第二章 粉料制備

1、第二章第二章 粉料的制備粉料的制備 l第一節(jié)第一節(jié) 天然粉料的制備天然粉料的制備 l一、天然原料的精選一、天然原料的精選 l二、原料的預燒二、原料的預燒 l三、天然原料的粉碎與篩分三、天然原料的粉碎與篩分 l第二節(jié)合成粉料的制備第二節(jié)合成粉料的制備 l粉體粉體(Powder)，就是大量微小固體粒子的集合。它表示物質(zhì)，就是大量微小固體粒子的集合。它表示物質(zhì) 的一種存在狀態(tài)，既不同于氣體、液體，也不完全同于固體。的一種存在狀態(tài)，既不同于氣體、液體，也不完全同于固體。 l粒徑是粉體最重要的物理性能，對粉體的比表面積、可壓縮粒徑是粉體最重要的物理性能，對粉體的比表面積、可壓縮 性、流動性和工藝性能有重

2、要影響。性、流動性和工藝性能有重要影響。 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 l天然原料中含有一些雜質(zhì)，使用前需進行揀選和洗天然原料中含有一些雜質(zhì)，使用前需進行揀選和洗 滌滌 l硬質(zhì)原料，如石英，長石，方解石等在粗碎后，在硬質(zhì)原料，如石英，長石，方解石等在粗碎后，在 回轉(zhuǎn)筒內(nèi)加水沖洗分離，以除去表面污泥和碎屑回轉(zhuǎn)筒內(nèi)加水沖洗分離，以除去表面污泥和碎屑 l粘土類原料中含有的母巖砂礫和云母等可經(jīng)過淘洗粘土類原料中含有的母巖砂礫和云母等可經(jīng)過淘洗 池或水力旋流器分離池或水力旋流器分離 分離方法：分離方法： 物理法物理法 化學法化學法 物理化學法物理化學法 第二章第二章

3、第一節(jié)第一節(jié) 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法 1）沉降槽法）沉降槽法 攪拌池 沉砂池 沉降槽 泥漿池 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法 1）沉降槽法）沉降槽法 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法 1）沉降槽法）沉降槽法 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法 1）沉降槽法）沉降

4、槽法 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法 1）沉降槽法）沉降槽法 一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法 1）沉降槽法）沉降槽法面積大，我國南方用原生粘土作原料的陶瓷廠采用面積大，我國南方用原生粘土作原料的陶瓷廠采用 l攪拌池中將粘土調(diào)成泥漿攪拌池中將粘土調(diào)成泥漿 l沉砂池中除去粗砂沉砂池中除去粗砂 l控制沉降槽深度和長度，及水流速度，將粘度中細砂沉降控制沉降槽深度和長度，及水流速度，將粘度中細砂沉降 l粘土中細粒流到泥漿池中備用粘土中細粒

5、流到泥漿池中備用 利用礦物的直徑或 密度差別來進行 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 2）水力旋流器）水力旋流器 l泥漿料在高壓下進入圓筒，在離心力作用下，粗砂泥漿料在高壓下進入圓筒，在離心力作用下，粗砂 碰到筒壁滑落下來，由底部排出，含細粒料漿流至碰到筒壁滑落下來，由底部排出，含細粒料漿流至 溢流器排出；溢流器排出； l泥漿分離后，氧化硅含量降低，氧化鋁提高，氧化泥漿分離后，氧化硅含量降低，氧化鋁提高，氧化 鐵增加。鐵增加。 立式風力分離器工作原理示意圖 旋 流 器給料 空氣 重質(zhì)組分 輕質(zhì)組分 風力分離法風力分離法 噴霧干燥塔 篩選法粉體原料最簡單的分級方法篩選法粉體原料最簡單的分級方法 第二章

