第二章 粉料制備

1、第二章第二章 粉料的制備粉料的制備l第一節(jié)第一節(jié) 天然粉料的制備天然粉料的制備l一、天然原料的精選一、天然原料的精選l二、原料的預(yù)燒二、原料的預(yù)燒l三、天然原料的粉碎與篩分三、天然原料的粉碎與篩分l第二節(jié)合成粉料的制備第二節(jié)合成粉料的制備l粉體粉體(Powder)，就是大量微小固體粒子的集合。它表示物質(zhì)，就是大量微小固體粒子的集合。它表示物質(zhì)的一種存在狀態(tài)，既不同于氣體、液體，也不完全同于固體。的一種存在狀態(tài)，既不同于氣體、液體，也不完全同于固體。l粒徑是粉體最重要的物理性能，對(duì)粉體的比表面積、可壓縮粒徑是粉體最重要的物理性能，對(duì)粉體的比表面積、可壓縮性、流動(dòng)性和工藝性能有重要影響。性、流動(dòng)性

2、和工藝性能有重要影響。 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)一、天然原料的精選一、天然原料的精選l天然原料中含有一些雜質(zhì)，使用前需進(jìn)行揀選和洗天然原料中含有一些雜質(zhì)，使用前需進(jìn)行揀選和洗滌滌l硬質(zhì)原料，如石英，長(zhǎng)石，方解石等在粗碎后，在硬質(zhì)原料，如石英，長(zhǎng)石，方解石等在粗碎后，在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)加水沖洗分離，以除去表面污泥和碎屑回轉(zhuǎn)筒內(nèi)加水沖洗分離，以除去表面污泥和碎屑l粘土類(lèi)原料中含有的母巖砂礫和云母等可經(jīng)過(guò)淘洗粘土類(lèi)原料中含有的母巖砂礫和云母等可經(jīng)過(guò)淘洗池或水力旋流器分離池或水力旋流器分離分離方法：分離方法： 物理法物理法 化學(xué)法化學(xué)法 物理化學(xué)法物理化學(xué)法第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)一、天然原料的精選一、天然原

3、料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法1）沉降槽法）沉降槽法攪拌池沉砂池沉降槽泥漿池一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法1）沉降槽法）沉降槽法一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法1）沉降槽法）沉降槽法一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法1）沉降槽法）沉降槽法一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉

4、降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法1）沉降槽法）沉降槽法一、天然原料的精選一、天然原料的精選 1，物理法，物理法 沉降槽法沉降槽法 水力旋流器法水力旋流器法 磁選法磁選法1）沉降槽法）沉降槽法面積大，我國(guó)南方用原生粘土作原料的陶瓷廠采用面積大，我國(guó)南方用原生粘土作原料的陶瓷廠采用l攪拌池中將粘土調(diào)成泥漿攪拌池中將粘土調(diào)成泥漿l沉砂池中除去粗砂沉砂池中除去粗砂l(fā)控制沉降槽深度和長(zhǎng)度，及水流速度，將粘度中細(xì)砂沉降控制沉降槽深度和長(zhǎng)度，及水流速度，將粘度中細(xì)砂沉降l粘土中細(xì)粒流到泥漿池中備用粘土中細(xì)粒流到泥漿池中備用利用礦物的直徑或密度差別來(lái)進(jìn)行第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)2）水力旋

5、流器）水力旋流器l泥漿料在高壓下進(jìn)入圓筒，在離心力作用下，粗砂泥漿料在高壓下進(jìn)入圓筒，在離心力作用下，粗砂碰到筒壁滑落下來(lái)，由底部排出，含細(xì)粒料漿流至碰到筒壁滑落下來(lái)，由底部排出，含細(xì)粒料漿流至溢流器排出；溢流器排出；l泥漿分離后，氧化硅含量降低，氧化鋁提高，氧化泥漿分離后，氧化硅含量降低，氧化鋁提高，氧化鐵增加。鐵增加。 立式風(fēng)力分離器工作原理示意圖 旋流器給料空氣重質(zhì)組分輕質(zhì)組分風(fēng)力分離法風(fēng)力分離法噴霧干燥塔篩選法粉體原料最簡(jiǎn)單的分級(jí)方法篩選法粉體原料最簡(jiǎn)單的分級(jí)方法第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3）磁選法）磁選法l粘土中含鐵礦物有，針鐵礦粘土中含鐵礦物有，針鐵礦（HFeO2）、褐鐵礦）、褐鐵礦

