1.1 Δομή κρυστάλλου αλουμίνας
Η αλουμίνα έχει μια σχετικά πολύπλοκη δομή, στην οποία χωρίζεται σε δύο κατηγορίες με βάση τη διάταξη του O2-: κυβική δομή (fcc) ή εξαγωνική κλειστή δομή (hcp). Μέσα σε αυτές τις δύο μεγάλες κατηγορίες, μπορεί να γίνει περαιτέρω ταξινόμηση με βάση το Al3+, μεταξύ των οποίων οι δομές (κυβικό), η (κυβικό), θ (μονοκλινικό) και δ (ορθορομβικό) βασίζονται στο πλέγμα fcc, ενώ οι (τριγωνικές), κ (ορθορομβικές) και χ (εξαγωνικές) είναι δομές hcp.
Η -κρυσταλλική δομή Al2O3 έχει O2- διατεταγμένη σε μια εξαγωνική κλειστή-δομή, με τα υπόλοιπα μέρη να σχηματίζουν οκταεδρικές ενδιάμεσες θέσεις και το Al3+ να γεμίζει τα 2/3 των ενδιάμεσων θέσεων, διασφαλίζοντας έτσι ότι ο χημικός τύπος είναι -Al2O3 της αλουμίνας. Η αρχή πλήρωσης του Al3+ σε οκταεδρικές ενδιάμεσες τοποθεσίες ικανοποιεί τους κανόνες του Pauling, δηλαδή, η απόσταση μεταξύ του Al3+ εντός του ίδιου στρώματος και μεταξύ των επιπέδων θα πρέπει να διατηρείται όσο το δυνατόν πιο μακριά [1].
Το -Al2O3 χωρίζεται περαιτέρω σε νιφάδες-όπως -Al2O3 και σφαιρικό -Al2O3. Η νιφάδα{10}}όπως το -Al2O3 παρουσιάζει μια δισδιάστατη επίπεδη δομή στο διάστημα, με μικρό πάχος και μεγάλη αναλογία διαμέτρου-προς-πάχος. Συνήθως παρασκευάζεται με τρεις μεθόδους: υγρή χημεία, αντίδραση στερεάς-κατάστασης και μέθοδο λιωμένου άλατος. Η σφαιρική δομή -Al2O3 είναι κυρίως διατεταγμένη σε τρισδιάστατο-χώρο και η ανάπτυξή της στη διδιάστατη διεύθυνση πρέπει να καταστέλλεται κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας, επομένως εδώ χρησιμοποιούνται κυρίως μέθοδοι όπως ομοιογενής κατακρήμνιση, υδροθερμική μέθοδος, μέθοδος drip ball, μέθοδος προτύπου, μέθοδος ηλεκτροψεκασμού και πλάσμα. Το σφαιρικό -Al2O3 είναι σχετικά πιο δύσκολο να παρασκευαστεί.
Η -κρυσταλλική δομή του Al2O3 χαρακτηρίζεται από κυβική στενή συσσώρευση O2-, σχηματίζοντας έτσι μια οκταεδρική δομή. Αυτή η δομή εξελίσσεται περαιτέρω σε μια δομή σπινελίου, στην οποία 32 κυβικά στενά συσκευασμένα άτομα Ο αποτελούν το μοναδιαίο κύτταρο. Στη δομή του σπινελίου, 32 άτομα Ο σχηματίζουν 8 τετραεδρικά κενά και 16 οκταεδρικά κενά, στα οποία 67/3 άτομα αλουμινίου κατανέμονται τυχαία στα κενά, ενώ υπάρχουν 8/3 κενές [2].
Το χαρακτηριστικό της κρυσταλλικής δομής -Al2O3 έγκειται στην υψηλή ειδική επιφάνεια και τα ευρέως κατανεμημένα ενεργά κέντρα. Σε κατάλληλες καταλυτικές θερμοκρασίες, αυτό το υλικό παρουσιάζει καλή σταθερότητα. Επομένως, -Οι καταλύτες Al2O3 έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής στη βιομηχανία και την επιστημονική έρευνα λόγω της υψηλής επιλεκτικότητάς τους.
