氧化铝溶胶结合剂在高温复杂条件下组成、结构演变及反应活性研究

摘要

研究了在不同热处理条件下(温度、气氛和添加剂)氧化铝溶胶结合剂物相组成和微观结构演变以及其反应活性研究.结果表明在加热过程中气氛和添加剂炭黑对Al2O3凝胶的物相组成几乎没有影响,800°C时物相组成为γ-Al2O3,在1000°C时θ-Al2O3和γ-Al2O3两相共存,当加热温度≥1200°C物相为ɑ-Al2O3.气氛和炭黑对Al2O3颗粒的形貌和晶体尺寸有很大影响.在空气气氛中加热至800～1000°C时,球形Al2O3颗粒的晶体尺寸为10～20nm;当温度高于1200°C时,颗粒迅速长大至微米、甚至更大尺寸,并观察到Al2O3颗粒间的烧结现象,反应活性大幅降低.在还原气氛下温度从800°C升至1500°C,球形Al2O3颗粒尺寸略有增加,从10～20nm增至50～60nm,碳分布在Al2O3颗粒晶界间起到空间位阻作用,阻碍其生长.纳米Al2O3颗粒仍具有较高的反应活性,可与硅微粉在较低温度(1200°C)下反应生成纳米莫来石.