《连续系列固溶体的形成粉末制备肼的方法 Cr 2 0 3-AI 2 0 3 系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《连续系列固溶体的形成粉末制备肼的方法 Cr 2 0 3-AI 2 0 3 系统.doc（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 中文3000字 料研究通报。 31日，第7号，第861-868，1996 版权01996 Elsevier科学有限公司 在美国印制。保留所有权利 0025-5408/96$ 15.00+.00 PI1 SO0255408（96）00064-5 （中文3000字）连续系列固溶体的形成粉末制备肼的方法: Cr203-AI203系统 M. Watanabe, T. Hirayama, M. Yoshinaka K. Hirota and 0. Yamaguchi* 分子科学与技术系，工程学院,同志社大学，京都田边61O-03，日本（由M.小泉推荐）（九月25,1995;接受，1996年1月17日）
2、摘要：氧化铬（Cr203）和氧化铝（AI203）固溶体粉末已经被用来制备肼的方法。所制备的粉末分为三组：（1）AI203低于25 mol的非晶（2）氧化铬和氧化铝的混合物以及AI203在25和80 mol得到的AIO(OH)凝胶（3）在较低温度下从非晶态材料中在高于80 mol的AI2O3结晶出AIO(OH)凝胶。导致形成连续的一系列固溶体过程的设计步骤已经被验证。在组成摩尔Cr2O3/AI2O3=80/20已被鉴定为颗粒大小和形状中准备Cr2O3粉末。在900C以上单个粒子趋向一个六角形的形态学关键词：A.氧化物，A.无机化合物，B.溶胶 - 凝胶化学，D.晶体结构引言 Cr2O3和a-AI
3、2O3具有相同的晶体结构，有一个的六角形系统（1）Cr2O3-a-AI2O3系统形成连续固溶体（2）王尔德和里斯关于晶格参数的线性变化有一些异议。（3）蒂洛等人发现线性;（4）格雷厄姆发现加入8 mol的Cr2O3没有线性改变;（5）罗西劳伦斯也发现此变化（6）和斯普里格斯和德尔线性负偏差小（7）具有广泛分散的非线性行为。为了形成固溶体需要在大于1400C加热很长一段时间或热压（1200-13OOC/5000-6000 psi/20-40min）最近已开发一种新的制备方法，在一些系统中用肼水合物（8）。在最近的研究中，我们将这种方法运用于制备Cr2O3-Al2O3系统。在较低的温度下由制备肼的
4、方法从非晶态材料中准备获得了Cr2O3固溶体包含26mol的AI2O3。此外，在制备的粉末中即80 和100 mol%Al2O3 制备出AIO(OH)凝胶。目前的论文对于Cr2O3-a-AI2O3系统形成连续固溶体有详尽的介绍。实验程序 从A到M这13个成分被选为本研究（表1）。硝酸铬（Cr(N09)39H20,，纯度为99.9），硝酸铝（AI(N03)9H20, 纯度为99.9），肼水合物（(NH2)2H2O，80）为起始原料为商业的获得方法。前两个通过在蒸馏水中溶解分别调整为0.5 mol / L的水溶液。在室温下用磁力搅拌器搅拌30分钟混合溶液（pH值2），然后在75C肼水合物逐滴加入水
5、溶液，在不断搅拌，直至产生的悬浮溶液的PH达到9。在加入补偿后，悬浮溶液在同样的温度加热1小时。通过离心该产品从悬浮液分离出来，在热水中水洗超过10分钟，以去除吸附肼和硝酸铁，然后在120下下减压干燥。 在1OC / min的升温速率在空气中进行了差热分析（DTA）;a-Al203被用来作为参考。从DTA获的试样，冷却后使用镍过滤CUK，辐射和X-射线衍射仪（XRD）检查，测角仪扫描速度0.25次/分。由高纯度硅间隔标准来援助来测量晶面间距，单位细胞值由最小二乘细化确定。通过透射电子显微镜（TEM）使得粉末的电子显微镜检查得以开展。结果与讨论鉴定所制备的粉末。所制备的粉末A至D都是无定形。对于
6、从E到M的粉末通过 X射线衍射线AIO(OH)凝胶的观察;随着AI2O3量的增加，他们增加的强度也增加。，通过扫描电子显微镜（SEM）显示所有粉末高度结块初级粒子大小无法得到解决，通过透射电子显微镜（TEM）可以显示10纳米的初级粒子。Cr2O3和AI2O3形成。图1显示了粉末A和M.的差热分析DTA曲线连续两个吸热峰在120C和27OC可以归结为吸收水和水合水分别脱水形成。 DTA曲线表示的起粉的化学成分结晶温度，在1300C加热标本10分钟鉴定其阶段。开始组成 Cr2O3/AI2O3组成mol结晶温度（ c）鉴定相1300 c 10minA1000380-405Cr2O3B9010405-
7、480Cr2O3(ss)C8020430-500Cr2O3(ss)D7525440-580Cr2O3(ss)E7030450-590Cr2O3(ss）a-AI2O3(ss)F6040470-600Cr2O3(ss）-AI2O3(ss)G5050510-630Cr2O3(ss)a-AI2O3(ss)H4060520-670Cr2O3(ss)a-AI2O3(ss)I3070530-700Cr2O3(ss)a-AI2O3(ss)J2080-a-AI2O3(ss)K1585-a-AI2O3(ss)L1090-a-AI2O3(ss)M0100-a-AI2O3注：ss=固相。*通过X射线衍射测定其结晶温度