-Το Al2O3 είναι η πιο σταθερή κρυσταλλική μορφή αλουμίνας και οι άλλες κρυσταλλικές μορφές είναι ασταθείς και ονομάζονται μεταβατικές φάσεις. Αυτές οι μεταβατικές φάσεις θα μετατραπούν τελικά στη σταθερή δομή -Al2O3 υπό ορισμένες συνθήκες, επομένως το -Al2O3 είναι επίσης η τελική φάση μετασχηματισμού της αλουμίνας. Επομένως, μόνο το -Al2O3 υπάρχει στη φύση, με τη μορφή φυσικών ορυκτών όπως το φυσικό κορούνδιο, το ρουμπίνι και το ζαφείρι. Αυτή η δομή ονομάζεται επίσης κρυσταλλική δομή κορούνδιου [3-4].
1.2 Κεραμικά αλουμίνας
Τα κεραμικά αλουμίνας είναι ένα-κεραμικό υλικό υψηλής απόδοσης. Λόγω των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τους, χρησιμοποιούνται ευρέως σε σκληρά περιβάλλοντα όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή στη φθορά και υψηλή μόνωση. Η ιστορία της ανάπτυξής τους μπορεί να εντοπιστεί στα τέλη του 19ου αιώνα. Λόγω της υψηλής αντοχής και ακαμψίας τους, τα κεραμικά αλουμίνας είναι ένα από τα πιο δημοφιλή κεραμικά οξειδίου. Ταυτόχρονα, λόγω των γενικών μηχανικών, ηλεκτρικών και οπτικών ιδιοτήτων τους, τα κεραμικά αλουμίνας χρησιμοποιούνται σε πολλούς σύγχρονους βιομηχανικούς τομείς.
Τα κεραμικά αλουμίνας έχουν υψηλή σκληρότητα, με σκληρότητα Rockwell HRA80-90, η οποία είναι δεύτερη μετά το διαμάντι. Η αντοχή στη φθορά των κεραμικών αλουμίνας ισοδυναμεί με 266 φορές αυτή του χάλυβα μαγγανίου και 171,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χυτοσιδήρου με υψηλή περιεκτικότητα{12}} σε χρώμιο. Υπό τις ίδιες συνθήκες εργασίας, μπορεί να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού κατά τουλάχιστον δέκα φορές. Η πυκνότητα του κεραμικού υλικού αλουμίνας είναι 3,7~3,95 g/cm³, μόνο η μισή από αυτή του χάλυβα, γεγονός που μπορεί επίσης να μειώσει σημαντικά το φορτίο του εξοπλισμού. Ταυτόχρονα, έχει επίσης πλεονεκτήματα όπως υψηλή θερμική αγωγιμότητα, καλή αντίσταση και θερμική σταθερότητα και μικρή διηλεκτρική σταθερά. Είναι το προτιμώμενο υλικό για μια νέα γενιά μικροηλεκτρονικών συσκευών και συστημάτων και έχει γίνει το κύριο υλικό για υποστρώματα κυκλωμάτων σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, οι επικοινωνίες 5G, οι ημιαγωγοί υψηλής ισχύος και ο φωτισμός LED υψηλής ισχύος [5].
Η τεχνολογία παρασκευής σκόνης εξαιρετικά λεπτής αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες που περιορίζουν την ταχεία ανάπτυξη ειδικών κεραμικών υλικών αλουμίνας και αποτελεί επίσης βασικό κρίκο για τη μείωση του κόστους και την αύξηση της απόδοσης στη βιομηχανική παραγωγή. Η ανάπτυξη νέων μεθόδων για την παρασκευή-υψηλής ποιότητας κεραμικών σκονών έχει μεγάλη σημασία για την ανάπτυξη κεραμικών υλικών και συναφών τομέων υψηλής-τεχνολογίας.
