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《水热法合成_Al_2O_3晶体》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第2期人工晶体学报Vol.31No.22002年4月JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSApril,2002水热法合成Al2O3晶体韦志仁,董国义,李志强,张华伟,王立明,佟鑫刚(河北大学物理科学与技术学院,保定071002)摘要:本文研究了不同矿化剂,不同温度对水热条件下合成Al2O3晶体的大小、形貌和晶体质量的影响。发现在矿化剂浓度为0.1MKOH和1MKBr条件下,填充度为35%,温度为380时Al(OH)3只转化成薄水铝石,无Al2O3
2、晶体生成;388时只是部分转化成Al2O3;在395以上时完全能转化成Al2O3,晶体形状为六棱柱形。在矿化剂浓度为1MKOH时,填充度35%,温度为380时,即有部分Al(OH)3转化成Al2O3,390以上完全转化成Al2O3,晶面主要显露菱面。关键词:水热合成法;刚玉;晶体;矿化剂中图分类号:O782.2文献标识码:A文章编号:1000985X(2002)02009004HydrothermalSynthesisofAl2O3CrystalWEI
3、Zhiren,DONGGuoyi,LIZhiqiang,ZHANGHuawei,WANGLiming,TONGXingang(CollegeofPhysicsScience&Technology,HebeiUniversity,Baoding071002,China)(Received24December2001)Abstract:Thispaperistostudytheeffectsofdifferentmineralizer,temperatureonthesize,shapean
4、dqualityofAl2O3crystal.Itisfoundthatwhen0.1MKOHand1MKBrareusedasmineralizerat380andthefillfactorisapproximately35%,Al(OH)3isnottransformedintoAl2O3butboehmite.Whereasunderthesameconditionsat388,someofAl(OH)3istransformedintoAl2O3.Whenthetempera
5、tureisabove395,thesynthesizedcrystalisentirelyAl2O3whoseshapeishexagonalprism.Whenonly1MKOHisusedasmineralizerandthefillfactorisapproximately35%at380,someofAl(OH)3istransformedintoAl2O3.Whenthetemperatureisabove395,allAl(OH)3istransformedintoA
6、l2O3whoseshapeisdiamond.Keywords:hydrothermalsynthesis;corundum;crystal;mineralizer1引言刚玉即Al2O3是一种熔点很高的(2040)氧化物晶体,有非常优良的物理化学性能,如仅次于金刚石的硬度,小摩擦系数,低电导率,高导热性。甚至在高温仍具有很高的机械强度和化学稳定性,可用于激光基质材料、半导体基质材料、高压元器件、光学器件及各种精密机械零件。Al2O3是用途最广的精细陶瓷材料。制备高质量刚玉晶体的方法有
7、固融法,高温熔炼法,水热合成法。固融法需要1100以上的高温。高温熔炼法需将Al2O3粉体加热至2050以上。水热合成法是一种制备高质量晶体的方法,如人工合成的高质量水晶,其结晶质量和纯度是其他方法无法比拟的。水热法同样也能合成出高质量的Al2O3晶体,在收稿日期:20011224基金项目:河北省自然科学基金资助课题作者简介:韦志仁(1962),男,河北省人,副研究员。第2期韦志仁等:水热法合成Al2O3晶体9190年代人们已掌握了合成红宝石的技术
8、,其晶体的品质优于天然宝石,合成工艺的温度超过470,压力为200MPa~500MPa。这样高的温度和压力,对釜体的机械强度有很高的要求,釜体也不宜做的很大,因此制约了水热法合成Al2O3晶体技术的发展和工业化步伐。研究在较低温度和压力条件下制备Al2O3晶体是[1-7]解决这一问题的关键。近年来已有不少科研工作者开展了这方面的研究工作,在14丁二醇中,在300、4MPa条件下合成了Al2O3。但效率不高,无法大量合成的Al2O3。在本文中我们采