6、第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3）磁選法）磁選法 l粘土中含鐵礦物有，針鐵礦粘土中含鐵礦物有，針鐵礦 （HFeO2）、褐鐵礦）、褐鐵礦 （HFeO2nH2O）、赤鐵礦）、赤鐵礦 （ Fe2O3）、黃鐵礦（）、黃鐵礦（FeS2）、）、 菱鐵礦（菱鐵礦（FeCO3）等。）等。 l呈結(jié)核狀礦物可用沉降法去除呈結(jié)核狀礦物可用沉降法去除 l分散度大的可用磁選法去除分散度大的可用磁選法去除 l磁選法對弱磁性礦物（黃鐵礦）磁選法對弱磁性礦物（黃鐵礦） 及細粒含鐵雜質(zhì)作用不顯著及細粒含鐵雜質(zhì)作用不顯著 4）超聲波法）超聲波法 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 2、化學法、化學法 基于化學反應原理的方法基于化學反應原理的方法

7、 1）升華法）升華法 l 用氯氣在高溫下與原料中氧化鐵反應，生成可揮用氯氣在高溫下與原料中氧化鐵反應，生成可揮 發(fā)的氯化鐵發(fā)的氯化鐵 2）溶解法）溶解法 l用酸洗去原料中的鐵雜質(zhì)用酸洗去原料中的鐵雜質(zhì) 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3、物理化學法、物理化學法 1）電解法）電解法 基于電化學原理基于電化學原理 l 用電解作用去除原料中鐵用電解作用去除原料中鐵 2）浮選法）浮選法 利用各種礦物對水的潤濕性不同而分離利用各種礦物對水的潤濕性不同而分離 l加浮選劑并鼓泡，使原料中憎水顆粒粘附在氣泡上加浮選劑并鼓泡，使原料中憎水顆粒粘附在氣泡上 浮游分離浮游分離 l適用于精選含有鐵、鈦礦物和有機物的粘土，

8、粒度適用于精選含有鐵、鈦礦物和有機物的粘土，粒度 在在10100m mm左右左右 對水的要求對水的要求 一般要求：水中的Ca2+、Mg2+ 1015ppm， SO42-15%的物料的物料 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3) 球磨機球磨機 用于各種物料的細磨和混合用于各種物料的細磨和混合 原理：通過研磨體與筒體，研磨體之間，研磨體和物料之原理：通過研磨體與筒體，研磨體之間，研磨體和物料之 間的沖擊和研磨作用粉碎混合物料。間的沖擊和研磨作用粉碎混合物料。 特點：特點：1）物料的適用性強，能連續(xù)生產(chǎn)）物料的適用性強，能連續(xù)生產(chǎn) 2）粉碎比大，）粉碎比大，300 3）操作靈活）操作靈活 4）密封性好，可

9、負壓操作）密封性好，可負壓操作 缺點：缺點：1）體積大）體積大 2）轉(zhuǎn)速低，需減速）轉(zhuǎn)速低，需減速 3）研磨體和內(nèi)襯的消耗大）研磨體和內(nèi)襯的消耗大 4）噪音大）噪音大 研磨體 氧化鋯柱 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3) 球磨機球磨機 球磨機參數(shù)的確定：球磨機參數(shù)的確定： 球磨機的轉(zhuǎn)速球磨機的轉(zhuǎn)速 推薦轉(zhuǎn)速：推薦轉(zhuǎn)速： 磨機內(nèi)徑磨機內(nèi)徑D1.25m時，工作轉(zhuǎn)速時，工作轉(zhuǎn)速 n=40/D1/2 1.25mD1.75m， n=32/D1/2 轉(zhuǎn)速太快轉(zhuǎn)速太慢轉(zhuǎn)速適中 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3) 球磨機球磨機 球磨機參數(shù)的確定：球磨機參數(shù)的確定： 球磨體的比重、大小及形狀球磨體的比重、大小及形狀