2
Τεχνολογία παρασκευής σκόνης αλουμίνας
2.1 Ταξινόμηση προδρόμων ουσιών αλουμίνας
Η παρασκευή της αλουμίνας συνήθως περιλαμβάνει τη θερμική αποσύνθεση των ένυδρων αλουμίνας, τα οποία κατακρημνίζονται από διαλύματα που περιέχουν ιόντα Al3+ ή οργανομεταλλικές ενώσεις. Μελέτες έχουν δείξει ότι αυτή η διαδικασία μετατροπής (όπως η αφυδάτωση του βοημίτη σε -Al2O3) είναι μια τοποτακτική αντίδραση, που επιτρέπει τη διατήρηση της μικροσκοπικής μορφολογίας του προδρόμου στην αλουμίνα. Ως εκ τούτου, τα χαρακτηριστικά της αλουμίνας σχετίζονται στενά με τον πρόδρομο υδρίτη.
Σύμφωνα με τις διαφορές στη δομή και την περιεκτικότητα σε νερό, οι πρόδρομες ουσίες αλουμίνας περιλαμβάνουν κυρίως γιβσίτη, μπαγιερίτη, νορδστραντίτη και διασπορά, μεταξύ των οποίων η διασπορά διαχωρίζεται περαιτέρω σε διασπορά και μποεμίτη. Ο Gibbsite είναι το κύριο συστατικό του βωξίτη στις τροπικές περιοχές. Ως τελικό προϊόν της εμπορικής διαδικασίας Bayer, παράγεται σε μεγάλη κλίμακα με αλκαλική κατακρήμνιση του Al3+ και χρησιμοποιείται ευρέως ως επιβραδυντικό φλόγας, πρόσθετο για πολυμερή και χαρτί, πληρωτικό οδοντόκρεμας και σταθεροποιητής για το διοξείδιο του τιτανίου. Η κρυσταλλική δομή του gibbsite ανήκει στο μονοκλινικό σύστημα, με αλουμίνιο-οκτάεδρα οξυγόνου συνδεδεμένα με άκρες για να σχηματίσουν μια πολυεπίπεδη δομή και η διάταξη της στοίβαξης διπλού-στρώματος μπορεί να εκφραστεί ως AB BA AB BA... Boehmite, επίσης γνωστό ως ψευδο-boehmit. Μπορεί να συντεθεί υδροθερμικά χρησιμοποιώντας ως πρώτη ύλη gibbsite, ή να ληφθεί με ελεγχόμενο ψήσιμο του μπαγερίτη. Ο Βοημίτης ανήκει στο ορθορομβικό σύστημα, με οκτάεδρα οξυγόνου αλουμινίου{10}}που συνδέονται με ακμές και διατάσσονται με βαθμιδωτό τρόπο, και τα στρώματά του συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου. Στην οκταεδρική δομή, τα άτομα οξυγόνου είναι διατεταγμένα με τον τρόπο ABC ABC....
Μεταξύ των διαφόρων πρόδρομων ουσιών υδροξειδίου του αργιλίου, ο ψευδο-βοεμίτης είναι ένας τύπος ένυδρου άλατος με σχετικά χαμηλή κρυσταλλικότητα. Χαρακτηρίζεται από υψηλή ειδική επιφάνεια, άφθονους πόρους, θετικά φορτισμένη επιφάνεια, εύκολη διασπορά σε νερό και διαλύτες που περιέχουν υδροξυ-και καλή διαλυτότητα γέλης σε όξινες συνθήκες. Αυτά τα χαρακτηριστικά κάνουν τον ψευδο{4}}βοημίτη να χρησιμοποιείται ευρέως ως φορέας καταλύτη και συνδετικό υλικό και είναι επίσης ένα σημαντικό ενδιάμεσο προϊόν για την παραγωγή ενεργοποιημένης αλουμίνας [6].