6、（HFeO2nH2O）、赤鐵礦）、赤鐵礦（ Fe2O3）、黃鐵礦（）、黃鐵礦（FeS2）、）、菱鐵礦（菱鐵礦（FeCO3）等。）等。l呈結(jié)核狀礦物可用沉降法去除呈結(jié)核狀礦物可用沉降法去除l分散度大的可用磁選法去除分散度大的可用磁選法去除l磁選法對(duì)弱磁性礦物（黃鐵礦）磁選法對(duì)弱磁性礦物（黃鐵礦）及細(xì)粒含鐵雜質(zhì)作用不顯著及細(xì)粒含鐵雜質(zhì)作用不顯著4）超聲波法）超聲波法第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)2、化學(xué)法、化學(xué)法 基于化學(xué)反應(yīng)原理的方法基于化學(xué)反應(yīng)原理的方法 1）升華法）升華法l 用氯氣在高溫下與原料中氧化鐵反應(yīng)，生成可揮用氯氣在高溫下與原料中氧化鐵反應(yīng)，生成可揮發(fā)的氯化鐵發(fā)的氯化鐵 2）溶解法）溶解法

7、l用酸洗去原料中的鐵雜質(zhì)用酸洗去原料中的鐵雜質(zhì)第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3、物理化學(xué)法、物理化學(xué)法 1）電解法）電解法 基于電化學(xué)原理基于電化學(xué)原理l 用電解作用去除原料中鐵用電解作用去除原料中鐵 2）浮選法）浮選法 利用各種礦物對(duì)水的潤(rùn)濕性不同而分離利用各種礦物對(duì)水的潤(rùn)濕性不同而分離 l加浮選劑并鼓泡，使原料中憎水顆粒粘附在氣泡上加浮選劑并鼓泡，使原料中憎水顆粒粘附在氣泡上浮游分離浮游分離l適用于精選含有鐵、鈦礦物和有機(jī)物的粘土，粒度適用于精選含有鐵、鈦礦物和有機(jī)物的粘土，粒度在在10100m mm左右左右對(duì)水的要求對(duì)水的要求一般要求：水中的Ca2+、Mg2+ 1015ppm， SO42-15

8、%的物料的物料 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3) 球磨機(jī)球磨機(jī)用于各種物料的細(xì)磨和混合用于各種物料的細(xì)磨和混合原理：通過(guò)研磨體與筒體，研磨體之間，研磨體和物料之原理：通過(guò)研磨體與筒體，研磨體之間，研磨體和物料之間的沖擊和研磨作用粉碎混合物料。間的沖擊和研磨作用粉碎混合物料。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）物料的適用性強(qiáng)，能連續(xù)生產(chǎn)）物料的適用性強(qiáng)，能連續(xù)生產(chǎn) 2）粉碎比大，）粉碎比大，300 3）操作靈活）操作靈活 4）密封性好，可負(fù)壓操作）密封性好，可負(fù)壓操作缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）體積大）體積大 2）轉(zhuǎn)速低，需減速）轉(zhuǎn)速低，需減速 3）研磨體和內(nèi)襯的消耗大）研磨體和內(nèi)襯的消耗大 4）噪音大）噪音大 研磨體氧化鋯柱第二

9、章第二章第一節(jié)第一節(jié)3) 球磨機(jī)球磨機(jī)球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速推薦轉(zhuǎn)速：推薦轉(zhuǎn)速： 磨機(jī)內(nèi)徑磨機(jī)內(nèi)徑D1.25m時(shí)，工作轉(zhuǎn)速時(shí)，工作轉(zhuǎn)速 n=40/D1/2 1.25mD1.75m， n=32/D1/2 轉(zhuǎn)速太快轉(zhuǎn)速太慢轉(zhuǎn)速適中第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3) 球磨機(jī)球磨機(jī)球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨體的比重、大小及形狀球磨體的比重、大小及形狀增大研磨體的比重，可增大沖擊力，提高裝料量，增大研磨體的比重，可增大沖擊力，提高裝料量，提高生產(chǎn)效率提高生產(chǎn)效率小研磨體可提高其與粉料的接觸面積。脆性原料小研磨體可提高其與粉料的接觸面積。脆性原料用大研磨體，粘

