微波水热法合成氧化锆纳米粉体的研究进展

《微波水热法合成氧化锆纳米粉体的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、/lilt波水热法合成氧化锆纳米粉体的研究进展摘要介绍了微波水热合成氧化锆的特点。微波水热合成是一种合成氧化锆的重要方法，自发明以来就是该领域的研究热点。论述了微波水热制备氧化锆的研究进展，同吋，介绍了氧化锆在陶瓷增韧、催化剂及载体、离子导电和生物等方面的应用，并指出微波水热合成纳米氧化锆的发展方向及所需解决的问题。关键词微波水热氧化锆纳米粉体应用AdvancesinthePreparationofNanosizedZirconiabymicrowaveHydrothermalMethodAbstractTheadvant

2、ageandtrendonformationofzirconiaundermicrowavehydrothermalconditionswereintroduccd.Thcmicrowavehydrothermalmethodwasimportantrouteforsyntheticofzirconia1.Soitwasstudiedalotsinceitwasinvented。Microwavehydrothermalmethodsweresummarized.whichwereadoptedtonanosizedzir

3、conia.Theapplicationsofzirconiaonceramictoughening，catalystandcarrier，ionicconductanceandbiologywereintroduced。Atlastthedifficultiesforthehydrothermalmethodandtheprospectinthefuturewereproposed.Keywordsmicrowaveassistedsynthesis，zirconia，nanopowder,applicationo前言二

4、氧化锆是一种具有高熔点、导热系数小、热膨胀系数大、耐高温、耐磨性好和抗蚀性能优良的可多晶相转化的金属氧化物材料，常表现为浞晶（稳定的单斜相，亚稳态的四方相和立方相）。由于二氧化锆是唯一一种同时拥有酸性位和碱性位、氧化性和还原性的金属氧化物，乂是P型半导体，易于产生氧空穴，具有优良的离子交换性能，作为催化剂载体可与活性组分产生较强的相互作川。二氧化锆具有独特的力学、光学和热学性能，在高温结构材料、相变增韧陶瓷、高温燃料电池、光学元件以及催化等方面获得了广泛应用［1~3］。电子工业的发展对电子器件提出了微细化、商精度和商可靠性

5、要求。为了满足这些要求，首先，制作这些元器件的原材料必须具备纯度《、颗粒微细的条件。为此，高纯超细ZrOj^研制与开发成为当今国内外学者研究的热门课题14］。其合成方法按所用原料的形态不同分为气相法、液相法和固相法，通过不同的合成方法已经合成出了许多不同形貌的纳米氧化锆材料，如球形、泪珠状、棒状、米粒状、针状等，但对于团聚体形成机理的研宂不够深入，对于团聚体的形成原因众说纷纭，有效的克服粉体团聚的方法有待于进一步研究。与芄他制备方法相比较，微波具有选择性加热的特点，能够制备超细粉末而又避免传统加热常引起的团聚，因此采用微波

6、水热技术为合成氧化锆纳米粉体提供了一条新的、快捷的途径.MiL波水热合成纳米氧化锆微波产生的交变电场能以每秒高达数亿次的高速变14,这使极性电介质分子发生偶极转向极化，并因其转向极化速度跟不上交变电场而滞后，导致材料部功率耗散，一部分微波能转化为热能，由此使物质本身加热升温。微波加热是物质在电磁场中因本身介质损耗而引起的整体加热，因而可实现分子水平上的搅拌，使得加热均匀，温度梯度小，而且物质升温迅速，能量利川效率很高。将微波运用到水热法中生产陶瓷粉体的反应时间相当短。微波水热法是把传统的水热合成法与微波场结合起来，期望能体

7、现出微波的独特性和水热法本身的优势，是一种有巨大应用潜力的新方法。微波水热合成的粉体较常规水热法和化学法合成的粉体具有粒径分布窄、分散性好、团聚少、晶粒完整且结晶性好等优点，其合成速率和能效均比传统水热法的高很多。美国的Pennsylvania大学较早采用微波水热法制备了一些陶瓷及金属粉体，并对微波水热合成工艺进行了初步研究。与常规水热法相比，微波水热法具有反应温度更低、反应时间更短的优点，但是目前认识尚不统一。孙永欣等l5］#Zr(OH)4和Y(OH)3的共沉淀为前驱体，在碱性介质中用微波水热法合成摩尔分数为8%的氧化钇

8、稳定氧化锆纳米粉体。由于微波的选择极性加热作用，使水分子快速运动，降低了水的粘度，因此水溶液巾存在高速扩散，不仅加速了Zr(OH)4前驱物的溶解，而且加速它的结晶。钇离子能有效均匀掺杂在ZrO@3格中形成稳定立方相ZrO2［6］。PotadarHS［7］等采用微波水热法成功制备了化学组成为Ce0.75Z