低温合成莫来石纳米粉体的研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

莫来石为铝硅酸盐矿物，al2o3-sio2二元体系形成的唯一稳定晶相,化学计量式3al2o32sio2，为固溶体，晶体属斜方晶系。科学家曾把莫来石的发展分为3个时期:第1阶段,从1924年到1950年,以块体材料的研究和结构表征为主要研究方向;第2阶段,开始于1950年,主要关于莫来石单晶生长过程中al2o3-sio2二元体系的相平衡的研究,该研究仍在继续;第3阶段,开始于19世纪70年代中期,研究重点转移到研究莫来石相关性能方面。这一时期,莫来石的研究迅猛发展,现今,人们对高纯超细莫来石粉体研究又进人一个新时期。莫来石具有优良的耐火性能,并具有其它无机非金属材料不具备的优良特性,如低的热传导系数和热膨胀系数,优良的电绝缘性、化学稳定性和高温强度等,高的抗蠕变性和抗热震性,是高温结构材料、红外透过窗口、微电子基板材料及催化剂载体的首选材料,因而日益受到人们的重视。

随着国防科技的需要，对窗口材料提出了更高的要求，急需新型的耐高温且具有综合光学、物理、化学、机械性能的透明陶瓷材料。这种陶瓷材料能在高温环境中抗冲击、抗蠕变能力、好的化学稳定性和高的强度，并有红外透过性。莫来石的综合性能是最佳的。

由于莫来石难于烧结，一般的烧结制备都需要很高的温度和时间，容易使材料晶粒呈长柱形，存在晶体的异常生长和晶界弯曲现象，这种现象会严重影响莫来石的红外透过性能及机械性能。为了避免该现象的发生，对莫来石粉体提出了较高的要求，需要合成的粉体纯度高，颗粒形态均匀，颗粒尺寸细小，使得粉体具有良好的烧结活性。相对于早期莫来石粉体用烧结法合成，近年来莫来石粉体的合成方法有很多先进的工艺。粉体的合成方法主要有传统的电炉合成及非常规的化学炉合成。莫来石前驱体的制备，主要的化学方法包括溶胶-凝胶法、水解法、喷雾热解法，化学气相沉积法等。

2. 研究的基本内容与方案

实验基本内容

本实验采用溶胶-凝胶法制备纯的莫来石前驱体，并在前驱体中添加糖类有机物，采用球磨工艺，对制备出的莫来石前驱体进行研磨处理，采用合适的场致快速合成工艺制备超细莫来石粉体。利用xrd、tg-dsc、ft-ir、sem、tem手段对莫来石粉末进行表征，研究反应温度、升温速率、保温时间等工艺参数与合成粉末物相之间的关系。

研究目标

3. 研究计划与安排

进度安排

第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定实验方案，了解试验仪器和设备，完成开题报告。

第4-5周：学习使用实验仪器和设备，并逐步开始制备样品。

4. 参考文献（12篇以上）

[1].linren,zhengyifu,yuchengwang,fanzhang,jinyongzhang,weiminwang,haowang.effectoftheadditionofglucoseonthefabricationofnanosizedmullitefromasol_gelbysparkplasmasintering[j].journaloftheeuropeanceramicsociety.2015,35:1915-1921.

[2].linren,zhengyifu,yuchengwang,fanzhang,jinyongzhang,weiminwang,haowang.fabricationoftransparentmulliteceramicbysparkplasmasinteringfrompowderssynthesizedviasol-gelprocesscombinedwithpulsecurrentheating[j].materialsdesign.2015,83:753-759.

[3].leivoj,lindenm,ritolam.influenceofthernaltreatmentconditionsontheformationofphase-puremullitederivedfromananoparticulatealuminosilicateprecursor[j].mater.chem.phys.,2009,115:56-64.