10、性物料適合用小研磨體。研磨體直用大研磨體，粘性物料適合用小研磨體。研磨體直徑通常為筒體直徑的徑通常為筒體直徑的1/20圓柱狀和扁平狀研磨體與物料的接觸面積大，研圓柱狀和扁平狀研磨體與物料的接觸面積大，研磨作用強(qiáng)，球形研磨體的沖擊力強(qiáng)磨作用強(qiáng)，球形研磨體的沖擊力強(qiáng) 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3) 球磨機(jī)球磨機(jī)球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨方式球磨方式干法：適用與水溶性的原料（氧化鎂，氧化鈣，干法：適用與水溶性的原料（氧化鎂，氧化鈣， 硼砂等），顆粒粗，易結(jié)塊。硼砂等），顆粒粗，易結(jié)塊。濕法：顆粒細(xì)，產(chǎn)量大，粉塵小，輸送方便濕法：顆粒細(xì)，產(chǎn)量大，粉塵小，輸送方便 選擇研磨介質(zhì)需不與物料反應(yīng)

11、，易揮發(fā)選擇研磨介質(zhì)需不與物料反應(yīng)，易揮發(fā) 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3) 球磨機(jī)球磨機(jī)球磨機(jī)參數(shù)的確定：球磨機(jī)參數(shù)的確定：料球水的比例料球水的比例干法研磨時(shí)，確定原則是充分發(fā)揮磨球的沖擊作干法研磨時(shí)，確定原則是充分發(fā)揮磨球的沖擊作用，原料充滿(mǎn)空隙，并包圍磨球。用，原料充滿(mǎn)空隙，并包圍磨球。 原料與磨球的松散堆積體積比一般為原料與磨球的松散堆積體積比一般為1：1.52.0濕法研磨時(shí)，水多濕法研磨時(shí)，水多“打滑打滑”，水少，水少“粘連粘連”，軟，軟質(zhì)料（氧化鈦，粘土）易吸水，硬質(zhì)料（長(zhǎng)石，石質(zhì)料（氧化鈦，粘土）易吸水，硬質(zhì)料（長(zhǎng)石，石英，方解石等）不吸水。英，方解石等）不吸水。 通常，料球水的比為

12、通常，料球水的比為1：(1.52.0)：（：（ 0.81.2) 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)4) 振動(dòng)磨振動(dòng)磨 振動(dòng)磨結(jié)構(gòu)示意圖 1、電動(dòng)機(jī) 2、撓性軸套 3、主軸 4、偏心5、軸承 6、筒體 7、彈簧 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)4) 振動(dòng)磨振動(dòng)磨特點(diǎn)：特點(diǎn)：粉碎效率比球磨高，由于振動(dòng)磨內(nèi)物料顆粒之間以粉碎效率比球磨高，由于振動(dòng)磨內(nèi)物料顆粒之間以及研磨體撞擊次數(shù)比球磨多，所得顆粒細(xì)，研磨時(shí)及研磨體撞擊次數(shù)比球磨多，所得顆粒細(xì)，研磨時(shí)間短間短混入雜質(zhì)少混入雜質(zhì)少坯料工藝性能好，顆粒細(xì)度大，組成穩(wěn)定坯料工藝性能好，顆粒細(xì)度大，組成穩(wěn)定但設(shè)備穩(wěn)定性，適用壽命，噪聲方面還有待改進(jìn)但設(shè)備穩(wěn)定性，適用壽命，噪聲

13、方面還有待改進(jìn)第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)5) 行星磨行星磨原理原理碾磨罐與底座沿著兩個(gè)方向以相同的速度和旋轉(zhuǎn)比碾磨罐與底座沿著兩個(gè)方向以相同的速度和旋轉(zhuǎn)比繞其軸運(yùn)動(dòng)繞其軸運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生不斷變化的離心力從而產(chǎn)生不斷變化的離心力, 碾磨球作碾磨球作半圓運(yùn)動(dòng)半圓運(yùn)動(dòng),從碾磨罐內(nèi)壁分離從碾磨罐內(nèi)壁分離,樣品以很高的撞擊能樣品以很高的撞擊能量向相反的表面撞去量向相反的表面撞去.在一定角度，幾個(gè)作用力重在一定角度，幾個(gè)作用力重合，巨大的作用力同時(shí)產(chǎn)生于樣品，從而達(dá)到研磨合，巨大的作用力同時(shí)產(chǎn)生于樣品，從而達(dá)到研磨的效果的效果 ，此過(guò)程是靠球與罐，樣品撞擊和磨擦來(lái)，此過(guò)程是靠球與罐，樣品撞擊和磨擦來(lái)完成的。完

