微波加热在“无机盐原料-软化学工艺"合成纳米粉体中的应用及其作用机理

【作者】 徐明霞； 季惠明； 张平； 田玉明； 赵今伟； 吴萍； 张周； 秦宇星；

【机构】 天津大学材料学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室；

【摘要】 介绍了采用锆、铝、锶等无机盐原料,通过软化学共沉淀、溶胶-凝胶工艺制备纳米氧化锆、 Al2O3、长余辉发光粉体过程中,微波加热在粉体合成及干燥中的作用及作用机理。通过XRD、SEM等分析技术检测了纳米粉体的晶相组成及颗粒形态,并与普通电炉加热获得的粉体性能进行了比较。结果表明,采用微波干燥不仅可以大大缩短干燥所需时间,而且有利于减弱纳米ZrO2、Al2O3等粉体的团聚和团聚强度,粉体粒径小、团聚强度低。利用680W功率的微波加热15min合成纳米铝酸锶系绿色-红色长余辉发光粉体与普通电炉1200℃、加热2h的相比,形态及粒径相近,但XRD衍射曲线杂波少,粉体发光谱的发射强度提高一倍以上。另外,微波干燥有利于纳米粉体外添加剂的均匀分布,不偏析。在分析微波干燥的原理的基础上,提出了纳米粉微波干燥“爆裂”模型,由于水是一种强极性分子,在微波干燥过程中首先受热汽化产生大量水蒸气,水蒸气受热膨胀使纳米粉体前驱体-干凝胶“爆裂”成为极其微小的碎片,内部水分直接以气体形式排除,不仅大大缩短了生产周期,也有利于减弱纳米粉体的团聚和团聚强度。更多还原