10、 增大研磨體的比重，可增大沖擊力，提高裝料量，增大研磨體的比重，可增大沖擊力，提高裝料量， 提高生產(chǎn)效率提高生產(chǎn)效率 小研磨體可提高其與粉料的接觸面積。脆性原料小研磨體可提高其與粉料的接觸面積。脆性原料 用大研磨體，粘性物料適合用小研磨體。研磨體直用大研磨體，粘性物料適合用小研磨體。研磨體直 徑通常為筒體直徑的徑通常為筒體直徑的1/20 圓柱狀和扁平狀研磨體與物料的接觸面積大，研圓柱狀和扁平狀研磨體與物料的接觸面積大，研 磨作用強，球形研磨體的沖擊力強磨作用強，球形研磨體的沖擊力強 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3) 球磨機球磨機 球磨機參數(shù)的確定：球磨機參數(shù)的確定： 球磨方式球磨方式 干法：適

11、用與水溶性的原料（氧化鎂，氧化鈣，干法：適用與水溶性的原料（氧化鎂，氧化鈣， 硼砂等），顆粒粗，易結(jié)塊。硼砂等），顆粒粗，易結(jié)塊。 濕法：顆粒細，產(chǎn)量大，粉塵小，輸送方便濕法：顆粒細，產(chǎn)量大，粉塵小，輸送方便 選擇研磨介質(zhì)需不與物料反應，易揮發(fā)選擇研磨介質(zhì)需不與物料反應，易揮發(fā) 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3) 球磨機球磨機 球磨機參數(shù)的確定：球磨機參數(shù)的確定： 料球水的比例料球水的比例 干法研磨時，確定原則是充分發(fā)揮磨球的沖擊作干法研磨時，確定原則是充分發(fā)揮磨球的沖擊作 用，原料充滿空隙，并包圍磨球。用，原料充滿空隙，并包圍磨球。 原料與磨球的松散堆積體積比一般為原料與磨球的松散堆積體積比一

12、般為1：1.52.0 濕法研磨時，水多濕法研磨時，水多“打滑打滑”，水少，水少“粘連粘連”，軟，軟 質(zhì)料（氧化鈦，粘土）易吸水，硬質(zhì)料（長石，石質(zhì)料（氧化鈦，粘土）易吸水，硬質(zhì)料（長石，石 英，方解石等）不吸水。英，方解石等）不吸水。 通常，料球水的比為通常，料球水的比為1：(1.52.0)：（：（ 0.81.2) 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 4) 振動磨振動磨 振動磨結(jié)構(gòu)示意圖 1、電動機 2、撓性軸套 3、主軸 4、偏心5、軸承 6、筒體 7、彈簧 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 4) 振動磨振動磨 特點：特點： 粉碎效率比球磨高，由于振動磨內(nèi)物料顆粒之間以粉碎效率比球磨高，由于振動磨內(nèi)物料顆

13、粒之間以 及研磨體撞擊次數(shù)比球磨多，所得顆粒細，研磨時及研磨體撞擊次數(shù)比球磨多，所得顆粒細，研磨時 間短間短 混入雜質(zhì)少混入雜質(zhì)少 坯料工藝性能好，顆粒細度大，組成穩(wěn)定坯料工藝性能好，顆粒細度大，組成穩(wěn)定 但設備穩(wěn)定性，適用壽命，噪聲方面還有待改進但設備穩(wěn)定性，適用壽命，噪聲方面還有待改進 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 5) 行星磨行星磨 原理原理 碾磨罐與底座沿著兩個方向以相同的速度和旋轉(zhuǎn)比碾磨罐與底座沿著兩個方向以相同的速度和旋轉(zhuǎn)比 繞其軸運動繞其軸運動,從而產(chǎn)生不斷變化的離心力從而產(chǎn)生不斷變化的離心力, 碾磨球作碾磨球作 半圓運動半圓運動,從碾磨罐內(nèi)壁分離從碾磨罐內(nèi)壁分離,樣品以很高的撞擊