14、成的。 特點(diǎn)特點(diǎn)球磨效率接近振動(dòng)磨而優(yōu)于球磨，球磨效率接近振動(dòng)磨而優(yōu)于球磨，克服了舊式球磨機(jī)之臨界轉(zhuǎn)速的限制克服了舊式球磨機(jī)之臨界轉(zhuǎn)速的限制，研磨細(xì)度接近振動(dòng)磨研磨細(xì)度接近振動(dòng)磨。第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)6) 氣流磨氣流磨原理原理特點(diǎn)特點(diǎn)可制備超細(xì)粉（超音速氣流粉可制備超細(xì)粉（超音速氣流粉碎得細(xì)度碎得細(xì)度0.51um）可連續(xù)操作可連續(xù)操作不需研磨體，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的部不需研磨體，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，粉碎的粉體較純件，粉碎的粉體較純耗電多耗電多影響因素影響因素與物料性能有關(guān)，硬質(zhì)物料較與物料性能有關(guān)，硬質(zhì)物料較粗，軟而粘得物料不易粉碎，粗，軟而粘得物料不易粉碎，且易堵塞噴射管且易堵塞噴射管加料量需適當(dāng)

15、加料量需適當(dāng)物料通過(guò)喂料裝置進(jìn)入粉碎室、壓縮空氣通過(guò)特殊工藝設(shè)計(jì)的噴嘴向粉碎室高速?lài)娚?，物料在高速射充中加速，并在噴嘴交匯處反復(fù)沖擊、碰撞、達(dá)到 粉碎。第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)6) 攪拌磨攪拌磨原理原理特點(diǎn)特點(diǎn)可制備超細(xì)粉可制備超細(xì)粉研磨時(shí)間短研磨時(shí)間短噪音污染小噪音污染小磨球分離略困難磨球分離略困難在攪拌磨桶體中間有一個(gè)旋轉(zhuǎn)中軸，軸上以一定間距固定若干圓板，筒體中加有研磨體。設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，桶體固定不動(dòng)，僅中軸旋轉(zhuǎn)，發(fā)揮強(qiáng)有力的作用， 使介質(zhì)球、磨料、水混合液懸浮研磨 。第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)3, 助磨劑助磨劑可以提高粉碎效率的物質(zhì)。可以提高粉碎效率的物質(zhì)。目前所用助磨劑主要有表面活性劑和

16、有機(jī)溶劑助磨劑兩大類(lèi)。目前所用助磨劑主要有表面活性劑和有機(jī)溶劑助磨劑兩大類(lèi)。前類(lèi)品種有長(zhǎng)鏈脂肪酸乙醇酰胺、羊毛脂及油溶性劑如油酸、前類(lèi)品種有長(zhǎng)鏈脂肪酸乙醇酰胺、羊毛脂及油溶性劑如油酸、環(huán)烷酸、木質(zhì)素磺酸鹽等油酸鈉、十二烷基氧化銨等。環(huán)烷酸、木質(zhì)素磺酸鹽等油酸鈉、十二烷基氧化銨等。后類(lèi)品種有烷基醇胺類(lèi)、醇類(lèi)、脂肪酸及基酯類(lèi)等。后類(lèi)品種有烷基醇胺類(lèi)、醇類(lèi)、脂肪酸及基酯類(lèi)等。作用：作用： 通過(guò)潤(rùn)濕和吸附作用，使顆粒得表面能降低，減小粉體通過(guò)潤(rùn)濕和吸附作用，使顆粒得表面能降低，減小粉體的團(tuán)聚和顆粒與研磨體的粘附，改善物料的流動(dòng)性的團(tuán)聚和顆粒與研磨體的粘附，改善物料的流動(dòng)性 降低顆粒強(qiáng)度和硬度，促進(jìn)碎裂

