从液相制备陶瓷超细粉料的原理和方法.pdfVIP

维普资讯 第l卷第 1期 粉 俸 技 术 Vd．{N0．1 1998年 3月 PowderScienceandTechnology Ma．~ck 1998 作者升蛔，见本刊 1995．1(3)：11 从液相制备陶瓷超细粉料的原理和方法 c【一『 呻目建筑材料科学研究李院高懋技术陶强瓷研究所 17~-,7 ． 北京 100024) 摘要 液相法台成1畸瓷持料有利于成分的精确控．．和均匀蔼台，可．．鼻再杜t小、足寸 均一的卦料．但是 液相中1II持客辱引起因持抖团鼙而使卦料丧支超抽卦料的优点．本文分 析了目相再粒在液相中的生长过程．讨论 1均一足寸再粒的生长条件 ．论连了液相法台成1畸 瓷持料 中形成团鼙的3十过程 ．以及各种控 ■团鼙的工艺方法和遵屯团鼙的工艺措施 ． 关键词 超细粉料I陶瓷I团聚}．藏相合成 作为起始原料的陶瓷粉料的质量高低直接影响到最终陶瓷制品的质量。传统的陶瓷粉料 的制备多采用固相合成工艺，即通过固相粉末的混合、煅烧和机械粉磨获得粉料。这种工艺 很难保证所合成粉料的化学成分准确均匀，而且机械粉磨也不能得到真正的粒度超细、分布 窄的粉体，同时机械粉磨会造成研磨介质对粉料的污染。 现代高技术陶瓷对陶瓷粉料的基本要求是成分精确、粒度超细、颗粒形状接近球形、团 聚程度小、制造成本低。从液相中制各陶瓷粉料可以避免固相工艺带来的一些问题。由于在 液相中配制各组分的含量很容易精确控制．并且可实现在分子或原子水平上的均匀混台{同 时液相合成的温度一般较低．并且有多种手段控制从液相中析出的固相颗粒的大小、形状和 均匀程度，因此比较容易获得球形、超细、分布窄的颗粒。液相法制粉中一个需要特别重视 的问题是容易形成团聚体，如控制不当，团聚会使陶瓷粉料的性能严重恶化。 本文就从液相中制备超细陶瓷粉料工艺的粒度控制、粉料的团聚问题作一分析讨论。 1 从液相 中生成固相微粒 从液相中析出固相颗粒须经过 2个过程，即成核和生长。如能将这 2个过程分开，在成 核阶段不使 已成的晶核生长，仅仅生成一定数量的晶棱．然后使晶核生长，在生长阶段不再 生成新的晶核。这样就能使晶核同步生长．保证了最终颗粒大小一致，并通过成核过程中对 浓度、温度、添加成桉剂等工艺参数的控制．保证生成足够数量的晶棱，以及在随后的生长 阶段控制反应物的浓度，就能制得粒度细小的颗粒。 由于表面张力的作用，颗粒半径小的固相的溶解度大于半径大的溶解度．即固相的溶解 度 是其半径的函数 (Gibbs--Thomson效应)。如颗粒在液相中生长受溶质扩散过程控制，正 在生长的颗粒半径分布的标准偏差 △r可由下式给出 “ d△r ZTDV~．c △r ，2 1、 i f 百 — ’ ‘＼ 一 ／ 维普资讯 糟 体 技 术 第4卷 式中 y——固一液表面张力}D——溶质在液相中的扩散系数；V ——溶质的克分子体积； — — 平面固相的溶解度} ——固相颗粒的平均半径；“——远离颗粒在溶液深处溶 质的浓度}r—‘—对应于溶解度的颗粒半径；R——气体常数；丁——温度；￡——时间 由此可导出 则訾0 (2) 则dAr≤ 0 (3)