2.2 Μέθοδοι παρασκευής σκόνης αλουμίνας
2.2.1 Μέθοδος αέριας φάσης
Η μέθοδος αέριας φάσης χρησιμοποιεί απευθείας αέριο ή εξατμίζει τα αντιδρώντα μέσω διαφορετικών μεθόδων θέρμανσης, προκαλώντας φυσικοχημικές αντιδράσεις να συμβούν στην αέρια κατάσταση και τελικά συμπύκνωση για να σχηματίσει εξαιρετικά λεπτές σκόνες. Αυτός ο τύπος μεθόδου έχει ήπιες συνθήκες αντίδρασης, εύκολο έλεγχο της συσσωμάτωσης, καλή διασπορά σωματιδίων, μικρό μέγεθος σωματιδίων και στενή κατανομή. Το μειονέκτημα είναι η εξαιρετικά χαμηλή απόδοση και το κόστος παραγωγής είναι δύσκολο να ελεγχθεί.
Στη μέθοδο αέριας φάσης, οι πρώτες ύλες πρέπει να εξατμιστούν πλήρως πριν από την αντίδραση, η οποία καταναλώνει πολλή ενέργεια, και η αντίδραση απαιτεί μεγάλη ποσότητα αδρανούς αερίου με πολύ χαμηλή υγρασία, με αποτέλεσμα σχετικά υψηλό κόστος για τη μέθοδο της αέριας φάσης.
Η εναπόθεση χημικών ατμών (CVD) είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος αέριας φάσης για την παρασκευή νανο-αλουμίνας. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί χλωριούχο αλουμίνιο και υδρατμούς για να αντιδράσει σε ένα θάλαμο αντίδρασης για να δημιουργήσει νανοσκόνη αλουμίνας. Οι συνήθεις μέθοδοι CVD περιλαμβάνουν CVD με φλόγα, CVD πυρόλυσης λέιζερ και άλλες. Οι Han Shizhong et al. [7] παρασκεύασε σκόνη αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας με μέσο μέγεθος σωματιδίων 5,6 nm με οργανομεταλλικό CVD πλάσματος, αντιδρώντας σε περιβάλλον οξυγόνου στους 1000 βαθμούς και 5,3 kPa για να ληφθεί σφαιρική νανο{10}}σκόνη αλουμίνας.
2.2.2 Μέθοδος υγρής φάσης
Η μέθοδος υγρής φάσης περιλαμβάνει τη διάλυση αλάτων αλουμινίου σε έναν ορισμένο διαλύτη, το διαχωρισμό της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη μέσω εξάτμισης, εξάχνωσης, προσθήκης κατακρημνιστικού, υδρόλυσης και άλλων μεθόδων για τη λήψη σωματιδίων συγκεκριμένου σχήματος και μεγέθους, δηλαδή την προετοιμασία του προδρόμου της σκόνης Al2O3 και τέλος θέρμανση και αποσύνθεση του προδρόμου.
Πρώτον, το στοιχείο αλουμινίου υπάρχει στο διάλυμα σε ιοντική μορφή και μπορεί να διαλυθεί σε διαλύτες νερού ή οργανικούς διαλύτες όπως τριχλωρομεθύλιο, αιθανόλη και τολουόλιο μέσω αλάτων αλουμινίου όπως θειικό αλουμίνιο, βουτοξείδιο αλουμινίου sec-και μετααργιλικό νάτριο. Στη συνέχεια, τα ιόντα αλουμινίου μπορούν να εναποτεθούν και να καταβυθιστούν με τη μορφή ομοιοπολικών οξειδίων μέσω μεθόδων όπως η υδρόλυση και η εξάτμιση αλάτων αργιλίου ή με τη χρήση ιζηματογενών όπως ανθρακικό αμμώνιο, υδροξείδιο νατρίου, ουρία και θειικό οξύ. Τέλος, το ίζημα πλένεται και ξηραίνεται ή πυρώνεται σε υψηλή θερμοκρασία για να ληφθεί η επιθυμητή μορφή κρυστάλλου αλουμίνας [8-9].