14、能樣品以很高的撞擊能 量向相反的表面撞去量向相反的表面撞去.在一定角度，幾個作用力重在一定角度，幾個作用力重 合，巨大的作用力同時產(chǎn)生于樣品，從而達到研磨合，巨大的作用力同時產(chǎn)生于樣品，從而達到研磨 的效果的效果 ，此過程是靠球與罐，樣品撞擊和磨擦來，此過程是靠球與罐，樣品撞擊和磨擦來 完成的。完成的。 特點特點 球磨效率接近振動磨而優(yōu)于球磨，球磨效率接近振動磨而優(yōu)于球磨， 克服了舊式球磨機之臨界轉(zhuǎn)速的限制克服了舊式球磨機之臨界轉(zhuǎn)速的限制， 研磨細度接近振動磨研磨細度接近振動磨。 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 6) 氣流磨氣流磨 原理原理 特點特點 可制備超細粉（超音速氣流粉可制備超細粉（超音速

15、氣流粉 碎得細度碎得細度0.51um） 可連續(xù)操作可連續(xù)操作 不需研磨體，無機械轉(zhuǎn)動的部不需研磨體，無機械轉(zhuǎn)動的部 件，粉碎的粉體較純件，粉碎的粉體較純 耗電多耗電多 影響因素影響因素 與物料性能有關(guān)，硬質(zhì)物料較與物料性能有關(guān)，硬質(zhì)物料較 粗，軟而粘得物料不易粉碎，粗，軟而粘得物料不易粉碎， 且易堵塞噴射管且易堵塞噴射管 加料量需適當加料量需適當 物料通過喂料裝置進入粉碎室、壓縮空氣通過特 殊工藝設計的噴嘴向粉碎室高速噴射，物料在高 速射充中加速，并在噴嘴交匯處反復沖擊、碰撞、 達到 粉碎。 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 6) 攪拌磨攪拌磨 原理原理 特點特點 可制備超細粉可制備超細粉 研磨時間

16、短研磨時間短 噪音污染小噪音污染小 磨球分離略困難磨球分離略困難 在攪拌磨桶體中間有一個旋轉(zhuǎn)中軸，軸上以一定 間距固定若干圓板，筒體中加有研磨體。設備運 行過程中，桶體固定不動，僅中軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)揮強 有力的作用， 使介質(zhì)球、磨料、水混合液懸浮研 磨 。 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 3, 助磨劑助磨劑 可以提高粉碎效率的物質(zhì)?？梢蕴岣叻鬯樾实奈镔|(zhì)。 目前所用助磨劑主要有表面活性劑和有機溶劑助磨劑兩大類。目前所用助磨劑主要有表面活性劑和有機溶劑助磨劑兩大類。 前類品種有長鏈脂肪酸乙醇酰胺、羊毛脂及油溶性劑如油酸、前類品種有長鏈脂肪酸乙醇酰胺、羊毛脂及油溶性劑如油酸、 環(huán)烷酸、木質(zhì)素磺酸鹽等油酸鈉、

17、十二烷基氧化銨等。環(huán)烷酸、木質(zhì)素磺酸鹽等油酸鈉、十二烷基氧化銨等。 后類品種有烷基醇胺類、醇類、脂肪酸及基酯類等。后類品種有烷基醇胺類、醇類、脂肪酸及基酯類等。 作用：作用： 通過潤濕和吸附作用，使顆粒得表面能降低，減小粉體通過潤濕和吸附作用，使顆粒得表面能降低，減小粉體 的團聚和顆粒與研磨體的粘附，改善物料的流動性的團聚和顆粒與研磨體的粘附，改善物料的流動性 降低顆粒強度和硬度，促進碎裂，提高易磨性，提高粉降低顆粒強度和硬度，促進碎裂，提高易磨性，提高粉 末效率末效率 這主要基于吸附降低硬度和調(diào)節(jié)物料流變性的機理。因此助這主要基于吸附降低硬度和調(diào)節(jié)物料流變性的機理。因此助 磨劑能顯著提高物料

