词： 氮化铝   无机改性剂   磷酸二氢盐   表面改性   抗水解性   烧结性能   导热性能  

摘要： 氮化铝（AlN）具有高的热导率,较低的介电常数和介电损耗,与硅、砷化镓等一些半导体相匹配的热膨胀系数,被认为是新一代高性能陶瓷基板、电子封装等散热器件的首选材料。高纯度AlN粉末是制备高性能AlN功能陶瓷的必要前提,但由于AlN粉末易在空气中发生水解,氧含量升高会严重影响AlN的高导热性能。因此需要对AlN粉末表面进行改性,并对改性后AlN粉末的烧结性能进行探讨。本论文分别使用磷酸（H3PO4）、磷酸二氢铝(Al（H2PO4）3)和磷酸二氢镁(Mg（H2PO4）2)三种无机表面改性剂对AlN粉末进行表面修饰,对比分析了改性剂种类和含量对AlN粉末表面改性效果的影响以及改性机理;使用快速热压烧结的方法制备了AlN陶瓷材料,对材料的微观组织进行分析,对物理和力学性能进行了测试。得到了以下结论:（1）在等温改性条件下,Mg（H2PO4）2改性粉末（MP-AN）的抗水解性能表现最好;经60℃水解试验后,磷酸改性AN粉末（HP-AN）的初始氧含量表现最低;Al（H2PO4）3改性AN粉末（AP-AN）的高温控氧能力表现最好;Mg（H2PO4）2改性AN粉末（MP-AN）的氧含量表现稳定,兼具H3PO4和Al（H2PO4）3的改性特点。H3PO4和Al（H2PO4）3主要改性机制表现为表面化学吸附和物理粘性吸附;Mg（H2PO4）2以单一的表面化学吸附为主要改性机制。（2）无论在等温条件下还是利用温度梯度加热法,MP-AN粉末的抗水解性能均随Mg（H2PO4）2用量的提高而增强,用量为7 wt%时改善效果最佳;利用温度梯度加热法,综合对比所有表面改性方案中得到的AlN粉末的抗水解行为,得出最佳工艺参数:温度梯度加热法,Mg（H2PO4）2的处理用量7 wt%,处理时间2 h。（3）Mg（H2PO4）2改性AlN粉在烧结过程中的晶粒长大行为会受到抑制;7T40陶瓷的断裂方式在不同烧结温度下均表现为沿晶断裂;经Mg（H2PO4）2表面改性处理后,AlN粉末的烧结性能得到提高,在烧结温度1700℃时,陶瓷致密度达到99.73%,在烧结温度1800℃时,陶瓷硬度达到618.93 HBS,弯曲强度达到329.93 MPa,热导率达到107.29 W/（m·K）。