Τεχνολογία πυρόλυσης ψεκασμού
Η τεχνολογία πυρόλυσης με σπρέι, γνωστή και ως τεχνολογία πυρόλυσης με φλόγα, είναι μια μέθοδος για την παρασκευή εξαιρετικά λεπτής σκόνης αλουμίνας που βασίζεται σε σταγονίδια αερολύματος μεγέθους μικρών-που παράγονται με υπερήχους και θερμαίνονται και αποσυντίθενται στους 400 βαθμούς ~800 βαθμούς . Οι Laine et al. [10] καθαρίστηκε επιτυχώς πολυφασική σκόνη αλουμίνας χρησιμοποιώντας τεχνολογία πυρόλυσης ψεκασμού, λαμβάνοντας σκόνη-νανο-αλουμίνας υψηλής καθαρότητας με μέγεθος σωματιδίων 50 nm~80 nm και -καθαρότητα φάσης 50%~85%.
Μέθοδος υδρόλυσης αλκοξειδίου
Η μέθοδος υδρόλυσης αλκοξειδίου περιλαμβάνει την παρασκευή ενός διαλύματος από ένα κατάλληλο υδατοδιαλυτό άλας αλουμινίου σύμφωνα με στοιχειομετρικές αναλογίες, στη συνέχεια την επιλογή ενός ιζηματοποιητή που μπορεί να αντιδράσει με μεταλλικά ιόντα για να σχηματίσει ένα ίζημα και, τέλος, θέρμανση και αφυδάτωση του ιζήματος για να ληφθεί εξαιρετικά λεπτή σκόνη [11]. Οι κοινές μέθοδοι υδρόλυσης αλκοξειδίου περιλαμβάνουν τη μέθοδο θειικού αμμωνίου αλουμινίου χωρίς θείο-εκπομπές-και τη μέθοδο ανθρακικού αμμωνίου αλουμινίου, κ.λπ. [12-13].
Οι Zhong Lianyun et al. [14] χρησιμοποίησε αναλυτικά καθαρό νιτρικό αλουμίνιο και διττανθρακικό αμμώνιο ως κύριες πρώτες ύλες για την παρασκευή νανο-Al2O3 σκόνης με τη μέθοδο συν-καθίζησης. Το μέσο μέγεθος σωματιδίων της παρασκευασμένης σκόνης νανο-Al2O3 ήταν 20 nm~30 nm. Η προσθήκη του επιφανειοδραστικού PEG6000 βελτίωσε την απόδοση διασποράς της σκόνης -Al2O3.
Βελτιωμένη διαδικασία Bayer
Η διεργασία Bayer χρησιμοποιεί την αλλαγή στη διαλυτότητα του οξειδίου του αργιλίου σε αλκαλικό διάλυμα, χρησιμοποιώντας συμπυκνωμένο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου για τη μετατροπή του υδροξειδίου του αργιλίου σε αργιλικό νάτριο, κατόπιν διαχωρισμού αδιάλυτων ουσιών μέσω καθίζησης και, τέλος, εκ νέου κατακρήμνισης του υδροξειδίου του αργιλίου με αραίωση και προσθήκη υδροξειδίου του αργιλίου, ακολουθούμενη από υδροξείδιο του αργιλίου και ενυδάτωση σε αλουμίνιο. σκόνη αλουμίνας.
Τα τελευταία χρόνια, μέσω της συνεχούς βελτίωσης της διαδικασίας Bayer, έχουν αναπτυχθεί νέες μέθοδοι ικανές για αποτελεσματική αποπυριτίωση [15]. Η βελτιωμένη διεργασία Bayer βελτιώνει κυρίως την παρασκευή υδροξειδίου του νατρίου και την αφαίρεση νατρίου, εκτελεί αποπυριτίωση και αφαίρεση σιδήρου σε αργιλικό νάτριο και ρυθμίζει τις συνθήκες αποσύνθεσης για να ληφθεί υδροξείδιο του αργιλίου υψηλής{2}καθαρότητας. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το υδροξείδιο του αργιλίου καθιζάνει αργά, μειώνοντας αποτελεσματικά την εμφάνιση μη φυσιολογικών κρυσταλλικών πυρήνων και επίσης μειώνοντας την ενσωμάτωση ακαθαρσιών νατρίου και πυριτίου. Τέλος, η αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας λαμβάνεται μέσω πύρωσης και λείανσης σε υψηλή- θερμοκρασία.
