前驅(qū)體燒結(jié)法制備氧化鎂晶須的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代高科技的迅速發(fā)展，新型陶瓷基復(fù)合材料，金屬基復(fù)合材料和樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)異性能愈來愈引起了世界各國材料科學(xué)工作者的極大關(guān)注，各種復(fù)合材料的研究日新月異，取得了很大的進(jìn)展。晶須是制備各種復(fù)合材料的主要補(bǔ)強(qiáng)增韌材料之一。新型高性能復(fù)合材料的飛速發(fā)展極大地推動(dòng)了各種晶須材料的開發(fā)和研制。氧化鎂晶須是一種陶瓷質(zhì)的晶須。它具有良好的耐熱性、絕緣性、熱傳導(dǎo)性、耐堿性?？捎糜诟鞣N復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)。與聚氯乙烯樹脂配合使用時(shí)，可提高制品的機(jī)械強(qiáng)度和

2、熱穩(wěn)定性；與水泥配合使用時(shí)，可提高制品的抗彎曲強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度；也可用作耐火磚的原料；還可用作吸附劑，絕熱材料，吸音材料、耐腐蝕材料、阻燃材料以及不飽和聚酯的增塑劑和補(bǔ)強(qiáng)劑等。此外氧化鎂晶須還可用作過濾材料，并可改善復(fù)合材料的電性能。 氧化鎂晶須的制備方法大多采用氣相法，需要高溫或大量惰性氣體，對(duì)設(shè)備要求較高，工藝條件控制苛刻，生產(chǎn)成本高。因此大大限制了氧化鎂晶須的工業(yè)生產(chǎn)與應(yīng)用。在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，在本課題中對(duì)前驅(qū)體燒結(jié)法

3、制備氧化鎂晶須的方法進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，提出了簡捷、易行、條件溫和的優(yōu)化工藝路線。為氧化鎂晶須的工業(yè)化生產(chǎn)提供了有效可行的新途徑。 本文詳細(xì)研究了目前國內(nèi)外制備晶須以及氧化鎂晶須的各種方法，并對(duì)其進(jìn)行了分析比較。同時(shí)對(duì)氧化鎂晶須的性質(zhì)和應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。 本論文的主要工作如下： (1)常溫反應(yīng)-水熱晶化制備堿式硫酸鎂晶須 堿式硫酸鎂晶須是燒結(jié)法制備氧化鎂晶須的前驅(qū)體。由硫酸鎂和氫氧化鈉通過常溫反應(yīng)-水熱晶

4、化制得。在制備過程中采用硫酸鎂的濃度為2.1mol/L，在室溫和適當(dāng)?shù)臄嚢钘l件下緩慢滴加適量的沉淀劑NaOH，控制MgSO4/NaOH摩爾比為2：1，將反應(yīng)混合物放入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓釜內(nèi)，填充度為80％，將高壓釜靜置于烘箱中反應(yīng)12小時(shí)。經(jīng)洗滌、干燥即可得到堿式硫酸鎂晶須。 (2)堿式硫酸鎂結(jié)晶性能的研究 由于本課題的最終產(chǎn)物為氧化鎂晶須。堿式硫酸鎂是一個(gè)前驅(qū)體，它的晶體形狀及晶粒尺寸對(duì)氧化鎂晶須的晶體質(zhì)量有著決

5、定性的作用。用電子顯微鏡及X-射線分析方法，對(duì)堿式硫酸鎂的晶體生長情況及晶粒尺寸和晶胞參數(shù)進(jìn)行了分析和測定，同時(shí)探索不同處理過程對(duì)晶體結(jié)晶性能的影響。 (3)堿式硫酸鎂分解制備氧化鎂晶須 煅燒堿式硫酸鎂分解制備氧化鎂晶須是該反應(yīng)的最后一步反應(yīng)。本課題研究了煅燒溫度、煅燒時(shí)間、升溫方式及堿式硫酸鎂的形態(tài)和粒徑對(duì)氧化鎂晶須的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨煅燒溫度的提高，煅燒時(shí)間的延長，氧化鎂晶體有燒結(jié)長大的趨勢，而且在900℃以上時(shí)