17、，提高易磨性，提高粉降低顆粒強(qiáng)度和硬度，促進(jìn)碎裂，提高易磨性，提高粉末效率末效率 這主要基于吸附降低硬度和調(diào)節(jié)物料流變性的機(jī)理。因此助這主要基于吸附降低硬度和調(diào)節(jié)物料流變性的機(jī)理。因此助磨劑能顯著提高物料粉磨細(xì)度，大幅縮短粉磨時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到磨劑能顯著提高物料粉磨細(xì)度，大幅縮短粉磨時(shí)間，進(jìn)而達(dá)到提高粉磨效率，降低電耗的目的。提高粉磨效率，降低電耗的目的。 第二章第二章第一節(jié)第一節(jié)4, 篩分篩分 將已經(jīng)粉碎的物料，放在具有一定大小孔徑的將已經(jīng)粉碎的物料，放在具有一定大小孔徑的篩面上進(jìn)行震動(dòng)或搖動(dòng)，使其分離為顆粒大小篩面上進(jìn)行震動(dòng)或搖動(dòng)，使其分離為顆粒大小近似相等的若干部分。近似相等的若干部分。 對(duì)

18、粉體原料最簡(jiǎn)單的分級(jí)方法。對(duì)粉體原料最簡(jiǎn)單的分級(jí)方法。篩分的作用：篩分的作用：l使原料顆粒適合于下一制造工序的需要。l在粉碎過(guò)程中及時(shí)篩去已符合細(xì)度的顆粒，使粗粒獲得充分粉碎的機(jī)會(huì)，可提高設(shè)備的粉碎效率。l確定顆粒的大小及比例，并限制原料中粗粒的含量，因而可以提高成品的質(zhì)量。l干篩和濕篩干篩和濕篩第二節(jié)第二節(jié) 合成粉料的制備合成粉料的制備l一、原料合成的目的與作用一、原料合成的目的與作用l1、制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料、制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料l2、保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能、保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能穩(wěn)定穩(wěn)定l3、使配料簡(jiǎn)化、使配料簡(jiǎn)化l二、合成方法二、合成方法l1、固相法

19、、固相法l2、液相法、液相法l3、氣相法、氣相法第二節(jié)第二節(jié) 合成粉料的制備合成粉料的制備一、原料合成的目的與作用一、原料合成的目的與作用二、合成方法二、合成方法(一) 固相法(二) 液相法(三) 氣相法1、熱分解反應(yīng)法2、化合反應(yīng)法3、氧化還原法1、蒸發(fā)凝聚法2、化學(xué)氣相沉積法1、溶膠凝膠法2、共沉淀法3、水熱法l制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料制備自然界尚未發(fā)現(xiàn)的原料l保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能穩(wěn)定保證產(chǎn)品組成固定，結(jié)構(gòu)均勻，因而性能穩(wěn)定l使配料簡(jiǎn)化使配料簡(jiǎn)化l1）固相法）固相法l2）液相法）液相法l共沉淀法共沉淀法鈦酸鋇（鈦酸鋇（BaTiO3）過(guò)篩BaCO3TiO2球磨烘干煅燒TiCl

20、4H2C2O4溶液TiO(C2O4)22-水解BaCl2Ba2+BaTiO(C2O4)4H2O水洗滌醇洗干燥高溫煅燒BaTiO3鈦酸鋇（鈦酸鋇（BaTiO3）2）液相法溶膠凝膠法）液相法溶膠凝膠法鈦酸鋇（鈦酸鋇（BaTiO3）3）液相法水熱法）液相法水熱法TiO 2Ba(CO 3)120oC高壓反應(yīng)器BaTiO3二二 合成方法合成方法合成法合成法是由離子、原子、分子通過(guò)反應(yīng)、成核和成長(zhǎng)、收集、后處理來(lái)獲得微細(xì)顆粒的方法。特點(diǎn)特點(diǎn)：純度、粒度可控、均勻性好，顆粒微細(xì)，并可實(shí)現(xiàn)顆粒在分子水平上的復(fù)合、均化。 合成法包括：固相法、氣相法、液相法制備工藝可分為物理和化學(xué)兩類(lèi): 物理工藝主要為構(gòu)筑法，通

