本项目拟对熔盐法(Molten Salt Synthesis MSS)合成复杂氧化物粉体进行研究。研究的思路基于氧化物反应物在熔盐中具有轻微可溶性,这样便可使可熔物在液相中获得原子尺度的混合;而由于物质在液相介质中具有更快的扩散速度,就可能使合成温度大幅度降低。本项目将对莫来石、钛酸钙、堇青石以及以锆英石和氧化铝合成莫来石和氧化锆复杂氧化物进行合成研究,探明合成温度与时间、前驱体原料的种类、粒径和形状、熔盐的种类和配入量、前驱体在熔盐中的溶解度等因素对合成反应的影响规律,建立多因素控制的合成过程的数学模型,进而优化合成参数,找出提高合成效率的有效措施;通过研究合成料粉体在烧结过程中晶粒生长、收缩率及气孔率的变化与粉料粒度、比表面积及烧结条件等参数间的相关性,掌握合成粉体的结构与性能对后续烧结行为的影响规律。本项目对在低成本下合成高品质复杂氧化物粉体具有理论和应用的重要意义。
本项目进行了以熔盐法合成莫来石粉体、堇青石粉体和氧化锆-莫来石复合粉体研究。针对以硫酸铝和氧化硅在硫酸钠熔盐中的反应,进行了熔盐法合成莫来石粉体的热力学和动力学研究。研究了合成温度、熔盐用量、保温时间、升温速度对合成的影响。探讨了熔盐法合成莫来石粉体的机理,同时研究了氧化硅原料以及熔盐介质对合成莫来石粉体的影响。通过对原料在熔盐中的行为研究,探讨了熔盐法合成莫来石的反应机理。以硅微粉、硫酸铝和硫酸镁合成了堇青石粉体。进行了以锆英石为原料,用熔盐法合成氧化锆-莫来石复合粉体的研究。由于直接采用锆英石和硫酸铝不能在熔盐中合成出氧化锆-莫来石复合粉体,采用锆英石和碳酸钠(碳酸钾)反应制备的中间体产物,可以和硫酸铝在熔盐中制备出氧化锆-莫来石复合粉体。