氢氧化铝颗粒的附聚动力学研究

以往的氢氧化铝颗粒尺寸对其附聚动力学影响的研究结果不甚相同,本文对此进行了进一步的研究。基于附聚过程的颗粒二元碰撞模型,以粒径ri-1,ri,ri 1的3种颗粒为作用物,按照穷举法,建立了附聚的物理模型。依照附聚模型给出了氢氧化铝颗粒的附聚速率方程,根据差分法求出了附聚的宏观速率,建立了不同粒径颗粒的附聚速率方程组。计算的动力学结果表明:等径颗粒的附聚速率常数要大于不等径颗粒的附聚速率常数;对于等粒径的颗粒,其中粒径最小的颗粒附聚速率常数最大,随着粒径增加,颗粒的附聚速率常数逐渐减少;对于不等径颗粒,其粒径相差越大,附聚的速率常数越小;动力学的计算结果与实验结果能够很好地吻合。     

AACH热解法制备纳米氧化铝粉体

以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料,用沉淀法在搅拌转速10000r/min,1%(质量分数)分散剂PEG1000,陈化15h的条件下制备了氧化铝前驱体碳酸铝铵(AACH)。经850℃×30min煅烧制得了粒度为20～30nm,比表面积为245.8m2/g,形貌为球形的纳米γAl2O3,并研究了AACH焙烧过程中晶体结构的变化。研究表明:搅拌强度、有机表面活性剂、陈化时间对前驱体晶体结构有重要影响。γAl2O3的粒径分布及形貌与AACH的粒径分布及形貌有密切的关系;强化搅拌及添加有机表面活性剂对阻止纳米颗粒的团聚有较好的效果;室温下陈化时间超过30h,前驱体形貌有转变为棒状的趋势。     

氧化铝熟料窑窑皮厚度的数值研究

以一直径为4.5m、高为90m熟料窑的烧成带为研究对象,应用数值计算的方法,对烧成带有窑皮存在和没有窑皮存在时耐火层内的温度分布进行对比分析,同时对窑皮在不同厚度时耐火层内的温度分布进行数值计算.计算结果表明:烧成带无窑皮时,窑外壁温度较高,在232～270℃之间;当窑皮厚度从200mm增大到300mm时,窑外壁温度从215℃降低至161℃;在熟料窑操作中,窑皮过薄将缩短耐火内衬的使用寿命,并限制加煤提产;窑皮过厚则缩小了烧结带的有效截面积,也限制了熟料窑的提产;对直径为4.5m左右的大型回转窑,窑皮厚度可根据生料浆成份和窑况在200～300mm内调节.     

AlCl3-NaCl-KCl熔融盐中铝的电沉积

在摩尔比为0.66:0.17:0.17的AlCl3-NaCl-KCl共融盐中,控制阴极电流密度在基体铁片上获得银白色铝镀层.用扫描电镜、X射线物相分析对所得镀层进行显微组织分析,并用循环伏安法研究熔融盐中铝沉积的机理.研究结果表明:当电流密度为25 mA/cm2时,所得铝晶粒为针状,以(200)面构成为主;当电流密度为40 mA/cm2时,最大电流效率达到92%;当电流密度超过80mA/cm2时,电流效率随电流密度的增大急剧减小;当电流密度增至60 mA/cm2时,所得晶粒既有针状也有球形,以(111)面构成为主;当电流密度为100 mA/cm2时,所得铝晶粒呈球形;所得铝镀层厚度与电镀时间呈抛物线关系,与电流密度呈直线关系;熔融盐中沉积铝源于Al2Cl7-的还原,还原峰电位为-0.23 V.     

结晶助剂在铝酸钠溶液种分过程中的作用机理

为了了解结晶助剂(CGM)在铝酸钠溶液种分过程中的作用机理,研究CGM对二次成核和附聚过程的影响。通过对粒度分布及扫描电镜(SEM)照片的对比,探讨CGM对分解过程的影响。研究结果表明:在二次成核过程中,添加微量CGM的溶液中一开始会形成大量的二次成核,但是,这些二次成核细粒子会被立即吸附到晶种表面或者快速附聚而形成大孔隙的聚合体,从而使得二次成核的细粒子数量减少;在附聚过程中,添加微量CGM有助于提高附聚阶段的黏结过程,形成结实的块状六角几何形状的附聚体;添加CGM可以有效地减少磨损时颗粒的破裂,从而形成完全黏结的附聚物。     

金属Ni、FeNi包裹氧化铝复合微粉的制备

利用非均相沉淀包裹工艺,首先制备了前驱体碱式碳酸镍（NCH）包裹α-Al2O3,或碱式碳酸铝铵（AACH）微粉,然后将前驱体在500℃下经氢气还原2h,成功制备了表面较光滑、致密的金属镍包裹氧化铝球形微粉．分析了非均相沉淀过程中前驱体包裹结构形成机理及影响因素,并初步确定了优化制备条件．通过采用α-Al2O3取代AACH或同时采用FeNi合金包裹解决了金属层易脱落问题．利用SEM、XRD及TG／DSC等手段表征了前驱体及还原产物的形貌、成分以及NCH／AACH热分解过程．Ni、FeNi包裹氧化铝复合结构球形微粉可应用于制备连续金属Ni或FeNi合金相三维网络结构氧化铝／金属复合陶瓷．非均相沉淀一热还原工艺可应用于陶瓷／金属封接中金属化层材料的制备．