CuO掺杂堇青石基材料制备和的研究.pdf

山东建筑大学硕士学位论文摘要堇青石材料因具有介电性能低、热膨胀系数低,以及化学稳定性高等优良特性, 而被广泛应用于催化剂载体、电子器件、低温热辐射材料等高新技术领域。本文以金属醇盐为原料,。应用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粒度分析仪、强度检测仪等检测手段,研究了pH值、烧成制度及CIuO掺杂量对堇青石析晶及性能的影响,结果表明: ,拓宽烧结温度范围,并促进烧结体致密化,最佳烧成制度是在1200℃保温2h,。硝酸对溶胶转变成凝胶具有催化作用,硝酸越多,水解越快,形成三维网络结构所需的时间越短。硝酸对堇青石的粒度也有较大影响,在pH值为1.¨.5的范围内,随着 pH值的增加,粒度先缓慢降低,,“m,继续增大pH值,粒度值的增幅变大,~,粒度值变化较小。未掺杂CuO样品的凝胶时间是120h,CuO掺杂量越多形成凝胶的时间越短,当 CuO掺杂量为25%时凝胶时间为48h,比未掺杂时降低了60%。当CuO掺杂量≤20% 时,cu2+可全部固溶到堇青石的晶格中,部分取代M92+的位置,经)(】[①检测只获得堇青石的单相固溶体;当CuO掺杂量为25%时,多余的Cu2+将不能再进入堇青石的晶格中,而是生成了石榴石、尖晶石的杂相晶体。, 随着Cuo掺杂量的提高,粒度先减小,当CuO掺杂量为15%时,获得最小的粒度 ,比未掺杂时减小了72%;继续提高掺杂量粒度反而增加,当Cuo掺杂量为25% 时,,比未掺杂时增大了28%。在1100~1250℃的煅烧温度范围内,随着温度的升高未掺杂CuO样品的热膨胀系数逐渐降低,从1100℃×/℃降低到1250℃×10击/℃。另外,随着CuO掺杂量的提高,热膨胀系数先减小后增大。未掺杂CuO样品的热膨胀系数为 ×10々℃;当CuO掺杂量为15%×lO’℃,比未掺杂时降低了37%;当Cuo的掺杂量为25%×lO’℃, 比未掺杂时提高了77%。未掺杂CuO的样品在lloo℃ MPa,随着烧结温度的提高, 样品的强度逐步增大,在1250℃。在1200℃时,未掺杂CuO ,随着CuO掺杂量的提高抗压强度逐渐增大,当CuO掺山东建筑大学硕士学位论文杂量为10%,比未掺杂CuO时提高了125%,继续提高 CuO的掺杂量,强度变化不大。关键词:堇青石,,掺杂,烧结,性能山东建筑大学硕士学位论文 PreparatiOn and properties Of cordierite material withCuo doping XuJing (SChool ofMat耐als Sci锄ce觚dEn百ne谢ng) DirectedbyTi龇Qingbo ABSTRACT Cordierite material are widely used incatalystc秭er'clectroIlic deVic销, low t锄perature heatradiationmaterial锄d otller11igh-tech右elds,bec卸se ofitslowdielectric properties,low tllennalexpansion coe伍cient缸d andlligh chemical stabili哆In thjspaper, t11ecordieritematerialwithmetalalkoxide嬲raw material ispr印ared bysol—gel metllods 锄d mee毹cts ofpH,me sinteringprocessing锄d tlle Contents ofCuO additions on tlle crystalliz撕on andprop酣ies of 0btained cordi谢te are inVestigated by me di倚actome缸y(Ⅺ①),sc锄lling elec仃onmicroscopy(SEM),panicle sizeallalyzer(PSZ)and (ST).111e rcsultsobtaincdshow协at: The sol-gel menlod ofsy玎恤etising cordi甜tepowder c锄re