Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
451
Такахаси и Кувабара [31] предложили использовать новую метастабильную
фазу со структурой типа муллита" т*М20^ Высокодисперсный порошок m-Al2Qj
образуется при термическом разложении комплексного соединения Н20
(Оа09?х?О,333; ^"3), содержащего и на-
трий, и алюминий. После спекания при температуре 1бО0°С в течение 30 мин
таблетки т-АЬОз превращались в Р-глинозем с плотностью более 95%
теоретической.
В [32" 33] для стабилизации P-фаз вводили ионы La3*.
В [34] для синтеза ТЭЛ использовали аморфные фазы смешанных гидроокисей
А1 и Na, которые образуются в процессе поглощения щелочи из раствора: в
аммиачном буфере А^ОН^-пНгОш + NaOH -KAJ, Ыах)(ОН)з^п/Н2Оам в процессе
термолиза
(Al, 200-600°С > (A1>Ny(AjjNai)0(J+ii:yj 800-1000°С > ^.р.д^
получают порошки полиёДюминатов с однородным распределением ионов натрия.
Добавление NaF в смесь Y-AI2O3 и N^CO} позволяет синтезировать как (К так
и р"-фазы глинозема [35, 36]. Также было изучено влияние и других добавок
(Cd, Pb, Fe и др.) на спекание р-алюминатов натрия [37-39].
Пламенный пиролиз растворов (на основе водных или органических
растворителей) алкоксцдов NaOlC3H7, Mg(OC2H5)2 и AJfO^CjH?)^ также
использовался,для получения мелкодисперсных порошков р-алюминатов [27].
Криогенное замораживание водных растворов нитратов (в жидком пентаке при
-70°С) приводит к осаждению мелкозернистых порошков" которые после
удаления воды затем отжигались при 1000°С
Остановимся Пемного подробнее на синтезе fJ-глинозема методом
распылительной сушки (spray-pyrolys). Аппаратура для осуществления
процесса показана на рис. IV 4.1.4. Для эффективного но
Рис TV 41 4 Блок-схема аппаратуры для получения порошковых материалов
методом распылительной сушки
I - раствор, 2 - капилляр" 3 - форсунка" 4 - воздушный компрессор" 3 -
термопара, 6 - печь, 7 - приемная камера, 8 - порошок, 9-вакуумный насос
452
пользования распылительной сушки необходимо, чтобы содержание твердой
фазы в суспензии было около 50%, После сушки порошок должен обладать
высокой текучестью, что важно для процессов прессования и спекаемости
порошка. Хорошей игкучестью обладают крупнозернистые порошки или порошки
со строго определенным размером частиц. Для успешного спекания
необходимо, чтобы частицы полностью деформировались во время прессования,
т.е, были бы не очень прочными, В зависимости от условий синтеза (тип
растворителя* например вода или спирт, температуры печи* скорости подачн
материала) размеры частно варьируются от 2П0 А до 80 мкм [27* 40],
Следует отметить, что в процессе пиролиза происходит потеря Na20, что
требует введения избытка NaNOj в исходную композицию" Метод
распылительной сушки с использованием шихты, состоящей из гидроксидов,
ацетатов, формиатов, сульфатов, нитратов щелочных ионов и a-AljOi, был
предложен Джонсоном с соавторами [41, 42], Шликер рас пы ля лея
специальной форсункой со скоростью 100-150 сзЛмик в печь с температурой
на входе 260°С и на выходе 140°С Для получения р-глинозема
синтезированный порошок следует подвергнуть температурной обработке при
7М0О(Ы1ОО&С в зависимости от температуры пиролиза"
Мелкодисперсный порошок p'-AljOj образовывался распылением водного
раствора AlifSO^lGHjO, NaaCOa, MgS04 через форсунку в жидкий азот с
последующей сушкой при 65°С в течение 2 дней [43] (см, также [44}),
Маркин с соавторами [45] исследовали возможное^ получения р-глинозема
золь-гель методом, при котором все компоненты смешивались в коллоидном
золе или в водном растворе; при такой технологии достигается полное
смешение компонентов на ионном уровне или на уровне микрокристаллитов
(м,енее 100 А). Варьируя условия гелеобразования из таких золей, можно
получить частицы заданных формы и размера
В [45] использовались два типа золей оксида алюминия.
Один получали частичным термическим разложением соединения AJ(N0j)y9H20
до состояния, в котором отношение АШ03 было равно 1:1, второй - обменом
хлорид-иона на нитрат-ион & гидрате хлорида алюминия. Натрий и магний
вводили в устойчивый золь в виде водных растворов солей, преимущественно
ацетатов. Перевод в гель осуществляли либо высушивая золь на воздухе,
либо путем замены растворителя, при этом использовали органические амины
в сочетании с растворителем Генклина,
Вязкий гель на основе AbtVH^O с добавками солеи магния и натрия применяли
в [46]. Исходный порошок для синтеза р-алюмината получали путем
распылительной сушки структурированного геля. После спекания при
155(М600°С керамика имела плотность бодее 95% от рентгенографической.
Аналогичный способ использовал Чек с соавторами [46],
Р'-глинозем, локированный железом, был синтезирован при помошн золь-гель
технологии [39], Метал лоорганическис прекурсоры растворялись в пропаноле
(последовательность оперший показана на рис, IV.4,1,5), и после гцдролиза
происходило образование геля. Образцы, синтезированные на основе геля,
показывали хорошую плотность (до 94% после отжига 24 ч при 1400°С) и
