Реферат Курсовая Конспект
Работа сделанна в 1997 году
Методы синтеза керамических материалов - Курсовая Работа, раздел Химия, - 1997 год - Синтез твердых растворов Методы Синтеза Керамических Материалов. Керамический Метод. В Большинстве Слу...
|
Методы синтеза керамических материалов. Керамический метод. В большинстве случаев для получения оксидных материалов активно используется так называемый керамический метод, заключающийся в тщательном механическом смешении оксидов и повторяющихся циклов обжиг-помол для полного обеспечения твердофазного взаимодействия.
В ряде случаев вместо оксидов используется более легкодоступные карбонаты, нитраты или другие соли. Рис. 1. Фазовая диаграмма системы CaO - 12 Bi2O4. Этот метод достаточно традиционен при получении любых видов конструкционной и функциональной керамики, однако он обладает рядом существенных недостатков.
Главный его недостаток - длительность термической обработки из-за достаточно крупной кристалличности и неоднородности смешения реагентов.
При этом чаще всего имеет место неконтролируемый рост кристаллов и, как следствие, помимо химической еще и гранулометрическая неоднородность без того анизотропных зерен керамических материалов, приводящая к невоспроизводимости электрических и магнитных свойств. Поэтому большое число исследований в области технологии керамических материалов связано с разработкой и применением так называемых химических методов получения порошков.
Химические методы позволяют повысить гомогенность продукта за счет смешения компонентов в растворе на молекулярном уровне и сохранения этого уровня с большими или меньшими успехами на последних стадиях. Получаемые порошки имеют достаточно высокую удельную поверхность и, как следствие, активны в процессах твердофазного взаимодействия. Ниже будут рассмотрены наиболее распространенные химические методы получения керамических образцов 6,2. Методы химического осаждения. Методы химического осаждения заключаются в совместном осаждении компонентов керамики из раствора в виде нерастворимых солей.
Эти методы получили широкое распространение для синтеза разнообразных видов керамики. При правильной постановке эксперимента в ряде случаев удается воспроизводимо получить гомогенную дисперсную смесь солей с заданным соотношением катионов.
В идеале оптимальным можно считать такие условия нереализуемые, в полной мере, на практике из-за различия химических свойств компонентов, когда катионы из раствора осаждаются одновременно и с одинаковой скоростью. Наиболее распространены два типа химического осаждения - то оксалатный и карбонатный методы. -для осаждения оксалатов в качестве исходных реагентов используются нитраты или ацетаты, а в качестве осадителей - смеси щавелевая кислота - аммиак, щавелевая кислота - триэтиламин, либо избыток насышенного раствора оксалата аммония при фиксированной кислотности раствора, либо водный раствор диметилоксалата. Процесс осаждения осложняется сильной и неодинаковой зависимостью растворимости оксалатов кальция и висмута от величины рН и от концентрации исходных реагентов. -принципиально осаждение карбонатов аналогично оксалатам.
В качестве осадителя при осаждении карбонатных солей используется избыток гидрокарбоната аммония, избыток карбоната натрия, карбонат тетраметиламмония.
Осаждение проводят при рН 8, создаваемым добавлением раствора аммиака или гидроксида натрия. В последнем случае, равно как и в случае осаждения карбонатом натрия, приходится уделять особое внимание стадии промывки осадка, поскольку примеси щелочных металлов могут изменять свойства получаемых материалов этот процесс может сопровождаться селективным растворением и нарушением стехиометрии. 2.2.3. Золь-гель метод. Этот метод основан на способности хелатных комплексов с ионами металлов например цитратных образовывать при нагревании 100-140С с многофункциональными спиртами например, этиленгликолем низкомолекулярных олигомеров этерификация рис.2. При нагревании последних происходит дальнейшая полимеризация и образуется вязкая смола гель, при разложении которой получается оксидный порошок.
Если предположить, что комплексы керамикообразующих металлов гомогенно распределены в растворе и это распределение сохраняется и после полимеризации, то не существует причин, из-за которых нарушается гомогенность при разложении.
Это обстоятельство позволяет рекомендовать золь-гель метод для работ, направленных на выявление примесей или замещений на свойства керамических материалов. Рис.2. Схема процессов, происходящих при цитратном золь-гель синтезе. Метод сам по себе не дорог, т.к. практически не требует аппаратуры отсутствие операции центрифугирования, фильтрации, промывки и сушки, а в качестве исходных материалов чаще всего используются доступные нитраты.
Препаративно цитратный вариант золь-гель процесса осуществляется следующим образом 8. В смеси водного раствора нитратов и этиленгликоля иногда добавляют аммиак для повышения рН до 3-5 добавляют раствор лимонной кислоты в соотношении 1 г-эквивалент кислоты на 1 г-эквивалент металла. Этиленгликоль обычно берут в избытке, поскольку гидроксильные группы стабилизируют в растворе металл-цитратные комплексы и способствуют образованию низкомолекулярных олигомеров. Другой метод, часто относимый к числу золь-гель процессов - так называемая алкоксотехнология.
Она основана на получении порошков или тонких пленок при медленном гидролизе смеси растворов алкоголятов металлов. Метод перспективен для получения небольших количеств очень чистых и гомогенных порошков, а также волокон, пленок, керамики. Недостаток метода - малая доступность и дороговизна исходных для синтеза реактивов. Кроме того, специфическая для керамических материалов проблема алкоксидного метода заключается в трудности приготовления гомогенной смеси алкоксидов, поскольку практически не существует алкоголятов кальция, растворимых в распространенных растворителях. 2.2.4.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Для этих исследований имеет большое значение создание твердых электролитов, работающих в широком температурном интервале. Известны твердые электролиты, работающие при высоких температурах более 1000 К… Поэтому для исследований низкотемпературных фазовых превращений наиболее удобно использовать твердые растворы на…
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Методы синтеза керамических материалов
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов