β-氧化铝粉体材料及其陶瓷片的制备研究

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1、万方数据中图分类号⋯JQ埔2⋯学校代码⋯l她33UDC31硕士学位论文密级⋯公开⋯∥一氧化铝粉体材料及其陶瓷片的制备研究StudiesofpreparationoflY'-aluminapowdersandlY'-aluminaceramicwafers作者姓名：王晓学科专业：材料学研究方向：功能材料学院(系、所)：粉末冶金研究院指导教IJ亓i．何捍卫教授论文答辩日期型也互。望中南蒯·库答辩委员会主席埤大学6具万方数据原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所

2、知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：．．迪日期：型兰年!，qJ-n学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术

3、信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：逸日期：型兰年__6jq』日导师签名鲫e日期：萨吐年』月(日万方数据肛"．氧化铝粉体材料及其陶瓷片的制备研究摘要：钠硫电池是一种倍受关注的电化学储能技术，以其优越的性能，逐渐引起世界各国科技工作者的重视，其系统能量转化效率高达80％以上，安全性高、成本较低。钠硫电池作为电化学能源家族中的新成员，它的产生一方面弥补了由能源不足而引发的危机。另一方面，由于它不排放任何有害物质，使用或报废后也不会对环境造成二次污染，

4、是一种真正意义上的环保型新能源。钠硫电池用于储能具有独到的优势，主要体现在原材料储量大、能量和功率密度大、寿命长、不受场地限制、维护方便等特点上。钠硫蓄电池与常用电池不同，它是由固体电解质将两个液体电极隔开：一个由B¨一氧化铝固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠(熔点98℃)和外室的熔融硫(熔点119℃)隔开，并允许Na+通过。在电池内部，Na+穿过固体电解质和硫反应从而传递电流。因此B”．氧化铝陶瓷管是钠硫电池的关键部件，其质量很大程度上影响着电池的性能和寿命，它必须具有高的离子电导率、长的离子迁徙寿命、

5、良好的纤维结构和力学性能，以及准确的尺寸偏差。这些都对陶瓷管的制备提出了很高的要求，目前陶瓷管存在着粉体制备和陶瓷管成型的困难。本文主要针对制备B”．氧化铝粉体和∥．氧化铝粉体制备fr'-氧化铝陶瓷片上存在的问题进行研究。在研制D”．氧化铝粉体材料时对比了不同方法、不同原料在制备∥一氧化铝时的差别，得到最适宜的制备方法。通过改变原料摩尔比和煅烧温度并结合公式计算D”．氧化铝的含量得到制备p”．氧化铝粉体材料的最佳条件。通过热力学知识与DTA曲线分析研究了煅烧过程中发生的化学反应。通过压制烧结的方式制备矿一氧化

6、铝陶瓷片，并对比了两种不同粉末在制备p”．氧化铝陶瓷片时不同的现象。实验表明：1)使用0【一氧化铝和碳酸钠为原料通过固相合成法是最适宜制备D”．氧化铝粉体材料的方法。2)煅烧温度为1250℃、原料摩尔比为1：5时煅烧生成的B”一氧化铝含量高达95％，且掺杂的物质只有p一氧化铝，是制备B”一氧化铝的最佳条件。万方数据3)碳酸钠与仅一氧化铝的反应发生在1170。C，同时生成13"-氧化铝和p．氧化铝，且B”一氧化铝比B一氧化铝更容易生成；0【．氧化铝在1360℃再次生成，主要是因为氧化钠的挥发导致3"-氧化铝与p

7、一氧化铝容易分解，且因为3"-氧化铝的含量远远大于p．氧化铝，因此洳氧化铝的生成主要依靠13II-氧化铝的分解；1530"C时3"-氧化铝转化为13一氧化铝同时生成偏铝酸钠。4)煅烧粉末可以有效的降低粉末聚集，使得粉末粒度减小；煅烧后的粉末压制密度比未煅烧的粉末压制密度低；经过煅烧处理的陶瓷片致密度较高，未经过煅烧处理的陶瓷片致密度较低且存在烧结颈；陶瓷片在烧结过程中钠元素的含量会大幅度降低，而粉末的煅烧处理能够有效地抑制钠元素在烧结过程中的挥发。图43幅，表23个，参考文献75篇。关键词：p”一氧化铝；固相

8、合成法；煅烧；含量；热力学；烧结分类号：TQl52万方数据Studiesofpreparationof13"-aluminapowdersandB"-aluminaceramicwafersAbstract：Sodiumsulfurbatteryisacloselywatchedelectrochemicalenergystoragetechnologywithitssuperiorperforma