【摘 要】
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无机晶须的内部原子高度有序,强度接近理想晶体材料的理论值,被用于金属、陶瓷、高分子等材料中.作为一种新型晶须,Cu2Al6B4O17晶须有望作为增强、增韧材料,用于金属、陶瓷或
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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无机晶须的内部原子高度有序,强度接近理想晶体材料的理论值,被用于金属、陶瓷、高分子等材料中.作为一种新型晶须,Cu2Al6B4O17晶须有望作为增强、增韧材料,用于金属、陶瓷或高分子复合材料中.
本文利用高温助熔剂法,通过单因素实验,确定了Cu2Al6B4O17晶须制备过程中的实验条件,对制得的晶须进行分析和表征,通过仪器分析,探索Cu2Al6B4O17晶须的反应和生长机理.研究内容主要包括以下几方面:
1.采用高温助熔剂法,通过单因素实验,确定Cu2Al6B4O17晶须制备过程中的影响因素和控制参数,考察范围包括硼源、铝源、铜源、助熔剂类型、物料比、反应温度、反应时间、升温速率、降温速率、坩埚材质、混料方式等.最终确定了较优的合成条件:以硼酸、硫酸铜、硫酸铝为反应原料,硫酸钾为助熔剂,B:Cu:Al(摩尔比)=8:2:6,反应原料:助熔剂(质量比)=3:2,升温速率为5℃/min,在870℃焙烧,240min,在870～700℃时降温速率为1℃/min,然后自然降温,制得了形貌较好的Cu2Al6B4O17晶须.
2.借助XRD、TG、SEM和TEM等测试手段对所制备的晶须进行分析和表征.结果表明:制备的晶须为四方晶型的Cu2Al6B4O17,直径在0.1um～1um,长度在5um～200um,晶须沿着c轴方向优先生长.
3.通过对反应过程中间产物(Al4B2O9)和最终产物进行分析,对Cu2Al6B4O17,晶须的反应和生长机理做了初步探索,认为该工艺制备的Cu2Al6B4O17晶须可以用LS(液-固)机理来解释.
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