凹凸棒土增强氧化铝复合材料的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究的背景：凹凸棒土（简写为AT)是一种层链状结构的含水的镁铝硅酸盐黏土矿物。我国的江苏安徽等地均有储量丰富的凹土矿资源。目前，凹凸棒土主要应用于塑料行业，橡胶行业，涂料行业，皮革和建材行业，保温材料行业，是一种较为新型的无机非金属材料^（1）。复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。对于复合材料的研究是当下的一大热点，作为新型无机非材料的凹土，其和一些常见金属氧化物的复合也成为了当下研究的热点。氧化铝（Al₂O₃）是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，是在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料^（2,3）。将两者复合在一起，有利于结合凹土和氧化铝两者各自的优点与一体，保证复合材料能够有着优异的物理化学性质。

研究目的及意义：我国凹凸棒土发现比国外晚，其研发、生产和加工水平也比较落后，美国等发达国家早在20世纪40年代就已经开采应用凹凸棒土^（4）。我国大概自80年代以来开始了对凹土的开发和应用研究。但凹凸棒土产品主要应用在比较低端的行业，主要的产品是初级产品和一些低附加值产品。先进的处理技术相对的缺乏造成优质原料往往不能用于生产或无法大量生产高档产品。目前国内市场上的产品品种单调，一般为高粘凹凸棒土粉、抗盐粘土、猫砂、活性白土等。开发高技术含量，多样化，能满足不同行业需求的产品，将是我国凹凸棒土行业发展的方向^(5,6)。许多研究表明，凹凸棒土的发展前景是很乐观的，而凹凸棒土增强的氧化铝复合材料也为凹凸的应用提供了一个思路。本实验主要采用了干法配制复合材料的方法来制备氧化铝和凹凸棒土复合材料。在干法的条件下实现两种材料的复合。本次关于凹凸棒土和氧化铝复合材料的制备和性能研究实验也为凹土的应用提供了一个全新的思路。以后还需对凹土进行广泛而深入的研究，开发出具有高技术含量和高附加值的产品。

2. 研究内容和预期目标

主要的研究内容：凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石（attapulgite ）为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒石为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的na 、ca2 、fe3 、al3 ，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状⁽⁷⁾。凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力。并具有一定的可塑性及粘结力。由于凹凸棒石粘土具有的特殊的物理化学性质和工艺性能，使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。本课题主要的研究内容是采用干法来制备凹凸棒土和氧化铝复合材料的工艺过程，以此来对凹凸棒土制备复合材料领域作一些探索。

实验的预期目标:

（1）了解凹凸棒土和氧化铝材料的性质及应用，了解干法制备复合材料的制备方法及性能特点；

3. 研究的方法与步骤

1.计算出所用原料凹凸棒土粉末，氧化铝粉末，pva，烧结助剂（氧化钙，氧化镁粉末），各组分不同比例时的具体用量。并根据计算出的数据来准确称量各个原材料所需的用量。并将其依次标号。

2.清洗球磨罐，并烘干至衡重为下一步的球磨实验做准备。

3.将称量好的原材料按照计算好的比例放入球磨机中球磨1个小时，将原料球磨均匀。

4. 参考文献

[1]樊国栋，沈茂，凹凸棒郭土的研究及应用进展[j].化工进展,2009,28(1):99-105,125

[2]hellmig r j, ferkel h. phys. status. solidi a, 1999,175 (2):549-553

[3] shek c h, lai j k gu t s, et al. nanostruct. mater., 1997,8(5):605-610

5. 计划与进度安排

第一阶段（第1～3周）：2月20日～3月12日

文献检索，论文开题，写出开题报告；

第二阶段（第4～9周）：3月13日～4月23日