18、粉磨細度，大幅縮短粉磨時間，進而達到磨劑能顯著提高物料粉磨細度，大幅縮短粉磨時間，進而達到 提高粉磨效率，降低電耗的目的。提高粉磨效率，降低電耗的目的。 第二章第二章 第一節(jié)第一節(jié) 4, 篩分篩分 將已經(jīng)粉碎的物料，放在具有一定大小孔徑的將已經(jīng)粉碎的物料，放在具有一定大小孔徑的 篩面上進行震動或搖動，使其分離為顆粒大小篩面上進行震動或搖動，使其分離為顆粒大小 近似相等的若干部分。近似相等的若干部分。 對粉體原料最簡單的分級方法。對粉體原料最簡單的分級方法。 篩分的作用：篩分的作用： l使原料顆粒適合于下一制造工序的需要。 l在粉碎過程中及時篩去已符合細度的顆粒， 使粗粒獲得充分粉碎的機會，可提

19、高設備的 粉碎效率。 l確定顆粒的大小及比例，并限制原料中粗粒 的含量，因而可以提高成品的質(zhì)量。 l干篩和濕篩干篩和濕篩 第二節(jié)第二節(jié) 合成粉料的制備合成粉料的制備 l一、原料合成的目的與作用一、原料合成的目的與作用 l1、制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料、制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料 l2、保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能、保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能 穩(wěn)定穩(wěn)定 l3、使配料簡化、使配料簡化 l二、合成方法二、合成方法 l1、固相法、固相法 l2、液相法、液相法 l3、氣相法、氣相法 第二節(jié)第二節(jié) 合成粉料的制備合成粉料的制備 一、原料合成的目的與作用一、原料合成的目的與作用 二、合成方法二

20、、合成方法 (一) 固相法 (二) 液相法 (三) 氣相法 1、熱分解反應法 2、化合反應法 3、氧化還原法 1、蒸發(fā)凝聚法 2、化學氣相沉積法 1、溶膠凝膠法 2、共沉淀法 3、水熱法 l制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料 l保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能穩(wěn)定保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能穩(wěn)定 l使配料簡化使配料簡化 l1）固相法）固相法 l2）液相法）液相法 l共沉淀法共沉淀法 鈦酸鋇（鈦酸鋇（BaTiO3） 過篩 BaCO3 TiO2 球磨 烘干煅燒 TiCl4 H2C2O4溶液 TiO(C2O4)22- 水解 BaCl2Ba2+ BaTiO(C2O4)4H2O

21、 水洗滌 醇洗干燥 高溫煅燒 BaTiO3 鈦酸鋇（鈦酸鋇（BaTiO3） 2）液相法溶膠凝膠法）液相法溶膠凝膠法 鈦酸鋇（鈦酸鋇（BaTiO3） 3）液相法水熱法）液相法水熱法 TiO 2 Ba(CO 3) 120oC 高壓反應器 BaTiO3 二二 合成方法合成方法 合成法合成法是由離子、原子、分子通過反應、成核和成長、收集、 后處理來獲得微細顆粒的方法。 特點特點：純度、粒度可控、均勻性好，顆粒微細，并可實現(xiàn)顆 粒在分子水平上的復合、均化。 合成法包括：固相法、氣相法、液相法 制備工藝可分為物理和化學兩類: 物理工藝主要為構(gòu)筑法，通過各元素的原子、分子的成核核 長大生成超微粉。 化學工藝