21、過(guò)各元素的原子、分子的成核核長(zhǎng)大生成超微粉。 化學(xué)工藝的制備過(guò)程以化學(xué)反應(yīng)為主。1 固相法固相法l以固態(tài)物質(zhì)為出發(fā)原料來(lái)制備粉末的方法，至少含一種固態(tài)物質(zhì) 主要進(jìn)行化合反應(yīng)、熱分解反應(yīng)以及氧化還原反應(yīng)。 固相法制備超微粉比較簡(jiǎn)單，但生成的粉末易于結(jié)團(tuán)，經(jīng)常需要二次粉碎，成本較高。固相法固相法l固相法通常具有以下特點(diǎn)：l1）固相反應(yīng)一般包括物質(zhì)在相界面上的反應(yīng)和物質(zhì)遷移兩個(gè)過(guò)程。2）一般需要在高溫下進(jìn)行。3）整個(gè)固相反應(yīng)速度由最慢的速度所控制。4）固相反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物具階段性：原料最初產(chǎn)物中間產(chǎn)物最終產(chǎn)物。固相法固相法n一、 熱分解反應(yīng)法n熱分解反應(yīng)基本形式(S代表固相，G代表氣相)：n SlS2

22、十G1 n很多金屬的硫酸鹽、硝酸鹽等，都可以通過(guò)熱分解法而獲得特種陶瓷用氧化物粉末。如將硫酸鋁銨（Al2(NH4)2(SO4)424H2O）在空氣中進(jìn)行熱分解，即可制備出Al2O3粉末。n利用有機(jī)酸鹽制備粉體，優(yōu)點(diǎn)是：有機(jī)酸鹽易于金屬提純，容易制成含兩種以上金屬的復(fù)合鹽，分解溫度比較低，產(chǎn)生的氣體組成為C、H、O。如草酸鹽的熱分解。固相法固相法n二、 化合反應(yīng)法n兩種或兩種以上的固體粉末，經(jīng)混合后在一定的熱力學(xué)條件和氣氛下反應(yīng)而成為復(fù)合物粉末，有時(shí)也伴隨氣體逸出?；戏磻?yīng)的基本形式：n A(s)+B(s)C(s)+D(g)n鈦酸鋇粉末、尖晶石粉末、莫來(lái)石粉末的合成都是化學(xué)反應(yīng)法： BaCO3+

23、TiO2BaTiO3+CO2 n Al2O3+MgOMgAlO4n 3Al2O3+2SiO23Al2O32SiO2 固相法固相法l三、 氧化還原法n非氧化物特種陶瓷的原料粉末多采用氧化物還原方法制備?；蛘哌€原碳化，或者還原氮化。如SiC、Si3N4等粉末的制備。nSiC粉末的制備：將SiO2與碳粉混合，在14601600的加熱條件下，逐步還原碳化。其大致歷程如下：n SiO2 + C SiO+CO n SiO + 2C SiC+CO n SiO + C Si+CO n Si + C SiC nSi3N4粉末的制備：在N2條件下，通過(guò)SiO2與C的還原-氮化。反應(yīng)溫度在1600附近。其基本反應(yīng)如

24、下：n 3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO 2 液相法液相法n液相法是目前實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)上最為廣泛的合成超微粉體材料的方法。與固相法比較，液相法可以在反應(yīng)過(guò)程中利用多種精制手段；另外，通過(guò)所得到的超微沉淀物，很容易制取各種反應(yīng)活性好的超微粉體材料。n特點(diǎn)： 設(shè)備簡(jiǎn)單、原料容易獲得，純度高、均勻性好、化學(xué)組成 控制準(zhǔn)確。主要用于氧化物超細(xì)粉的制備。液相法液相法n液相法制備超微粉體材料可簡(jiǎn)單地分為物理法和化學(xué)法兩大類(lèi)。n物理法是從水溶液中迅速析出金屬鹽，一般是將溶解度高的鹽的水溶液霧化成小液滴，使液滴中的鹽類(lèi)呈球狀迅速析出，然后將這些微細(xì)的粉末狀鹽類(lèi)加熱分解，即得到氧化物超微粉體材料。n化

