《无机材料制备与工程》课件PPT 6-陶瓷粉体基础-沉淀法制备.ppt

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1、陶瓷粉体基础(三)沉淀法粉体制备制备方法分类：1）溶液法：沉淀和共沉淀法(均匀沉淀法)，醇盐分解法，溶胶-凝胶法，甘氨酸法，柠檬酸盐法，喷雾热解法，水热法，乳浊液法、喷雾干燥等2）气相法：蒸发法，（磁控，激光）溅射法，等离子体喷涂法，化学气相淀积(CVD)法，气溶胶法，化学喷雾热解法3）固相法：固相反应法，热分解法，改进的固相反应法，凝胶浇注法,还原法§1液相合成技术特点可以精确控制化学组成；易添加微量有效成份，制备多成份均一微粉；粉体表面活性好；颗粒形状和粒径易控；工业化成本较低；目前工业及实验室

2、中最常用的超细颗粒合成方法物理法：将溶解度高的盐的水溶液雾化成小液滴，使其中的盐类呈球状迅速析出。喷雾干燥，冷冻干燥，溶剂干燥，喷雾热解法等化学法：使溶液通过加水分解或离子反应生成沉淀。沉淀法，醇盐水解法，溶胶凝胶法、水热合成法、非水液相合成法§1.1沉淀及共沉淀法沉淀反应法制备微粉是传统的湿化学制粉工艺之一,指在含有金属离子的溶液中加入沉淀剂，使生成不溶性氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、草酸盐等，过滤、洗涤后，再经过热分解，得到氧化物的方法●溶液中溶质由于达过饱和而析出反应剂（沉淀剂）金属离子溶液　　　

3、　　　　　沉淀↓Zr4++4OH-=Zr(OH)4↓ZrO2+3H2O加热共沉淀法是指利用同一沉淀剂，使溶液中含有两种以上的阳离子一起沉淀下来，生成沉淀混合物或固溶体前驱体，过滤、洗涤、热分解，得到复合氧化物的方法。Cd2++Fe3++OH-=Cd(OH)2+Fe(OH)3BaCl2+TiCl4+2H2C2O4+5H2O=BaTiO(C2O4)2·4H2O+6HCl－、共沉淀法的优缺点：1、优点及影响因素：原子（离子）、分子水平上的混合,混合均匀共沉淀法中的沉淀生成情况，能够利用溶度积通过化

4、学平衡理论来定量讨论。影响因素：沉淀剂的选择、化学配比、离子浓度、溶液的pH值、温度、溶度积、搅拌速度等都会影响沉淀颗粒乃至于影响到分解后氧化物粒子的大小、形貌、团聚状态和性能等2、缺点：★共沉淀条件苛刻：金属离子性能差异（热力学、动力学）、共沉淀剂★注意选择尽可能使溶度积差别不大的沉淀剂和性能相似的金属离子，否则会分步沉淀，使沉淀物混合不均匀。二、用沉淀法制备微粉应考虑的因素沉淀条件不同，后续处理方式不同，得到不同沉淀物，产生不同性能的粉体。◆沉淀剂、溶剂的选择◆金属离子浓度与沉淀剂浓度◆溶液的

5、酸碱度、温度◆两种溶液混合的方式和均匀化速率（如搅拌）◆其它杂质的存在、性质和作用◆反应副产物的去除方法◆固液分离、洗涤和沉淀物的干燥◆沉淀物的灼烧（升温程序！）1、沉淀洗涤剂对ZrO2粉体形貌的影响硬团聚对烧结样品的影响ZrO2粉体样片坯体烧结体SEM照片2.MgAl－CO3的共沉淀法制备J.Mater.Chem.,2003,13,1988–1993pH=10bydrop-wiseadditionofNaOH/Na2CO3solution原料：Al(NO3)3,Mg(NO3)3,NaOH/Na2

6、CO3溶剂影响[MgAl-CO3]synthesizedbytheureamethodinwater[MgAl-CO3]inwater/ethyleneglycol(1/1)[MgAl-CO3]inwater/ethyleneglycol(1/4)3.ZnS制备Cu(NO3)2、Zn(NO3)2＋TAAsolution（80度）ZnSO4+H2SinSDC-SliquidcrystalphaseZnSonCuSseedsZnSonSseedsJOURNALOFMATERIALSSCIENCE33(1

7、998)471-476沉淀剂的选择NH4HCO3NH4Cl-NH3H2O缓冲溶液(NH4)2CO34.氧化锰的制备沉淀剂滴加方式对粉体形貌的影响顺加反加双注沉淀反应的加料方式1、顺加（单注）法：将沉淀剂加到金属盐溶液中；特点：随着沉淀剂的耗尽，溶度积小的离子优先析出2、逆加（单注）法：将金属盐加到沉淀剂中；特点：一般沉淀剂过量，从而该方式有利于共沉淀；3、并加（双注）法：将盐溶液和沉淀剂同时按比例加到反应器中特点：沉淀物的组成可比较均匀反应温度20°C8°C50°CPH值搅拌速度搅拌器磁子搅拌三、沉

8、淀的形成构晶离子成核作用晶核长大沉淀微粒V定向>V聚集晶形↓V聚集>V定向无定形↓沉淀微粒有相互聚集为更大聚集体的倾向——V聚集同时构晶离子又有按一定顺序定向排列于晶格内而形成更大的晶粒的倾向——V定向V定向：主要由沉淀物质的本性决定极性较强的盐、二价金属离子M(OH)2↓：一般V定向大，易形成晶形沉淀如BaSO4，Ba(OH)2高价金属离子M(OH)n↓，因s很小，沉淀时溶液的相对过饱和度较大，V聚集大，另外分子间含大量水分子，阻碍了构晶离子定向排列,V定向小，易形