8、。 温度（ c）图1（a）A及（b）M粉末的差热分析曲线DTA 由于在380-405C结晶出Cr2O3粉A显示了尖锐的放热峰。当缓慢增加温度到700C Cr2O3结晶后的X射线衍射线性强度增加。Cr2O3晶格参数值（l1OOOC的C / 1H）a=0.4956和c =1.358nm，同意报告的数据（a=0.4954和c =1.3584 nm）（1）粉末M，吸热和放热峰分别在390-540C和1140-121O C出观察。如下所述，前者被发现是由于AIO(OH)凝胶释放羟基后者是由于-AI2O3转化为a-AI2O3造成的。在540以上结晶脱水后结晶-AI2O3，随着温度的升高至850C其X射线衍
9、射线强度增加。虽然没有高峰期由于Y- - -AI2O3至在差热分析DTA曲线上被标记图2粉末(a)B，(b)D，(c)E，(d)I，（e）J的DTA曲线图3在1000C.加热1小时晶格参数Cr2O3（SS） 样本分别在1050C和1120C加热各自得到a-AI2O3和-AI2O3间的混合物和只有-AI2O3，澳，只有B铝，03，分别介绍了混合物。加热到1210C之后一个单相的a-AI2O就形成了。估计 a-AI2O3的晶格参数（1400/1 h）a=0.4754和c=1.300 nm，估计值与这些协议报告（a=0.4758和c =1.2991 nm处）相一致（1）Cr2O3/ AI2O3固溶体
10、的形成。几个样品的差热分析DTA曲线如图2所示。热量的行为分为三类：（1）粉末B到粉末D（2）粉末D到粉末I（3）粉末J粉末L。整个加热过程（加热至1400C），对于粉末B到D的粉末没有观察到起媒介作用的AI2O3和a-AI2O3。由于Cr2O3线固溶体的结晶使他们的差热分析DTA曲线释放一个放热峰，尽管这个放热峰是随着AI2O3增加其放热峰在高度上是减少的（如表2 （a)和（b)反应。众所周知无定性材料的晶体都有一个放热反应，如果这个晶态材料是固相并且包含外来离子如铁离子，随着外来离子如铁离子量的增加结晶形式的能量略微降低（9）。因此，可以认为随着AI2O3增加造成了放热峰的高度的减少。表1
11、表面了随着AI2O3增加结晶发生在较高的温度和更宽的温度范围。由于在尺寸上有很大的变化造成成分发生变化。图3显示了Cr2O3在1000C加热1小时Cr2O3晶格参数的变化。直到AI2O326 mol其值才发生线性变化，晶格常数a和c分别从0.4956到0.4910纳米1.358到1.342纳米。（10）在先前的论文里由目前的方法关于处理特征和纯Cr2O3的烧结准备。我们报道过在温度达到高于800C时颗粒会以一个六角形形态增长。Cr2O3的粉末以颗粒的大小和形状来表征。在加热速率10 C/min使粉末D样本加热到不同的温度。 图4显示Cr2O3在电子显微镜的情况。粉末在600 C加热后可以观察到
12、细小的颗粒物（15纳米）。他们分别在900 C 和1100 C长大到50纳米和120纳米，并且在1400 C长到200纳米。此外，粉末在加热到高于900 C颗粒呈现出六角板的形态。虽然没有获得其他证据支持，粒子形态可能表明这些片晶（000 1）面（10）。在粉末E到I的过程可以观察到吸热和放热峰粉图2（c和d）段）；前者是由于AIO(OH)凝胶脱水后者是由于Cr2O3结晶造成的。在390C至540C段发生脱水，纯的AIO(OH)凝胶脱水也是发生在此温度区间。另一方面，随着Cr2O3 量的增加 在较高温度下结晶温度发生改变。在 1000C 加热1个小时 将出现Cr2O3和-AI2O3的混合物。
13、图4 通过加热到（a）600 C，(b)900 C，(c)1100 C和(d)1400 C在透射电子显微镜下准备Cr2O3和粉末，在Cr2O3在加热速率为1000 C/h其晶格常数为恒定值（a=0.4910纳米和c=1.342纳米），忽略其开始成分（如图3）。因此，在很低温度下AI2O3达到26 mol可以形成Cr2O3固相。 对于粉末J到粉末L，正如上面所描述的（图2（e）在相同的温度范围由于脱水可以关程序到吸热峰。在整个加热过程没有探测到Cr2O3相存在。结果表明，所制备的粉末为AIO(OH)凝胶固相。当标本在1000 C加热1个小时将变为-AI2O3和-AI2O3的混合物。为较弱和广泛的X射线衍射线，AIO(OH)凝胶的晶格常数将不确定。连续固溶体系列的形成。在1300C将样本加热10分钟以鉴别其相组成，如表1所示。从粉末B到粉末D的Cr2O3，从粉末E到粉末I的Cr2O3和a-AI2O3的混合物。和兴粉末J到粉末L的a-AI2O3。图5显示了其晶格参数。单相固溶体Cr2O3和a-AI2O3与上面所描述的连续系列的固溶体一致。因此，很明显AIO(OH)凝胶在脱水之后经过-AI2O3转变为-AI2O3，从粉末E到粉末I的Cr2O3和a-AI2O3的晶格参量随着AI2O3量的增加线性一致。 图5 在1300C加热10分钟Cr2O3和a-AI2O3的晶格参数