Μέθοδος Sol-Gel
Η μέθοδος sol-gel είναι μια απλή και αποτελεσματική μέθοδος για τη σύνθεση νανο-αλουμίνας. Σε αντίθεση με τη μέθοδο καθίζησης, η οποία αρχικά μετατρέπεται σε κολλοειδές διάλυμα και γέλη, τα άλατα αλουμινίου και τα διαλύματα αμίνης ή άλατος αμμωνίου υψηλής καθαρότητας-υποβάλλονται σε υδρόλυση ή πολυμερισμό για να σχηματίσουν ένα πρόδρομο πήκτωμα, το οποίο στη συνέχεια πλένεται με αλκοόλ-, παλαιώνεται και τελικά φρύεται για να ληφθεί σκόνη αλουμίνας.
Ορισμένοι ερευνητές έχουν κάνει επίσης τεχνικές βελτιώσεις με βάση την παραδοσιακή μέθοδο sol-gel. Για παράδειγμα, ο Zhu Zuoyuan [16] υιοθέτησε μια υβριδική διαδικασία υδρόλυσης αλκοξειδίου μετάλλου και μεθόδου sol-gel για την παρασκευή εξαιρετικά λεπτής σκόνης αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας. Πρώτον, σκόνη αλουμινίου με καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 2Ν θερμάνθηκε για να συντεθεί διάλυμα αλκοξειδίου του αργιλίου, οι αδιάλυτες σωματιδιακές ακαθαρσίες απομακρύνθηκαν με μικροδιήθηση και μετά τη γήρανση, διεξήχθη υδρόλυση. Λήφθηκε ξηρό πήκτωμα με απόσταξη και τελικά λήφθηκε σκόνη αλουμίνας υψηλής καθαρότητας-με φρύξη σε υψηλή{{9} θερμοκρασία.
Μέθοδος Αλκοξειδίου Αλουμινίου
Η μέθοδος αλκοξειδίου του αργιλίου ανήκει στην τεχνολογική επανάληψη της μεθόδου υδρόλυσης αλκοξειδίου. Περιλαμβάνει προσθήκη μεταλλικών νιφάδων αλουμινίου σε διάλυμα ισοπροπανόλης για αντίδραση για τη δημιουργία ισοπροποξειδίου του αργιλίου, στη συνέχεια υδρόλυση ισοπροποξειδίου του αργιλίου για παραγωγή ενυδατωμένης αλουμίνας και μετά από βήματα όπως γήρανση, διήθηση, ξήρανση και ενεργοποίηση αφυδάτωσης, τελικά λήψη σκόνης αλουμίνας με σχετικά υψηλή δραστηριότητα πυροσυσσωμάτωσης.
Οι Yang Conglin et al. [17] χρησιμοποίησε μεταλλικό αλουμίνιο και αλκοόλη άνθρακα ως πρώτες ύλες για να συνθέσει αλκοξείδιο αλουμινίου υψηλής-καθαρότητας και παρασκεύασε ενυδατωμένη αλουμίνα με υδρόλυση αλκοξειδίου, εξαλείφοντας τη διαδικασία απόσταξης υπό κενό με υψηλές απαιτήσεις εξοπλισμού και τελικά έλαβε 5Ν{{4}βαθμού υψηλής ποιότητας, ίσης καθαρότητας με σκόνη εξαιρετικής καθαρότητας από εξαιρετικά λεπτή 99,999% και μέγεθος σωματιδίων 0,1 μm~0,3 μm. Η σκόνη αλουμίνας που παρασκευάζεται με αυτή τη μέθοδο έχει υψηλή καθαρότητα και η διαδικασία παρασκευής είναι απλή με ισχυρή δυνατότητα ελέγχου του προϊόντος.
2.2.3 Μέθοδος στερεάς φάσης
Η μέθοδος στερεάς φάσης είναι μια μέθοδος κατά την οποία δύο ή περισσότερες σκόνες αναμειγνύονται και αντιδρούν απευθείας κάτω από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και ατμόσφαιρα για να παράγουν νανο-αλουμίνα.
