氮氣氛條件下氧化鋁及鋁的機械力化學效應研究.pdf

1、在陶瓷材料中，氮化鋁是截至目前為止已知的唯一具有優(yōu)良綜合性能的材料，即具有高的熱導率、高的電阻率和相當?shù)偷臒崤蛎浵禂?shù)、硬度適中，抗彎強度超過氧化鋁和氧化硼，其抗熱沖擊性能也很好，抗腐蝕性能也很好，目前，氮化鋁粉體合成的方法很多，直接氮化法、碳熱還原法、化學氣相沉積法、等離子體合成法等。但用高能球磨直接氮化合成氮化鋁的方法尚未報道。 近年來，機械力化學的研究引起許多學者的重視，已經(jīng)證實機械粉碎是一個復雜的物理化學過程。機械力化學就

2、是研究在對固體物質(zhì)施加機械能時，固體的形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)、物理化學性質(zhì)等發(fā)生變化，并誘發(fā)物理化學反應的基本原理、規(guī)律以及應用的科學。 根據(jù)機械力化學原理本文采用Pulverisette 4行星式高能球磨機，研究了氧化鋁和鋁在高能球磨過程中的機械力化學效應及其對物料的晶型轉(zhuǎn)變和顯微結(jié)構(gòu)的影響。同時系統(tǒng)研究了在高能球磨過程中通入氮氣，充氮氣壓力、料球比、轉(zhuǎn)速等參數(shù)對制備超細氮化鋁的影響規(guī)律，并探索了低成本超細粉體氮化鋁制備的方式。

3、 本文研究氧化鋁和鋁在機械力化學過程中一系列的變化，并通過分析測試手段進行表征，得到以下結(jié)論： 1.通過測定在有無氮氣氣氛和有氮氣氣氛下時，氧化鋁和鋁密度變化可以看出隨著粉磨的進行，由于顆粒表面逐漸無定型化，從而使得非晶態(tài)層逐漸變厚，這樣導致其密度下降；但研磨到一定時間因發(fā)生團聚以及機械力的擠壓、捏合等作用又使得密度回升。 2.采用NSKC-1型光透式粒度分析儀進行粒度測定發(fā)現(xiàn)，在粉磨初期，顆粒迅速細化，粉磨到一定時間

4、因為團聚粒度又變粗；隨著粉磨時間的繼續(xù)延長，其粒度變化不大，達到了細化與團聚的粉磨平衡。在相同的研磨工況下，在有氮氣氣氛的情況下，物料更容易細化，而且總體上物料的細度要比在無氮氣氣氛下要細的多，更容易達到超細粉體，有些粉體的粒度甚至達到了納米級。 3.通過測定比表面積發(fā)現(xiàn)，粉磨到一定時間，比表面積先增大后減小，與密度的變化規(guī)律基本相同。 4.通過XRD分析發(fā)現(xiàn)，氧化鋁在氮氣氣氛下，當行星磨轉(zhuǎn)速為300r/min,料球比1