氮化物陶瓷是氮與金屬或非金屬元素造成的陶瓷,包括氮化鋁、氮化硼、氮化硅、氮化鎵、氮化鈦等,是一類重要的結(jié)構(gòu)與功能材料。氮化物陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)多為六方晶系和立方晶系,一般都具有高硬度、耐高溫,大帶隙的特點(diǎn),不同的氮化物陶瓷也擁有其自己獨(dú)特性質(zhì),在不同領(lǐng)域得以應(yīng)用,例如氮化鋁(AlN)以其優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和良好的耐化學(xué)性能而聞名;六方氮化硼(BN)因其柔軟性和潤(rùn)滑性能而聞名;氮化硅(Si3N4)則具有良好抗熱震性和極高的斷裂韌性。氮化物陶瓷材料家族龐大,應(yīng)用范圍極廣,要想把它們的作用發(fā)揮到極致,燒結(jié)時(shí)所采用原料粉體的表征指標(biāo)非常關(guān)鍵。
常見的表征項(xiàng)目包括粒度、粒度分布、晶體形貌、原晶粒度、比表面積、真密度、松裝密度、吸油率、吸水率、pH值、電導(dǎo)等。在實(shí)際生產(chǎn)中,一般都會(huì)針對(duì)幾種直接影響產(chǎn)品性能的特性進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)。對(duì)于氮化物陶瓷而言,燒結(jié)過(guò)程中所采用原料粉體的大比表面積有利于α相粉體的自擴(kuò)散,促進(jìn)α相顆粒重排、溶解析出,即有利于氮化物粉體從低溫穩(wěn)定的α相轉(zhuǎn)變成高溫穩(wěn)定的β相,從而生成致密、均勻的電子級(jí)陶瓷顯微結(jié)構(gòu)。顯然,氮化物陶瓷原料粉體的比表面積指標(biāo)對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量的重要性不言而喻。
比表面積是單位質(zhì)量粉體材料的總表面積,包含了外表面以及所有與表面相通的孔的內(nèi)表面積
但由于粉體的粒度較小,準(zhǔn)確測(cè)定其比表面積并不是一件容易的事,目前主要采用的方法一般為動(dòng)態(tài)色譜法和靜態(tài)容量法,兩者都是利用粉體材料表面的吸附特性,用氣體分子作為“量具”,測(cè)試出粉體表面的氣體吸附量,并按照一定的物理模型計(jì)算出比表面積。對(duì)于自研產(chǎn)品,可通過(guò)靜態(tài)物理吸附法建立比表面積標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于企業(yè)客戶生產(chǎn)線產(chǎn)品,可以通過(guò)動(dòng)態(tài)物理吸附法高效快速的測(cè)試。中國(guó)材料表征儀器的領(lǐng)先制造商精微高博有自己的答案。
氣體吸附原理:吸附質(zhì)體相分子受力均勻,而表相分子受力不均勻,于是會(huì)尋找氣體分子吸附于表面,使表相分子受力均勻,處于平衡狀態(tài)。
動(dòng)態(tài)色譜法:一定比例的載氣和吸附質(zhì)氣體的混合氣體流過(guò)待測(cè)樣品,根據(jù)吸附前后氣體濃度變化,得到待測(cè)樣品吸附量。 | 靜態(tài)容量法:待測(cè)粉體樣品裝在一定體積的一段封閉的試管狀樣品管內(nèi),向樣品管內(nèi)注入一定壓力的吸附質(zhì)氣體,根據(jù)吸附前后的壓力或重量變化來(lái)確定被測(cè)樣品對(duì)吸附質(zhì)分子的吸附量。 |
7月5-7日,北京精微高博儀器有限公司的應(yīng)用工程師高鵬將在河北唐山舉辦的“2023全國(guó)先進(jìn)陶瓷產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展(唐山)論壇”上帶來(lái)題為《氮化物陶瓷比表面測(cè)試方法探究》的報(bào)告,分享他們?cè)诘锾沾杀缺砻娣e測(cè)試方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn),主要內(nèi)容包括了:
1)氮化物陶瓷的應(yīng)用;
2)氮化物陶瓷、粉體的制備;
3)氮化物粉體評(píng)價(jià)指標(biāo);
4)氮化物比表面積測(cè)試方法。
報(bào)告人簡(jiǎn)介
高鵬,畢業(yè)于天津科技大學(xué),化學(xué)工程碩士,主要從事新能源-光、電催化方面的研究,發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文2篇,參加國(guó)內(nèi)、國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議2次。曾任北京光合新能源科技有限公司研發(fā)工程師,主要研究CO2的催化還原。現(xiàn)就職于北京精微高博儀器有限公司,擔(dān)任應(yīng)用工程師。
唐山先進(jìn)陶瓷論壇會(huì)務(wù)組
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