材料加工工程专业毕业论文 [精品论文] 低温燃烧合成法制备zro,基纳米复合粉末

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1、材料加工工程专业毕业论文[精品论文]低温燃烧合成法制备ZrO<,2>基纳米复合粉末关键词：低温燃烧合成纳米粉末四方相摘要：高质量ZrO2粉末的制备是应用的基础。虽然制备ZrO2纳米粉未的方法很多，但迄今为止想要获得形貌和尺寸都可控且粒度分布集中的ZrO2纳米粉末依然比较困难。低温燃烧合成法是利用燃料(还原剂)与氧化剂之间的氧化-还原放热反应来促进反应的进行，具有工艺简单、实验周期短、反应产物粒度分布集中、纯度高、产物活性高等特点。本论文采用低温燃烧合成法制备了ZrO2基纳米粉末，并用XRD、TG-

2、DTA、TEM等分析手段对粉末进行了表征。得到主要结论如下：在制备ZrO2纳米粉末及3mol％Y2O3稳定的ZrO2纳米粉末(YSZ)的过程中，硝酸锆与尿素的摩尔比为1:1.5的情况下可获得分散性好的纳米粉末；燃烧剂的种类对ZrO2纳米粉末的粒度有显著影响，采用柠檬酸为燃烧剂的粉末颗粒更加细小均匀，尺寸小于10nm。作者认为ZrO2室温下由四方相(t相)转变为单斜相(m相)的临界尺寸为10nm，随着ZrO2颗粒尺寸的长大，合成的粉末中m-ZrO2的体积分数逐渐增多。Y2O3的添加可以稳定ZrO2纳

3、米粉末的相结构，在室温下为四方相。添加3rriol％Y2O3，能够使利用低温燃烧合成法制备的ZrO2(颗粒尺寸小于30nm)为稳定四方相，且在1300℃以下加热时ZrO2-Y2O3纳米复合粉末相结构稳定，未发生t→m相变。以硝酸镁、柠檬酸为原料合成了MgO纳米粉末及ZrO2-MgO纳米复合粉末。当硝酸镁与柠檬酸的摩尔比为9:4、溶液的pH=4时，得到了纯净的、粒度分布集中且分散性好的MgO纳米粉末，其颗粒尺寸为9-25nm。利用低温燃烧合成法将8mol％MgO添加到ZrO2中，得到的复合粉末为四方

4、相，但随着加热温度的升高，粉末颗粒尺寸长大，ZrO2-MgO纳米复合粉末的相结构稳定性下降，发生t→m相变。以硝酸铝、尿素为原料合成了Al2O3纳米粉末及ZrO2-Al2O3纳米复合粉末。当硝酸铝与尿素的摩尔比为1：2.5、溶液的pH=3，点火温度在300℃以上时，制得了α-Al2O3纳米粉末，颗粒尺寸为30-40nm。在制备ZrO2-Al2O3纳米复合粉末时，随着Al2O3摩尔含量的变化，粉末颗粒尺寸和m-ZrO2相所占比例呈现规律性变化。复合粉末中的Al2O3含量越高，越容易抑制ZrO2的t→

5、m相变，且在1300℃以下不再发生t→m相变。正文内容高质量ZrO2粉末的制备是应用的基础。虽然制备ZrO2纳米粉未的方法很多，但迄今为止想要获得形貌和尺寸都可控且粒度分布集中的ZrO2纳米粉末依然比较困难。低温燃烧合成法是利用燃料(还原剂)与氧化剂之间的氧化-还原放热反应来促进反应的进行，具有工艺简单、实验周期短、反应产物粒度分布集中、纯度高、产物活性高等特点。本论文采用低温燃烧合成法制备了ZrO2基纳米粉末，并用XRD、TG-DTA、TEM等分析手段对粉末进行了表征。得到主要结论如下：在制备Z

6、rO2纳米粉末及3mol％Y2O3稳定的ZrO2纳米粉末(YSZ)的过程中，硝酸锆与尿素的摩尔比为1:1.5的情况下可获得分散性好的纳米粉末；燃烧剂的种类对ZrO2纳米粉末的粒度有显著影响，采用柠檬酸为燃烧剂的粉末颗粒更加细小均匀，尺寸小于10nm。作者认为ZrO2室温下由四方相(t相)转变为单斜相(m相)的临界尺寸为10nm，随着ZrO2颗粒尺寸的长大，合成的粉末中m-ZrO2的体积分数逐渐增多。Y2O3的添加可以稳定ZrO2纳米粉末的相结构，在室温下为四方相。添加3rriol％Y2O3，能够使

7、利用低温燃烧合成法制备的ZrO2(颗粒尺寸小于30nm)为稳定四方相，且在1300℃以下加热时ZrO2-Y2O3纳米复合粉末相结构稳定，未发生t→m相变。以硝酸镁、柠檬酸为原料合成了MgO纳米粉末及ZrO2-MgO纳米复合粉末。当硝酸镁与柠檬酸的摩尔比为9:4、溶液的pH=4时，得到了纯净的、粒度分布集中且分散性好的MgO纳米粉末，其颗粒尺寸为9-25nm。利用低温燃烧合成法将8mol％MgO添加到ZrO2中，得到的复合粉末为四方相，但随着加热温度的升高，粉末颗粒尺寸长大，ZrO2-MgO纳米复合

8、粉末的相结构稳定性下降，发生t→m相变。以硝酸铝、尿素为原料合成了Al2O3纳米粉末及ZrO2-Al2O3纳米复合粉末。当硝酸铝与尿素的摩尔比为1：2.5、溶液的pH=3，点火温度在300℃以上时，制得了α-Al2O3纳米粉末，颗粒尺寸为30-40nm。在制备ZrO2-Al2O3纳米复合粉末时，随着Al2O3摩尔含量的变化，粉末颗粒尺寸和m-ZrO2相所占比例呈现规律性变化。复合粉末中的Al2O3含量越高，越容易抑制ZrO2的t→m相变，且在1300℃以下不再发生t→m相变。高质量