稀土金属.和其合金.pptVIP

第 四 章 稀土材料的制备技术;第一节、稀土材料制备的工作范畴;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;稀土材料制备的五个特点：;第二节稀土材料制备中的基本原理; △G= △ G θ+ R T ln Q 用△Gθ对反应自发性的估计 标态下：△Gθ0，反应自发进行 非标态：△Gθ0可以使△G0，反应有希望自发 非标态：40kJ.mol－1△Gθ0，反应有自发的可能性，但存在怀疑，应具体分析。 △Gθ40 kJ.mol－1基本上认为反应不可能自发。;二、准备过程中的动力学因素;三、稀土材料制备中的离子取代;1、等价离子取代;2、不等价离子取代;中科院长春应化所苏锵院士等经长期研究，利用缺陷制备长余辉发光材料和在空气下制备低价稀土发光材料方面取得可喜成果。 ①利用三价的稀土离子（Sm、Eu、Tm、Yb）不等价取代。还有四面体硼酸根或磷酸根的碱土硼酸盐或磷酸盐中的二价碱土离子，产生带电子的空位，在高温空气下制得可作为防伪荧光灯用的SrB4O7:Eu2+和作为测量高压的光学传感器用的SrB4O3:Sm2+等掺低价稀土离子的发光材料，从而首次提出了安全、简便的在空气下制备2价稀土离子发光材料的方法，而不必利用氢气等不安全的还原性气体。; ②利用3价的稀土离子（Dy、Nd、Ho、Er）不等价取代掺有Eu2+的碱土铝酸盐中的二价碱土离子时，产生深度合适的陷阱，使俘获在陷阱中的电子或空穴缓慢地传递给激活离子Eu2+，从而制得稀土发光材料。;四、材料设计简介;2、材料设计的主要内容; （2）材料使用性能预测设计 材料的使用性能虽非材料物质所固有，但材料一旦实际应用后其使用过程变化（疲劳断裂、抗辐射、腐蚀等）往往是材料应用成败的关键，利用人工智能或计算机模拟方法预报使用性能及改进方法，是材料设计的重要内容。 （3）材料成分结构研究设计 材料的结构尺寸分成不同的层次。最基本的且十分重要的仍是原子-电子层次，其次是以大量原子、电子运动为基础的微观或显微结构，材料的成分和结构是材料的中心环节。因此，只有弄清成分、结构和性能之间???关系，才能使按指定性能设计材料的成分和结构。; 4.材料的制备和加工的设计;第六节稀土材料合成技术; ⑤沉淀转化法 ⑥溶剂吸取沉淀法 d）醇盐法 二、溶胶－凝胶法 基本过程： 原料－活性单体－溶胶－凝胶－无机材料 三、水热法合成 ; 水热合成法： 在高温高压下在溶液或气体等流体中合成 化学沉淀法： 将沉淀剂加入到金属盐溶液中，沉淀后进行热处理得到纳米材料。 沉淀的形式包括 1）直接沉淀、 2）共沉淀、 3）均一沉淀法等。 ;四、自蔓延高温合成法（SHS） 利用反应物之间高的化学热的自加热和自身传导作用来合成材料的一种技术。 特点： ①合成反应温度高 ②活性大 ③产品纯度高 ④工艺简单;自蔓延燃烧技术的原理 SHS技术是基于放热化学反应的基本原理，利用外部能量诱发局部化学反应(点燃)，形成化学反应前沿(燃烧波)，此后，化学反应在自身放热的支持下继续进行，表现为燃烧波蔓延至整个体系，最后合成所需的材料。这是一种高放热反应，参与反应的物质一般在固—固，固—气介质中进行，但最终产物一般是固态。其主要特征是反应只需局部点火引发燃烧波，并使其在原料中传播以实现系统的合成过程。反应过程如图1所示 ;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;自蔓延反应形式主要有两种: 直接合成法和Mg热、A1热合成法。 直接合成法是两种或两种以上反应物发生反应直接合成产物，而无需中间反应。但该方法一般需要特制的反应器，设备复杂，多用于粉末冶金领域中制取难熔的金属间化合物和金属基陶瓷等。 Mg热、A1热合成法是采用活拨金属首先把金属或非金属元素从其氧化物中还原出来，之后通过还原出的元素之间的相互反应来合成所需的化合物。;SHS技术与其他技术相比的优点在于: (1)节省时间，充分利用能源； (2)所需要的设备、工艺简单: ;(3)产品纯度高(因为自蔓延燃烧能产生高温，使某些不纯物质蒸发掉了)，反应转化