煅烧条件对溶胶-凝胶法合成超细ZrB2粉体的影响
Effect of Calcination Conditions on Synthesis of Ultrafine ZrB2 Powder by Sol-Gel Method
孟佳伟 1吕艳红 2崔唐茵 3白丽 1徐海森 4方惠一 1王鹏5
作者信息
- 1. 山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255000
- 2. 中国建材检验认证集团淄博有限公司,山东淄博 255000
- 3. 山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255000;山东工业陶瓷研究设计院,山东淄博 255000
- 4. 山东硅元新型材料股份有限公司,山东淄博 255000
- 5. 山东理工大学材料科学与工程学院,山东淄博 255000;山东工业陶瓷研究设计院,山东淄博 255000;国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室,湖南长沙 410073
- 折叠
摘要
ZrB2基陶瓷材料在超高温领域具有广阔的应用前景,为研究煅烧条件对ZrB2粉体的影响,本研究分别以正丙醇锆、蔗糖和硼酸为Zr源、C源和B源,采用溶胶-凝胶法制备ZrB2粉体,研究了煅烧温度、保温时间及氩气流量对ZrB2粉体合成的影响.结果表明,随着煅烧温度的升高,生成物中的杂质相含量逐渐降低,ZrB2相含量逐渐增加.B∶Zr∶C摩尔比为2.85∶1∶7的前驱体粉体在氩气气氛、1 550℃下分别保温30、60和120 min后均得到了纯ZrB2粉体.由Scherrer公式计算得到的ZrB2平均晶粒尺寸远小于SEM观测的粒径,表明制得的ZrB2粉体由小晶粒组成.煅烧过程中通入的氩气流量会影响B2O3的挥发程度,进而影响产物的物相组成.
Abstract
ZrB2-based ceramics have broad application prospects in the field of ultra-high temperature.ZrB2 powders are pre-pared by sol-gel method with zirconium propanol,sucrose and boric acid as Zr,C and B sources,respectively,and the effects of calcination temperature,holding time and argon flow rate on the synthesis of ZrB2 powder are studied.The results show that with the increase of calcination temperature,the content of impurity phase in the product decreases gradually,and that the con-tent of ZrB2 phase increases gradually.Pure ZrB2 powders are obtained by holding the precursor powders with a molar ratio of 2.85∶1∶7 of B∶Zr∶C in argon atmosphere at 1 550 ℃ for 30,60 and 120 minutes.The average grain size of ZrB2 powders calculated by Scherrer formula is much smaller than that observed by SEM,indicating that the ZrB2 powders are composed of small grains.The argon flow rate during calcination process will affect the volatilization degree of B2O3,and then affect the phase composition of the product.
关键词
ZrB2/溶胶-凝胶法/煅烧温度/显微形貌/B2O3挥发Key words
ZrB2/sol-gel method/calcination temperature/microstructure/volatilization of B2O3引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金项目(51802176)
国家自然科学基金项目(52272067)
国防科工局国防科技重点实验室稳定支持科研项目(WDZC20215250504)
山东省自然科学基金(ZR2023ME035)
山东省自然科学基金(ZR2020ME027)
出版年
2024
NETL
NSTL
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