【摘 要】
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二氧化锆因具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能而被广泛应用于耐火材料、陶瓷增韧、催化剂载体、传感器和装饰材料等领域。纳米二氧化锆粉体的粒径、分散性对其后期烧结性能影响较大,进而影响锆制品的性能。因此,制备出粒径细小均匀、活性高、分散性优良的纳米二氧化锆粉体具有重要意义。
经分析粉体制备方法的优缺点后,本文采用均相沉淀法和水热法两种方法来制备纳米二氧化锆粉体。
采用均相沉淀法制备纳米二氧化锆粉体,探讨了硝酸锆和尿素摩尔比、Zr4+浓度、反应温度、分散剂、前驱体溶液电荷控制等因素对粉体制备
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二氧化锆因具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能而被广泛应用于耐火材料、陶瓷增韧、催化剂载体、传感器和装饰材料等领域。纳米二氧化锆粉体的粒径、分散性对其后期烧结性能影响较大,进而影响锆制品的性能。因此,制备出粒径细小均匀、活性高、分散性优良的纳米二氧化锆粉体具有重要意义。
经分析粉体制备方法的优缺点后,本文采用均相沉淀法和水热法两种方法来制备纳米二氧化锆粉体。
采用均相沉淀法制备纳米二氧化锆粉体,探讨了硝酸锆和尿素摩尔比、Zr4+浓度、反应温度、分散剂、前驱体溶液电荷控制等因素对粉体制备的影响及其机理。结果表明:硝酸锆和尿素的摩尔比越小,颗粒分散越均匀,粉体粒径越大,当其摩尔比为1∶5时制备的纳米二氧化锆粉体不易团聚,分散性和稳定性最优异;随着Zr4+浓度的增大,粉体易团聚,当Zr4+浓度为0.15mol/L时制备的粉体分散性好且粒径小;反应温度对纳米二氧化锆粉体的分散性和粒径影响较小,但对反应速率影响较大,温度越高,反应速率越快;加入聚乙二醇分散剂后制备的粉体粒径小且粒径分布窄,颗粒分散更均匀;前驱体溶液采用电荷控制技术后所制备的粉体分散性更好,且有部分立方相二氧化锆生成,使得纳米二氧化锆粉体更稳定,性能更优异。
采用水热法制备了纳米二氧化锆粉体,探讨了硝酸锆和尿素摩尔比、反应温度、反应时间等因素对纳米二氧化锆粉体粒径、分散性、稳定性、产量等的影响。结果表明:较均相沉淀法,水热法制备的纳米二氧化锆粉体分散性更好,粒度更小;硝酸锆和尿素摩尔比对纳米二氧化锆粉体的分散性具有重要影响,当其摩尔比为1∶4时,纳米二氧化锆粉体分散性最好,产量最高,稳定性最优;120℃制备的纳米二氧化锆粉体分散性优于150℃制备的纳米二氧化锆粉体,但150℃制备的纳米二氧化锆粉体稳定性优于120℃制备的纳米二氧化锆粉体;反应时间越长,纳米二氧化锆粉体产量越多,结晶性能越好,且随着反应时间的延长,二氧化锆发生晶型转变,纳米二氧化锆粉体更稳定;水热反应过程中同时存在晶化反应和二氧化锆晶型转变。
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