22、的制備過程以化學反應為主。 1 固相法固相法 l以固態(tài)物質(zhì)為出發(fā)原料來制備粉末的方法，至少 含一種固態(tài)物質(zhì) 主要進行化合反應、熱分解反應以及氧化還原反應。 固相法制備超微粉比較簡單，但生成的粉末易于結(jié) 團，經(jīng)常需要二次粉碎，成本較高。 固相法固相法 l固相法通常具有以下特點： l 1）固相反應一般包括物質(zhì)在相界面上的反應和 物質(zhì)遷移兩個過程。 2）一般需要在高溫下進行。 3）整個固相反應速度由最慢的速度所控制。 4）固相反應的反應產(chǎn)物具階段性：原料最初 產(chǎn)物中間產(chǎn)物最終產(chǎn)物。 固相法固相法 n一、 熱分解反應法 n熱分解反應基本形式(S代表固相，G代表氣相)： n SlS2十G1 n很多金屬的

23、硫酸鹽、硝酸鹽等，都可以通過熱分解法而 獲得特種陶瓷用氧化物粉末。如將硫酸鋁銨 （Al2(NH4)2(SO4)424H2O）在空氣中進行熱分解，即 可制備出Al2O3粉末。 n利用有機酸鹽制備粉體，優(yōu)點是：有機酸鹽易于金屬提 純，容易制成含兩種以上金屬的復合鹽，分解溫度比較 低，產(chǎn)生的氣體組成為C、H、O。如草酸鹽的熱分解。 固相法固相法 n二、 化合反應法 n兩種或兩種以上的固體粉末，經(jīng)混合后在一定的熱力學條 件和氣氛下反應而成為復合物粉末，有時也伴隨氣體逸出。 化合反應的基本形式： n A(s)+B(s)C(s)+D(g) n鈦酸鋇粉末、尖晶石粉末、莫來石粉末的合成都是化學反 應法： Ba

24、CO3+TiO2BaTiO3+CO2 n Al2O3+MgOMgAlO4 n 3Al2O3+2SiO23Al2O32SiO2 固相法固相法 l三、 氧化還原法 n非氧化物特種陶瓷的原料粉末多采用氧化物還原方法制備?；蛘哌€原 碳化，或者還原氮化。如SiC、Si3N4等粉末的制備。 nSiC粉末的制備：將SiO2與碳粉混合，在14601600的加熱條件下， 逐步還原碳化。其大致歷程如下： n SiO2 + C SiO+CO n SiO + 2C SiC+CO n SiO + C Si+CO n Si + C SiC nSi3N4粉末的制備：在N2條件下，通過SiO2與C的還原-氮化。反應溫 度在1

25、600附近。其基本反應如下： n 3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO 2 液相法液相法 n液相法是目前實驗室和工業(yè)上最為廣泛的合成超微粉體材料的方法。 與固相法比較，液相法可以在反應過程中利用多種精制手段；另外， 通過所得到的超微沉淀物，很容易制取各種反應活性好的超微粉體材 料。 n特點： 設備簡單、原料容易獲得，純度高、均勻性好、化學組成 控制準確。 主要用于氧化物超細粉的制備。 液相法液相法 n液相法制備超微粉體材料可簡單地分為物理法和化學法兩大類。 n物理法是從水溶液中迅速析出金屬鹽，一般是將溶解度高的鹽的水 溶液霧化成小液滴，使液滴中的鹽類呈球狀迅速析出，然后將這些 微細的粉

26、末狀鹽類加熱分解，即得到氧化物超微粉體材料。 n化學法是通過溶液中反應生成沉淀，通常是使溶液通過加水分解或 離子反應生成沉淀物，如氫氧化物、草酸鹽、碳酸鹽、氧化物、氮 化物等，將沉淀加熱分解后，可制成超微粉體材料。 液相法液相法 l熔液法 l將一種或多種原料混合加熱至熔融態(tài)來進行合成。 l高熔點物質(zhì)一般采用等離子噴射或者激光法。 液相法液相法 n直接沉淀法 n采用直接沉淀法合成BaTiO3微粉： na. 將Ba (OC3H7)2和Ti (OC5 H11)4溶解在異丙醇或苯中， 加水分解（水解），就能得到顆粒直徑為515 nm（凝 聚體的大小 1m）的結(jié)晶性較好的、化學計量的 BaTiO3微粉。

27、 nb. 在Ba (OH)2水溶液中滴入Ti (OR)4 (R：丙基)后也能得 到高純度的、平均顆粒直徑為10 mm左右的、化學計量比 的BaTiO3微粉。 液相法液相法 l均相沉淀法 n均勻沉淀法是利用某一化學反應，使溶液中的構(gòu)晶離子（構(gòu)晶負離 子或構(gòu)晶正離子）由溶液中緩慢、均勻地產(chǎn)生出來的方法。 n均勻沉淀法有兩種： n 溶液中的沉淀劑發(fā)生緩慢的化學反應，導致氫離子濃度變化和 溶液PH值的升高，使產(chǎn)物溶解度逐漸下降而析出沉淀。 n 沉淀劑在溶液中反應釋放沉淀離子，使沉淀離子的濃度升高而 析出沉淀。 n例：隨著尿素水溶液的溫度逐漸升高至70附近，尿素會發(fā)生分解， 即：(NH2)2CO十3H2

28、O2NH4OH十CO2 n 由此生成的沉淀劑NH4OH在金屬鹽的溶液中分布均勻，濃度低， 使得沉淀物均勻地生成。由于尿素的分解速度受加熱溫度和尿素濃 度的控制，因此可以使尿素分解速度降得很低。 液相法液相法 l共沉淀法 n共沉淀法是在混合的金屬鹽溶液(含有兩種或兩種以上的金屬離子)中加入合 適的沉淀劑，反應生成組成均勻的沉淀，沉淀熱分解得到高純超微粉體材料。 n共沉淀法的關(guān)鍵在于保證沉淀物在原子或分子尺度上均勻混合。 n例：四方氧化鋯或全穩(wěn)定立方氧化鋯的共沉淀制備。以ZrOCl2 8H2O和 Y2O3(化學純)為原料來制備ZrO2-Y2O3的納米粉體的過程如下：Y2O3用鹽 酸溶解得到Y(jié)Cl3

29、，然后將ZrOCl28H2O和YCl3配制成定濃度的混合溶液， 在其中加NH4OH后便有Zr(OH)4和Y(OH)3的沉淀粒子緩慢形成。反應式如 下： ZrOCl2+2NH4OH+H2OZr（OH）4+2NH4Cl n YCl3+3NH4OHY（OH）3+ 3NH4Cl n得到的氫氧化物共沉淀物經(jīng)洗滌、脫水、煅燒可得到具有很好燒結(jié)活性的 ZrO2（ Y2O3）微粒。 液相法液相法 l醇鹽水解法 l金屬醇鹽是用金屬元素置換醇 中羥基的氫的化合物總稱，通 式為M(OR)n，其中M代表金 屬元素，R是烷基（羥基）。 金屬醇鹽由金屬或者金屬鹵化 物與醇反應合成，它很容易和 水反應生成氧化物、氫氧化物

30、和水化物。氫氧化物和其它水 化物經(jīng)煅燒后可以轉(zhuǎn)化為氧化 物粉體。 l醇鹽水解制備超微粉體的工藝 過程包括兩部分，即水解沉淀 法和溶膠凝膠法。 液相法液相法 n醇鹽水解法的特點： 水解過程中不需要添加堿，因此不存在有害負離子和堿金屬離子； 反應條件溫和、操作簡單產(chǎn)品純度高； 制備的超微粉體具有較大的活性； 粉體粒子通常呈單分散狀態(tài)，在成型體中表現(xiàn)出良好的填充性； 具有良好的低溫燒結(jié)性能。 n醇鹽水解法的缺點是成本昂貴。 液相法液相法 l溶膠凝膠法 n溶膠-凝膠法是指將金屬氧化物或氫氧化物的溶膠變?yōu)槟z，再經(jīng)干 燥、煅燒，制得氧化物粉末的方法。即先造成微細顆粒懸浮在水溶 液中（溶膠），再將溶膠滴入

