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溶胶-凝胶法低温合成莫来石的研究

2018-09-13郝立苗周长灵王艳艳徐鸿照刘福田

陶瓷学报 2018年4期

郝立苗 ,周长灵 ,王艳艳 ,徐鸿照 ,孙 达 ,刘福田

(1. 济南大学 材料科学与工程学院,山东 济南 250022;2. 山东工业陶瓷研究设计院有限公司,山东 淄博 255000)

0 引 言

莫来石是Al2O3-SiO2二元体系中唯一稳定的化合物,因为在高温氧化环境下具有优异的的力学性能、化学稳定性、电绝缘性、抗蠕变性、抗热震稳定性、低的热传导率和热膨胀系数及优良的中红外透过性等,无论作为传统陶瓷还是先进陶瓷,莫来石都是一种重要的材料[1-5]。但是天然莫来石极其稀少,所以人工合成莫来石的研究非常重要[6]。溶胶-凝胶法、固相反应法、喷雾热解法、水解沉淀法、成核生长法等方法是文献报道的合成莫来石的主要工艺[7,8]。固相反应法的合成温度较高,若不添加外加剂,甚至高达1600 ℃。Ossaka[9]采用共沉淀法低温合成了莫来石,但是产量低,且合成样品中存在难除的杂质。成核生长法工艺复杂,不易控制,且合成温度高达1500 ℃[10]。而溶胶-凝胶法,由于混合尺度较小,莫来石的合成温度大大降低。近年来,由于工艺简单,操作简便,化学计量精确,合成的莫来石不仅纯度较高,而且烧结活性较高,因此,溶胶-凝胶法被广泛用于莫来石的合成。另外,探讨莫来石的低温合成对制备连续纤维增强莫来石基复合材料具有重要意义,因为较低的煅烧温度可以减少对纤维的损伤。

在目前的研究中,莫来石前驱体凝胶主要有两种:第一类莫来石前驱体凝胶,由于达到了分子级别的均匀混合,在980 ℃左右将直接转化成莫来石;……

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