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以醇为氧供体的非水解溶胶-凝胶法制备钛酸铝超细粉的研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2011
  • 中图分类:
    工程材料学
  • 关键词:
  • 成果简介:
    (1)任务来源:该项目来源于江西省科技厅下达的科技支撑计划,编号为赣科发计字[2007]196号。(2)技术原理及性能指标:该项目基于已获国家发明专利的创新成果,并将其运用到钛酸铝超细粉体的制备中,具有完全自主的知识产权。该技术突破现有非水解溶胶-凝胶法采用金属醇盐或醚为氧供体合成复合氧化物的局限,创新性地利用无水低碳醇作为氧供体,在无水金属卤化物的醇溶液中原位生成卤化醇盐。利用原位生成的卤化醇盐反应活性强,易于产生非水解反应形成Al-O-Ti异质聚合特点,达到原子水平的均匀混合,从而实现钛酸铝的低温合成。采用辅助压力场下的非水解溶胶-凝胶法,通过体系自身产生的压力场,迅速引发非水解溶胶-凝胶反应;通过添加高分子分散剂,利用其空间位阻效应来控制凝胶反应中胶粒的团聚,实现钛酸铝粉体超细化。在750℃的低温制备成功了粒径约为50nm的钛酸铝超细粉,钛酸铝膨胀系数为0.86×10-6/℃(RT-1000℃)(3)成果的创造性、先进性。1)该项目突破现有非水解溶胶-凝胶法采用金属醇盐或醚为氧供体合成复合氧化物的局限,创新性地利用无水低碳醇作为氧供体,实现钛酸铝的低温合成,是一个具有完全自主的知识产权的创新技术成果。国内外只有课题组课题组开展了用无水低碳醇作氧供体合成复合氧化物的研究。2)提出采用辅助压力场作用的非水解溶胶-凝胶合成技术,通过体系自身产生的压力场,迅速引发非水解溶胶-凝胶反应,瞬间形成大量的胶核,从而抑制溶胶粒子过度生长,实现钛酸铝粉体超细化。(4)技术的适用范围钛酸铝陶瓷材料作为一种新型低膨胀高温陶瓷材料,以其优异的性能在钢铁、有色金属、汽车、工业窑炉、军事工业等领域具有广阔的应用范围及市场前景。如国内仅钛酸铝陶瓷升液管的年需求量就高达400万支以上。钛酸铝超细粉体的制备是钛酸铝材料开发应用的基础,随着钛酸铝材料应用范围的持续扩大,钛酸铝超细粉的市场需求也将越来越大。(5)应用情况及存在的问题:该项目采用非水解溶胶-凝胶法低温合成钛酸铝超细粉工业化技术,与其他工艺比较,不仅原料成本低廉,生产工艺简单,同时还实现了低温合成,该项目不但可以大大降低能耗,而且其所合成的钛酸铝超细粉纯度高、分散性好,非常适合工业化生产。与传统的固相法合成钛酸铝粉体相比,该方法可降低80-90﹪的燃料成本,同时还大大提高了钛酸铝的合成率以及粉体性能;与传统水解溶胶凝胶法相比生产周期缩短40﹪以上,原料成本降低50-60﹪以上,燃料成本降低60-70﹪。该项目的技术含量高,成果应用具有广阔的市场前景。该项目科研成果产业化后不仅可获得巨大的经济效益,而且还能促进中国钛酸铝材料生产快速发展,打破国外对钛酸铝材料市场的垄断。采用该项目研发的制备钛酸铝超细粉新技术,会在制备过程中产生HCl气体,然而HCl气体可以作为制备盐酸的原料加以回收利用,因此它不是一种废弃物,而是可以通过资源化加以利用。回收HCl气体的技术是在金属醇盐合成以及其它化工行业中广泛应用的成熟技术,完全可以用于该项目的HCl气体回收利用。
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