Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт инжинерной физики и радиоэлектроники
Кафедра Фотоники и лазерных технологий
УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой
_____ В.В. Слабко
подпись
« _____» _______ 2012 г.
ОТЧЕТ О ПРАКТИКЕ
Получение ульрадисперсных порошков Al2O3, допированных хромом высокоэнергетической обработкой гелей гидроксидов
Руководитель __________ __________________ Н.Э. Лямкина
подпись, дата должность, ученая степень
Студент РФ11-43М 051100961 __________ Н.В. Абузова
подпись, дата
Красноярск 2012
СОДЕРЖАНИЕ
Введение........................................................................................ 3
1. Методы получения УДП оксидов металлов.......................... 5
1.1 Лазерный синтез нанодисперсных порошков УДП Al2O3 6
1.2 Получение сверхтонких порошков оксидов ударно-волновой обработкой гелей гидроксидов................................ 12
2 Получение УДП Al2O3-Cr2O3 высокоэнергетической обработкой гелей гидроксидов................................................. 13
2.1 Получение ультрадисперсного оксида алюминия, допированного хромом лазерной обработкой смесей гидроксидов алюминия и хрома............................................... 13
2.1.1 Выбор режимов лазерной обработки гидроксидов, подвергнутых длительному старению..................................... 13
2.1.2 Лазерный синтез УДП Al2-xCrxO2 из гидроксидов, полученных в условиях «жесткой» сушки.............................. 15
2.2 Использование ударно-волнового метода для получения УДП порошков из смеси гидроксидов алюминия и хрома.... 15
3 Исследование образцов полученных лазерной обработкой гидроксидов................................................................................ 17
3.1 Исследование распределения частиц по размерам.......... 17
3.2 Рентгенофазовый анализ полученных образцов............. 19
3.3 Спектры люминесценции ультрадисперсного оксида алюминия, допированного хромом.......................................... 21
3.4 Дифференциальный термический анализ образцов........ 22
Заключение................................................................................. 24
Список использованных источников...................................... 25
ВВЕДЕНИЕ
Корундовая керамика находит широкое применение в различных областях техники, включая авиационную и космическую промышленность. Она используется для изготовления корпусов высокоэффективных газоразрядных ламп, в качестве подложек для интегральных схем, изоляторов, подложек каркасов нагревателей радиоламп, изоляторов для свечей зажигания, и во многих других областях.
Особый интерес представляет керамика на основе ультрадисперсных порошков. С уменьшением размера частиц интенсивно изменяются все основные термодинамические и физические свойства вещества за счет вклада энергии поверхности и дефектов структуры в общую энергию частиц. Порошки ультрадисперсного оксида алюминия применяются в качестве активирующих спекание и упрочняющих добавок при создании дисперсноупрочненных материалов и получении бимодальной и полимодальной керамики.
В настоящее время разработаны различные методы получения УДП Al2O3: дробление крупного порошка корунда (механосинтез), плазмохимический синтез, детонационный синтез, золь-гель способ, синтез в жидких металлах и т.д. Различные способы синтеза позволяют в широком диапазоне варьировать свойства УДП Al2O3: фазовый состав, размер частиц, наличие примесей и др., что дает возможность, подбирая способ и условия синтеза, получать порошок с необходимым набором свойств.
Наряду с высокодисперсными порошками чистого Al2O3 интерес представляет оксид алюминия, допированный примесями. Один из распространенных активаторов – хром. Дисперсные порошки твердого раствора Al2-xCrxO2 используются в различных областях – в качестве материала для создания люминофоров, абразивов, проходных усилителей волоконно-оптической связи, компонентов керамики различного назначения.
В настоящей работе поставлена задача получения ульрадисперсных порошков Al2O3, допированных хромом, методом ударно-волной обработки гелей гидроксидов.
При выборе способов получения порошка исходили из двух описанных в литературе методов, позволяющих получить тонкодисперсные порошки с частицами нанометрового размера:
- Лазерный синтез. Суть метода заключается в лазерном испарении мишени из оксида алюминия в вакууме или в различных газовых средах при низком давлении воздействием излучения CO2-лазера.
- ударно-волновой метод получения оксидов из гидрогелей металлов,
На первом этапе работы ультрадисперсные порошки твердого раствора Al2O3-Cr2O3, получали, воздействуя лазерным излучением на смесь гидроксидов алюминия и хрома при атмосферном давлении.
На следующем этапе планируется синтезировать порошки Al2O3-Cr2O3 ударно-волной обработки гелей гидроксидов алюминия и хрома.
Основные задачинаучно-иссследовательской практики :
- анализ литературы по ударно-волновым методам синтеза оксидов металлов
- выбор исходных материалов и получение геля гидроксидов алюминия и хрома.
Оксид алюминия традиционно получают при горении алюминия и при прокаливании гидроокиси алюминия или солей алюминия с летучими кислотами в виде белого аморфного, нерастворимого в воде, а после сильного прокаливания – и в кислотах, порошка.
Также оксид алюминия получают термическим разложением гидроксида. Последний, в зависимости от условий синтеза, формируется в разных модификациях (аморфного, псевдобемита, бемита, байерита, гидралгилита), которые различаются по химическому составу и кристаллической структуре.
Нанодисперсные оксиды получают в виде золя, геля, концентрированной дисперсии или пасты (осажденный оксид) или тонкодсперсного порошка, пористого тела.
Единственным известным методом получения α-Al2O3 в ультрадисперсном состоянии является дробление крупного порошка корунда в высокоэнергетический планетарных мельницах. Однако как для сухого, так и для влажного помола существует предельный размер, при достижении которого начинается обратная агрегация частиц. Решить эту проблему удалось за счет применения химически инертного к Al2O3 вещества, предотвращающего спекание частиц в процессе помола.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.