Μέθοδος μηχανικής σύνθλιψης
Η μέθοδος μηχανικής σύνθλιψης χρησιμοποιεί διάφορους εξαιρετικά λεπτούς θραυστήρες (σφαιρόμυλους υψηλής{{0}ενεργείας, πλανητικούς σφαιρόμυλους, πύργους, μύλους εκτόξευσης, κ.λπ.) για την απευθείας σύνθλιψη και άλεση των πρώτων υλών σε εξαιρετικά λεπτή σκόνη. Μεταξύ αυτών, χρησιμοποιούνται ευρέως-σφαιρόμυλοι υψηλής ενέργειας. Συνθλίβουν μηχανικά τη σκόνη αλουμίνας σε μέσα νερού ή αλκοόλης για να παρασκευάσουν εξαιρετικά λεπτή σκόνη αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας. Μέσω της δόνησης και της περιστροφής του σφαιρόμυλου, παρέχεται ενέργεια στις πρώτες ύλες, με αποτέλεσμα οι πρώτες ύλες να επηρεάζονται έντονα από σκληρές μπάλες, να συνθλίβονται σε λεπτά σωματίδια ή να ενεργοποιούνται για να υποστούν χημικές αντιδράσεις, παρασκευάζοντας έτσι εξαιρετικά λεπτή σκόνη.
Μέθοδος έκρηξης
Η μέθοδος έκρηξης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος στερεάς-φάσης για την παρασκευή σκόνης αλουμίνας. Αυτή η μέθοδος εκτελεί αντιδράσεις καύσης μέσα σε ένα δοχείο σταθερού-όγκου και παράγει μεγάλη ποσότητα αερίου. Επομένως, η στιγμιαία αντίδραση συχνά προχωρά υπό υψηλή πίεση, καταστέλλοντας την πίεση κορεσμένων ατμών των αντιδρώντων και αυξάνοντας τη θερμοκρασία μετάπτωσης φάσης υπό κανονική πίεση, η οποία ευνοεί τον σταθερό σχηματισμό μονοφασικής μετασταθερής σκόνης αλουμίνας. Η μέθοδος έκρηξης έχει υψηλές απαιτήσεις για εξοπλισμό παραγωγής, δύσκολο έλεγχο της διαδικασίας παραγωγής, χαμηλή απόδοση και σχετικά υψηλό κόστος παραγωγής.
Οι Peng et al. [18] έλαβε διαφορετικά αποτελέσματα έκρηξης ελέγχοντας την τιμή pH του συστήματος γλυκίνης-νιτρικού αργιλίου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ένα αλκαλικό περιβάλλον μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά το μέγεθος των κόκκων, να μειώσει την αναλογία των άμορφων φάσεων και να αυξήσει την ειδική επιφάνεια, ενώ η συσσωμάτωση ποικίλου βαθμού συμβαίνει σε περιβάλλοντα με pH μικρότερο ή ίσο με 6.
3
Περίληψη
Η εξαιρετικά λεπτή σκόνη αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας, λόγω των προηγμένων φυσικών και χημικών της ιδιοτήτων, έχει επεκτείνει σημαντικά τα σενάρια εφαρμογής της σκόνης αλουμίνας και αποτελεί βασική πρώτη ύλη στη σύγχρονη προηγμένη κατασκευή. Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι παραγωγής εξαιρετικά λεπτής σκόνης αλουμίνας υψηλής καθαρότητας- στην Κίνα έχουν μειονεκτήματα όπως πολύπλοκες διαδικασίες, δύσκολος έλεγχος των τεχνικών συνθηκών, υψηλό κόστος και σοβαρή ρύπανση. Με τη συνεχή ανάπτυξη της οικονομίας της Κίνας, η ζήτηση για εξαιρετικά λεπτή αλουμίνα υψηλής καθαρότητας-θα συνεχίσει να αυξάνεται και οι μελλοντικές απαιτήσεις για ακρίβεια εξοπλισμού, διαδικασίες προετοιμασίας, τεχνολογία ελέγχου, εξοικονόμηση ενέργειας και προστασία του περιβάλλοντος θα γίνονται επίσης όλο και υψηλότερες.