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行业百科

无机材料粉体制备中使用熔盐法的探究

发布时间:2021/03/29 13:03:27    访问量:499 次

社会发展过程中,材料的产生标志着人类进入了文明时代。可以说材料的发现、制作以及创新就是人类发展进程的另一种体现。材料作为社会生产的重要支柱,对于提高人们生活水平,促进社会和谐稳步发展有着重要的意义。无机材料是发展最为广泛的一类材料的总称,无机材料也广泛存在于人们的日常生活中,现在无机材料的合成方法已形成了一个庞大的体系,除了传统的固相反应及烧结外,还发展了许多现代合成方法,如自蔓延高温合成、物理气相沉积、化学气相沉积、微波与等离子体合成、化学气相渗透、水热合成与溶剂热合成、溶胶-凝胶法、微重力与超重力合成、仿生合成等技术。近几年,熔盐法以其反应温度低、制备时间短的优点被广泛应用于无机材料的制备。

1熔盐法优点熔盐法,又称助熔剂法,是指将产物的元成分在高温下溶解于熔岩熔体中,形成饱和溶液,然后通过缓慢降温或者蒸发熔剂的方法,让饱和溶液中的溶质析出晶体,得到待制备的化学物质。熔盐法以其反应温度低、制备时间短的优点被广泛应用于无机材料的制备,与传统的固相法比较而言,.利用熔盐法合成粉体具有以下几个优势:第一,熔盐法能够明显缩短反应时间,降低合成温度,并且制得的分体相对均匀,无团聚现象。

第二,熔盐法可以通过调节熔盐的种类以及相对含量,温度等条件能够得到特定形貌的粉体,对于粉体形貌具有可选择性。第三,熔盐法的适用范围要远比固相法广,几乎涵盖了所有的分子材料,甚至还可以合成其它方法难以合成的符合化学计量比的复杂组分的化合物粉体。第四,熔盐法所得到的产物可以通过极其简单的方法去除杂质,得到纯度较高的反应产物,这是其他无机材料制备方法所无法比拟的优势。通过凤谷陶瓷回转窑将这种熔盐法合成,所指的的分体相对厚度均匀,并且表面平滑,在水中的分散性更优,物理性质较为优秀。

2熔盐法的基本原理

熔盐法合成粉体一般可以分为粉体颗粒的形成和生长两个过程,这两个过程可以分为三个阶段:第一,熔岩与化学原料的接触混合;第二,熔岩与化学原理之间的融合、化学反重组以及扩散;第三,晶体生存以及洗出。对于熔盐法合成粉体的机制目前在学术领域存在两种不同的解释:一种是利用介质扩散原理为基础,其反应机理是化学原料先熔于熔盐,各组分原料继而发生化学反应,当化学反应的生成物达到饱和时,继而产生沉淀形成晶体析出。另一种则是利用溶解速度差异理论为基础,在同一熔盐中,各反应物质由于在熔盐中的溶解速度存在差异,熔解速率快的反应组分迅速扩散至熔解速率慢的物质表面,二者相互产生反应形成生成物。熔盐法在制备粉体中被广泛运用,一般可以根据熔盐在化学反应中的参与程度,将熔盐法分成全熔盐法、助熔剂法、半熔盐法。全熔盐法中指的是参与化学反应的所有反应物质都为熔盐类,而助熔剂法中熔盐不参与反应,而只是作为一种反应介质,半熔盐法中有的熔盐直接参与化学反应,有的熔盐则是充当反应介质。采用熔盐法来制备无机粉体材料往往要根据材料的形貌和性质对熔盐选择,选择的依据-般分为两点,一点是熔盐的熔化温度要能够与所合成物质物相温度相适应,要保证熔盐的加入不会造成所合成物质物相的非化学变化;另一点是,所选择的的熔盐要具有较大的溶解度(在水中) ,要保证粉体合成后经过相对简单的清洗即可去除去盐分,得到高纯度的产物。

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