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以炭黑为还原剂制备硅酸锆晶须的研究
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:无机材料学报
  • 时间:2014
  • 页码:835-838
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院,景德镇333000, [2]江西省先进陶瓷材料重点实验室,景德镇333001
  • 相关基金:国家自然科学基金(51162013,51362014); 江西省主要学科学术和技术带头人培养计划(20113BCB22009)
  • 相关项目:非水解溶胶-凝胶法制备硅酸锆晶须及其生长机理研究
中文摘要:

以无水四氯化锆为锆源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氟化锂为矿化剂,乙醇为溶剂,炭黑为还原剂,采用非水解溶胶–凝胶法在700℃制备得到硅酸锆晶须,借助TG-DTA、XRD和TEM等测试手段研究了炭黑加入方式及用量对硅酸锆合成与形貌的影响。结果表明:炭黑以悬浮液形式加入有助于硅酸锆的一维择优生长;炭黑用量为6wt%时能获得直径为30~90 nm,长径比为6~15,沿[001]方向择优生长的硅酸锆晶须。炭黑与氧反应形成二氧化碳和一氧化碳,炭黑加入方式及用量能够调控反应体系的氧分压。降低氧分压有利于形成更多的气相SiF4,这是促进ZrSiO4一维定向生长的基础,但氧分压过低又妨碍ZrSiO4晶体的合成。因此,适当氧分压有利于ZrSiO4晶须的生长。

英文摘要:

Zircon whisker was synthesized at 700 ℃ via non-hydrolytic Sol-Gel method using anhydrous zirconium tetrachloride(ZrCl4) as zirconium source, tetraethylorthosilicate(TEOS) as silicon source, lithium fluoride(LiF) as mineralizer, ethanol as solvent and carbon black as reducing agent. Thermogravimetric analysis and differential thermal analysis(TG-DTA), X-ray diffraction analysis(XRD) and transmission electron microscope(TEM) were employed to characterize the influences of adding ways and amount of carbon black on the synthesis and morphology of zircon whisker. The results show that the carbon black added in form of suspension is favorable to the one-dimension growth of zircon. When 6wt% carbon black is added, optimized zircon whiskers are achieved along the growth direction of [001], which diameter and aspect ratio are in the range of 30–90 nm and 6–15, respectively. Because of carbon black reacting with oxygen to form carbon dioxide and monoxide, the adding way and amount of carbon black efficiently regulate the oxygen partial pressure in the reaction system. Reducing oxygen partial pressure can form more SiF4 gas, which is the basis of one-dimensional direction growth of zircon. However, excessively low oxygen partial pressure is against the ZrSiO4 formation. Therefore, appropriate oxygen partial pressure can promote the growth of zircon whisker.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274