25、學(xué)法是通過(guò)溶液中反應(yīng)生成沉淀，通常是使溶液通過(guò)加水分解或離子反應(yīng)生成沉淀物，如氫氧化物、草酸鹽、碳酸鹽、氧化物、氮化物等，將沉淀加熱分解后，可制成超微粉體材料。液相法液相法l熔液法l將一種或多種原料混合加熱至熔融態(tài)來(lái)進(jìn)行合成。l高熔點(diǎn)物質(zhì)一般采用等離子噴射或者激光法。液相法液相法n直接沉淀法n采用直接沉淀法合成BaTiO3微粉：na. 將Ba (OC3H7)2和Ti (OC5 H11)4溶解在異丙醇或苯中，加水分解（水解），就能得到顆粒直徑為515 nm（凝聚體的大小 1m）的結(jié)晶性較好的、化學(xué)計(jì)量的BaTiO3微粉。nb. 在Ba (OH)2水溶液中滴入Ti (OR)4 (R：丙基)后也能得

26、到高純度的、平均顆粒直徑為10 mm左右的、化學(xué)計(jì)量比的BaTiO3微粉。液相法液相法l均相沉淀法n均勻沉淀法是利用某一化學(xué)反應(yīng)，使溶液中的構(gòu)晶離子（構(gòu)晶負(fù)離子或構(gòu)晶正離子）由溶液中緩慢、均勻地產(chǎn)生出來(lái)的方法。n均勻沉淀法有兩種：n 溶液中的沉淀劑發(fā)生緩慢的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致氫離子濃度變化和溶液PH值的升高，使產(chǎn)物溶解度逐漸下降而析出沉淀。n 沉淀劑在溶液中反應(yīng)釋放沉淀離子，使沉淀離子的濃度升高而析出沉淀。n例：隨著尿素水溶液的溫度逐漸升高至70附近，尿素會(huì)發(fā)生分解，即：(NH2)2CO十3H2O2NH4OH十CO2 n 由此生成的沉淀劑NH4OH在金屬鹽的溶液中分布均勻，濃度低，使得沉淀物均勻地

27、生成。由于尿素的分解速度受加熱溫度和尿素濃度的控制，因此可以使尿素分解速度降得很低。液相法液相法l共沉淀法n共沉淀法是在混合的金屬鹽溶液(含有兩種或兩種以上的金屬離子)中加入合適的沉淀劑，反應(yīng)生成組成均勻的沉淀，沉淀熱分解得到高純超微粉體材料。n共沉淀法的關(guān)鍵在于保證沉淀物在原子或分子尺度上均勻混合。n例：四方氧化鋯或全穩(wěn)定立方氧化鋯的共沉淀制備。以ZrOCl2 8H2O和Y2O3(化學(xué)純)為原料來(lái)制備ZrO2-Y2O3的納米粉體的過(guò)程如下：Y2O3用鹽酸溶解得到Y(jié)Cl3，然后將ZrOCl28H2O和YCl3配制成定濃度的混合溶液，在其中加NH4OH后便有Zr(OH)4和Y(OH)3的沉淀粒子

28、緩慢形成。反應(yīng)式如下： ZrOCl2+2NH4OH+H2OZr（OH）4+2NH4Cln YCl3+3NH4OHY（OH）3+ 3NH4Cln得到的氫氧化物共沉淀物經(jīng)洗滌、脫水、煅燒可得到具有很好燒結(jié)活性的ZrO2（ Y2O3）微粒。液相法液相法l醇鹽水解法l金屬醇鹽是用金屬元素置換醇中羥基的氫的化合物總稱(chēng)，通式為M(OR)n，其中M代表金屬元素，R是烷基（羥基）。金屬醇鹽由金屬或者金屬鹵化物與醇反應(yīng)合成，它很容易和水反應(yīng)生成氧化物、氫氧化物和水化物。氫氧化物和其它水化物經(jīng)煅燒后可以轉(zhuǎn)化為氧化物粉體。l醇鹽水解制備超微粉體的工藝過(guò)程包括兩部分，即水解沉淀法和溶膠凝膠法。液相法液相法n醇鹽水解法

