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连续有序动态微液团混合法制备钛酸铝及掺杂钛酸锶纳米粉体的研究

作　者: 王丽红
导　师: 周英彦
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 化学工程与工艺
关键词: 纳米粉体 钛酸铝 纳米钛酸银
分类号: O611.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 38次
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内容摘要


纳米粉体材料是颗粒尺寸在纳米量级(1nm—100nm)，有奇特物理性能和化学性能的超细粉体材料。粉体材料的尺寸进入纳米级，就会产生宏观物体本身所不具有的新的特性，如表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等。这使得纳米粉体材料作为一种特殊的新型材料在化工、冶金、信息、电子、生物医学等各领域都有十分重要的应用前景。本论文首次采用导师周教授领导的课题组近年提出的“连续有序快速微液团混合沉淀法”制备了纳米钛酸铝，掺杂纳米钛酸锶。采用了透射电镜(TEM)、TG-DTA和X射线衍射等实验测试技术对制备的纳米粉体进行了表征。并将粉体压制成素坯进行烧结，并考察了各实验参数对粉体及瓷体的影响。本文进行了以下研究工作：1．确定制备纳米钛酸铝，掺杂纳米钛酸锶粉体的实验参数；2．对所制备的纳米粉体进行TEM形貌分析，估算粒径及其分布情况；3．对所制备的粉体进行了XRD物相分析，确定了纳米钛酸铝及纳米钛酸锶的晶形；4．讨论了实验参数对于纳米粉体的形貌性质及瓷体的影响；5．纳米粉体的制备机理进行了研究，对影响纳米粉体制备的各个因素从根本上进行了分析；6．对纳米粉体制备过程中产生团聚的机理进行了探讨，并提出了相应的解决办法。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-11
前言  11-12
第一章 文献综述  12-26
  1.1 纳米微粒的基本特性  12-14
    1.1.1 量子效应  12
    1.1.2 小尺寸效应  12-13
    1.1.3 宏观量子隧道效应  13
    1.1.4 表面效应  13-14
    1.1.5 介电限域效应  14
  1.2 纳米粉体材料的应用综述  14-15
    1.2.1 电子信息领域中的应用  14
    1.2.2 航空航天领域的应用  14-15
    1.2.3 环保领域的应用  15
    1.2.4 生物医药领域的应用  15
  1.3 纳米粉体检测方法概述  15-16
    1.3.1 TEM  15
    1.3.2 SEM  15-16
    1.3.3 XRD与SAD(Selected Area Diffraction)  16
    1.3.4 FTIR  16
    1.3.5 发射光谱  16
    1.3.6 吸收光谱  16
  1.4 纳米粉体制备方法概述  16-17
    1.4.1 溶胶-凝胶法  16
    1.4.2 共沉淀法  16-17
    1.4.3 喷雾法  17
    1.4.4 化学气相反应法  17
    1.4.5 燃烧法  17
    1.4.6 水热合成法  17
    1.4.7 微乳液法  17
  1.5 SrTiO_3制备方法概述  17-20
    1.5.1 溶胶-凝胶法  17-18
    1.5.2 化学沉淀法  18
    1.5.3 高温固相反应法  18-19
    1.5.4 微波合成法  19
    1.5.5 等离子体法  19
    1.5.6 水热法  19-20
  1.6 SrTiO_3的应用  20-24
    1.6.1 光催化水解电极材料  20-21
    1.6.2 晶界层(或内边界层)电容器材料  21-22
    1.6.3 压敏材料  22-23
    1.6.4 气敏材料  23
    1.6.5 湿敏材料  23
    1.6.6 其他方面的应用研究  23-24
  1.7 纳米钛酸铝的应用  24
  1.8 钛酸铝粉体的制备方法  24
  1.9 钛酸铝作为陶瓷材料的基本特性  24-26
    1.9.1 钛酸铝的二元系统  24-25
    1.9.2 钛酸铝的晶体结构  25-26
第二章 纳米钛酸铝的制备机理、制备和表征  26-44
  2.1 纳米钛酸铝的制备机理  26-36
    2.1.1 亚稳态及亚稳相  26
    2.1.2 胶粒析出过程的推动力  26-27
    2.1.3 临界核与临界自由能  27-29
    2.1.4 成核速率公式  29-31
    2.1.5 长大过程  31
    2.1.6 小粒子碰撞理论  31-32
    2.1.7 晶粒析出过程中各种影响因素  32
    2.1.8 Lamer图  32-33
    2.1.9 液相胶粒析出相变方程组  33-34
    2.1.10 连续有序动态微液团混合法制备纳米粉体的原理  34-36
  2.2 实验  36-39
    2.2.1 实验机理  36
    2.2.2 药品  36
    2.2.3 实验设备及仪器  36-37
    2.2.4 制备工艺  37
    2.2.5 实验方法  37-38
    2.2.6 实验结果  38
    2.2.7 粉体检测  38-39
  2.3 实验结果分析和讨论  39-44
    2.3.1 实验参数对粉体性能的影响  39-40
    2.3.2 粉体性能的表征  40-43
    2.3.3 结论  43-44
第三章 掺杂纳米SrTiO_3的制备、沉淀机理和表征  44-66
  3.1 沉淀剂和沉淀条件的选择  44-46
    3.1.1 选择沉淀剂的条件  44-45
    3.1.2 沉淀剂的选择  45
    3.1.3 沉淀过程  45-46
  3.2 实验部分  46-48
    3.2.1 反应机理  46
    3.2.2 实验药品  46
    3.2.3 实验仪器  46-47
    3.2.4 粉体制备过程  47
    3.2.5 瓷体制备  47-48
    3.2.6 产物检测仪器  48
  3.3 产品表征  48-49
    3.3.1 粉体形貌表征  48
    3.3.2 粉体物相分析  48-49
  3.4 实验参数对产品性能的影响  49-53
    3.4.1 搅拌强度对粉体分散性和粒径的影响  49-51
    3.4.2 前驱体培烧温度对粒径大小的影响  51-52
    3.4.3 烧结温度对瓷体密度的影响  52-53
    3.4.4 镧掺杂量对粉体粒径大小的影响  53
  3.5 沉淀过程分析  53-59
    3.5.1 胶体粒子的势能分析  54-56
    3.5.2 缓冲沉淀剂的聚沉作用  56-58
    3.5.3 成核后的析出过程  58-59
  3.6 硬团聚形成机理及克服方法探讨  59-64
    3.6.1 团聚的分类  59-60
    3.6.2 团聚形成的原理  60-61
    3.6.3 团聚问题的克服  61-64
  3.7 小结  64-66
第四章 全文总结  66-68
参考文献  68-73
致谢  73

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 化学元素与无机化合物 > 无机合成化学
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