31、一種能脫水的溶劑中使粒子凝聚成膠 體狀，即凝膠，然后除去溶劑或讓溶質(zhì)沉淀下來。 n溶液的pH值、溶液的離子或分子濃度、反應溫度和時間是控制溶膠 凝膠化的四個主要參數(shù)。 n通過受控水解反應能夠合成亞微米級（0.1 m1.0 m）、球狀、 粒度分布范圍窄、物團聚或少團聚且無定形態(tài)的超細氧化物陶瓷粉 體，并能加速粉體再燒成過程中的動力學過程，降低燒成溫度。 液相法液相法 l溶膠凝膠法過程： l在Sol-Gel的全過程中，金屬醇鹽、溶劑、水及 催化劑組成均相溶液，由水解縮聚而形成均相溶 膠；進一步陳化成為濕凝膠；經(jīng)過蒸發(fā)除去溶劑 或蒸發(fā)分別得到氣凝膠或干凝膠，后者經(jīng)燒結(jié)得 到致密的陶瓷體。同時，均相溶

32、膠可以在不同襯 底上涂膜，經(jīng)過焙燒等熱處理得到均勻致密的薄 膜；也可以拉絲，得到玻璃纖維；以及均相溶膠 經(jīng)不同方式處理得到粉體。 液相法液相法 l溶膠凝膠法優(yōu)點： l納米粉體的制備方法中，溶膠凝膠法具有獨特 的優(yōu)點。其反應中各組分的混合在分子間進行， 因而產(chǎn)物的粒徑小、均勻性高;反應過程易于控制， 可得到一些用其他方法難以得到的產(chǎn)物；另外， 反應是在低溫下進行，避免了高溫雜相的出現(xiàn)， 因而產(chǎn)物的純度較高。溶膠凝膠法是被廣泛應 用的制備納米粉體的重要方法。 液相法液相法 l應用： l 由于溶膠凝膠技術(shù)在控制產(chǎn)品的成分及均勻 性方面具有獨特的優(yōu)越性，近年來已用該技術(shù)制 成LiTaO2、LiNbO2

33、、PbTiO3、Pb(ZrTi)O3、 BaTiO3等各種電子陶瓷材料。特別是制備出形 狀各異的超導薄膜、高溫超導纖維等。 液相法液相法 l在光學方面該技術(shù)已被用于制備各種光學膜，如 高反射膜、減反射膜等和光導纖維、折射率梯度 材料，有機染料摻雜型非線形光學材料等以及波 導光柵、稀土發(fā)光材料等。 l 在熱學方面該技術(shù)制備的SiO2-TiO2玻璃非常均勻， 熱膨脹系數(shù)很小，化學穩(wěn)定性也很好；已制成的 InO3-SnO(ITO)大面積透明導電薄膜具有很好的熱 鏡性能；制成的SiO2氣凝膠具有超絕熱性能等特 點。 液相法液相法 l冷凍干燥法 l將配制好的陽離子鹽溶液噴入到低溫有機液體中 （用干冰或丙酮冷卻的乙烷浴內(nèi)），使液體進行 瞬間冷凍和沉淀在玻璃器皿的底部，將冷凍球狀 液滴和乙烷篩選分離后放入冷凍干燥器，在維持 低溫降壓條件下，溶劑升華、脫水，再在煅燒爐 內(nèi)將鹽分解，可制得超細粉體，這一方法稱冰凍 干燥法 液相法液相法 n冷凍干燥法的突出優(yōu)點： a. 在溶液狀態(tài)下均勻混合，適合于極微量組分的添加，有效地合成 復雜的陶瓷功能粉體材料并精確控制