29、的特點(diǎn)：水解過(guò)程中不需要添加堿，因此不存在有害負(fù)離子和堿金屬離子；反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單產(chǎn)品純度高；制備的超微粉體具有較大的活性；粉體粒子通常呈單分散狀態(tài)，在成型體中表現(xiàn)出良好的填充性；具有良好的低溫?zé)Y(jié)性能。n醇鹽水解法的缺點(diǎn)是成本昂貴。液相法液相法l溶膠凝膠法n溶膠-凝膠法是指將金屬氧化物或氫氧化物的溶膠變?yōu)槟z，再經(jīng)干燥、煅燒，制得氧化物粉末的方法。即先造成微細(xì)顆粒懸浮在水溶液中（溶膠），再將溶膠滴入一種能脫水的溶劑中使粒子凝聚成膠體狀，即凝膠，然后除去溶劑或讓溶質(zhì)沉淀下來(lái)。n溶液的pH值、溶液的離子或分子濃度、反應(yīng)溫度和時(shí)間是控制溶膠凝膠化的四個(gè)主要參數(shù)。n通過(guò)受控水解反應(yīng)能夠合成亞微

30、米級(jí)（0.1 m1.0 m）、球狀、粒度分布范圍窄、物團(tuán)聚或少團(tuán)聚且無(wú)定形態(tài)的超細(xì)氧化物陶瓷粉體，并能加速粉體再燒成過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，降低燒成溫度。液相法液相法l溶膠凝膠法過(guò)程：l在Sol-Gel的全過(guò)程中，金屬醇鹽、溶劑、水及催化劑組成均相溶液，由水解縮聚而形成均相溶膠；進(jìn)一步陳化成為濕凝膠；經(jīng)過(guò)蒸發(fā)除去溶劑或蒸發(fā)分別得到氣凝膠或干凝膠，后者經(jīng)燒結(jié)得到致密的陶瓷體。同時(shí)，均相溶膠可以在不同襯底上涂膜，經(jīng)過(guò)焙燒等熱處理得到均勻致密的薄膜；也可以拉絲，得到玻璃纖維；以及均相溶膠經(jīng)不同方式處理得到粉體。液相法液相法l溶膠凝膠法優(yōu)點(diǎn)：l納米粉體的制備方法中，溶膠凝膠法具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。其反應(yīng)中各組分

31、的混合在分子間進(jìn)行，因而產(chǎn)物的粒徑小、均勻性高;反應(yīng)過(guò)程易于控制，可得到一些用其他方法難以得到的產(chǎn)物；另外，反應(yīng)是在低溫下進(jìn)行，避免了高溫雜相的出現(xiàn)，因而產(chǎn)物的純度較高。溶膠凝膠法是被廣泛應(yīng)用的制備納米粉體的重要方法。液相法液相法l應(yīng)用：l 由于溶膠凝膠技術(shù)在控制產(chǎn)品的成分及均勻性方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性，近年來(lái)已用該技術(shù)制成LiTaO2、LiNbO2、PbTiO3、Pb(ZrTi)O3、BaTiO3等各種電子陶瓷材料。特別是制備出形狀各異的超導(dǎo)薄膜、高溫超導(dǎo)纖維等。 液相法液相法l在光學(xué)方面該技術(shù)已被用于制備各種光學(xué)膜，如高反射膜、減反射膜等和光導(dǎo)纖維、折射率梯度材料，有機(jī)染料摻雜型非線(xiàn)形光學(xué)材

32、料等以及波導(dǎo)光柵、稀土發(fā)光材料等。l在熱學(xué)方面該技術(shù)制備的SiO2-TiO2玻璃非常均勻，熱膨脹系數(shù)很小，化學(xué)穩(wěn)定性也很好；已制成的InO3-SnO(ITO)大面積透明導(dǎo)電薄膜具有很好的熱鏡性能；制成的SiO2氣凝膠具有超絕熱性能等特點(diǎn)。液相法液相法l冷凍干燥法l將配制好的陽(yáng)離子鹽溶液噴入到低溫有機(jī)液體中（用干冰或丙酮冷卻的乙烷浴內(nèi)），使液體進(jìn)行瞬間冷凍和沉淀在玻璃器皿的底部，將冷凍球狀液滴和乙烷篩選分離后放入冷凍干燥器，在維持低溫降壓條件下，溶劑升華、脫水，再在煅燒爐內(nèi)將鹽分解，可制得超細(xì)粉體，這一方法稱(chēng)冰凍干燥法液相法液相法n冷凍干燥法的突出優(yōu)點(diǎn)：a. 在溶液狀態(tài)下均勻混合，適合于極微量組分的添加，有效地合成復(fù)雜的陶瓷功能粉體材料