超细氧化铝制备.ppt

目录
第一章 前言 第二章文献综述 第三章 高纯超细氢氧化铝的生产 第四章 物料平衡 第五章总结与展望
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第一章 前言
自从纳米固体材料(nanometer sized materials)于1984年由法国Gleiter教授及其合作者制备出来后,由于纳米微粒和纳米固体具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特征,使其表现出许多奇特的物理化学性质,诸如:优良的机械力学性能、特殊的磁性能、高导电率和扩散率、大的比表面积和很高的反应活性、吸收电磁波等性能。这引起各国政府对此广泛的关注，都将其列为重大科研项目。
根据美国商情通信公司对美国精密陶瓷粉末的制备市场需求的调查(如表1-1、1-2），可以看出在今后一段时间内超细粉末的制备是一个重要的、有前途的发展方向。
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表1-1 1995-2000年美国精密陶瓷市场的需求量
1995
（单位：百万美元）
2000
（单位：百万美元）
年增长率%
1995-2000
结构陶瓷
500
800

电子陶瓷
4215
6573

环境/工业陶瓷
240
400

陶瓷覆膜
575
940

合计
5530
8713

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表1-2 1994-2000年美国精密陶瓷粉末的市场需求
1994
（单位：百万美元）
2000
（单位：百万美元）
年增长率
1994-2000
氧化物



碳化物



氮化物



硼化物



纳米粉末



总计



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第二章文献综述
§
§ 超细氧化铝粉末制备的研究现状
§
§
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§
氧化铝用途很广如:
1、微电子工业发展的需要：在不降低质量、可靠性和价格的前提下，电子元件微型化是现代电子工业的发展趋势。特别是作为多成电容器的电子陶瓷元件的尺寸小于10μm,多层基片应小于100μm，要保证元件要有良好的物理结构，1μm大小的常规结构就难以达到这样的要求，所以常规粉末不能用于制造10—100μm的陶瓷元件。还有，常规粉末成份的非均匀性与颗粒的尺寸成正比，而且粉末的大小影响着陶瓷元件表面的粗糙度，进而影响着陶瓷表面金属化导体层的连续性和均匀性。
2、弥散强化材料的要求：Al2O3常作为结构材料的弥散相以增强基本材料的强度、硬度和提高结晶温度等性质。材料屈服应力与弥散相粒子间距离成反比，粒子距离越小，材料的屈服强度越大：当弥散相含量一定时，粒子越小，则粒子数也就越多，因而离子间距也就越小，对提高材料的屈服强度也就越有利。例如、把超细氧化铝粉末分散在金属铝中，可提高铝的强度。
3、低温塑性氧化铝陶瓷的要求：研究多晶材料在低温下的蠕变形率时，发现蠕变形率随晶粒度的下降和扩散系数的加大而显著增大，因此可以通过陶瓷微晶化来提高起其变形能力。
因此超细氧化铝的制备，对微电子工业和材料工业的发展具有重要的现实意义和光明的应用前景。
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§ 超细氧化铝粉末制备的研究现状
超细氧化铝粉末制备法一般可分为三类： 气相法、液相法和固相法。
:是直接利用气体或者通过各种手段将物质变成气体，使之在气态下发生物理、化学反应，在冷却过程形成超细粉的方法。
气相法的优点在于：反应条件易于控制，反应物易于精制，易于控制反应气氛，对氧化物和非氧化物超细粉的制备都适用，只要控制反应气体足够稀薄，就能得到少团聚甚至不团的超细粉。气相的缺点在于：要得到少量的超细粉的产率低，且其设备操作复杂，成本太高，不能高产，不适合作大量生产。
:制备超细粉末，目前在工业上应用广泛，其基本方法是选择一种或多种可溶性金属盐，按成份计量配成溶液。使各元素呈离子或分子态，再用另一种沉淀剂，将所需物质均匀沉淀，结晶出来，经脱水或加热等而制得超细粉。
液相法的优点在于：设备相对简单，操作温度较底；粉末收集比较容易；化学组成控制准确；粉末粒径与气相法相当，产率高于气相法；可制备在微观尺寸上成份均一的复合粉，其他方法很难做到这一点。液相法的缺点在于：如果液相是有机物，则有机物用量很大，而有机物很溶液挥发且有毒，不利生产；如果液相是水，则粉末在干燥时易于产生硬团聚，恶化粉末性能，但超零界流体和冷冻干燥可克服这一缺点。虽然如此，由