溶胶 - 凝胶法低温合成硅酸锆的研究

作者:招生办 发布时间:2019-10-09 11:34 点击数:195次
溶胶 - 凝胶法低温合成硅酸锆的研究
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[概述]硅酸锆的化学式为ZrSiO 4,是一种具有岛状结构的硅酸盐矿物,属于四方晶系。它具有许多优异的性能,如高熔点,低热膨胀系数,低导热性和化学稳定性,并广泛用于锆颜料和耐热颜料。
此外,烧结硅酸锆具有优异的抗热冲击性,因此是高温结构陶瓷中非常重要的候选材料。
硅酸锆由于其耐高温,耐酸碱,有机溶剂,机械抗性,强抗菌能力和良好的化学稳定性而广泛用于制造陶瓷。
此外,ZrSiO 4通常用于腐蚀性环境中,以保护金属材料表面免受腐蚀。
天然存在的硅酸锆通常含有诸如氧化铝,氧化铁和二氧化钛之类的杂质,这导致低纯度,这限制了ZrSiO 4的应用。
由于高纯度硅酸锆的合成温度高达1500℃或更高,因此低温下高纯度硅酸锆的合成方法非常重要。
在该研究中,使用原硅酸四乙酯(TEOS)作为硅源,使用氯氧化锆(ZrOCl 2-8H 2 O)作为锆源,使用氟化钠作为矿化剂,并使用无水乙醇。并使用去离子水。以这种方式制备溶剂和溶胶 - 凝胶ZrSiO 4粉末。通过X射线衍射(XRD)和扫描研究了前体比例,热处理温度,矿化剂含量和矿化剂在硅酸锆合成中的影响。测试用于表征粉末以获得合成过程的最佳参数。
研究表明,适当增加前体的比例和引入适量的矿化剂可以显着降低合成硅酸锆的温度,其合成率也得到显着提高有。
对于未引入矿化剂的样品,合成硅酸锆的初始温度高达1250°C。当温度达到1500℃时,硅酸锆的合成率不是很高。然而,在将NaF矿化剂引入溶胶中之后,当热处理的温度达到550℃时,开始出现ZrSiO 4的衍射峰。结晶硅酸锆已经很高并且结晶度非常好。
总之,合成硅酸锆的最佳工艺参数:NaF是矿化剂,乙醇和去离子水是溶剂,TEOS与ZrOCl2-8H2O的摩尔比是n(Si)/ N(zr)= 1。
在2:1的情况下,NaF与TEOS的摩尔比是n(NaF):n(TEOS)= 0。
3:1,最佳烧制温度为800°C。
[学位授予单位]:景德镇陶瓷研究所[学年]:硕士课程[学年]:2015年[分类号]:TQ134。
12年
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