【摘 要】
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Mn3O4是制备铁氧体和锰酸锂的优质原料。MnO2热分解是制备Mn3O4的有效途径，而MnO2热分解动力学数据又是优化制备过程、提高产品性能的基础。本文主要用TG／DTA、XRD和SEM研究了M
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Mn3O4是制备铁氧体和锰酸锂的优质原料。MnO2热分解是制备Mn3O4的有效途径，而MnO2热分解动力学数据又是优化制备过程、提高产品性能的基础。本文主要用TG／DTA、XRD和SEM研究了MnO2的热分解动力学。TG／DTA和XRD的分析结果表明，MnO2热分解生成Mn3O4这一过程是分步进行的：500℃～900℃发生的反应是4MnO2=2Mn2O3+O2↑；900℃～1170℃发生的反应是6Mn2O3=4Mn3O4+O2↑。第一步反应4MnO2=2Mn2O3+O2↑属于晶核形成与增长控制，随着反应进行晶核数目不断减少，晶核生长是受相界面控制的二维增长。动力学方程为G（α）=[-ln（1-α）]1／2（T＜650℃）和G（α）=[-ln（1-α）]1／3（T=650℃），表观活化能为90.239kJ·mol-1，指前因子为3.12×104s-1。第二步反应是6Mn2O3=4Mn3O4+O2↑，温度范围为900℃～1170℃，反应过程属于晶核形成与增长控制，在反应过程中晶核数目不断减少，晶核生长方式是受相界面控制的三维增长，热分解动力学方程为G（α）=[-ln（1-α）]1／3，表观活化能为204.67kJ·mol-1，指前因子为4.78×107s-1。在动力学研究基础上，用单因素实验和正交实验研究了分解温度、时间和冷却方式对产品锰含量的影响。制备Mn3O4的最佳工艺条件为：在1050℃下放入原料后保温反应2.0h，产品在炉外空气中封盖冷却。在此工艺条件下所得产品经化学方法分析其含锰量为71.70％，符合电子级标准。本实验结果可为MnO2分解制备Mn3O4的制备工艺与过程开发提供基础数据和理论指导，具有一定的理论意义和实用价值。
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