晶須是粉體材料的一種形態,是指以單晶形式生長的形態類似于纖維或者針狀物,尺寸遠小于短纖維的須狀單晶體。由于晶須在結晶時原子結構排列高度有序,故不存在能夠削弱晶體的較大缺陷,其強度與完美晶體的理論強度相接近,遠超過目前大量使用的各種增強劑。
無機晶須分為金屬晶須和非金屬晶須兩大類,后者的強度、彈性模量、耐熱性等性能均優于前者,其中氧化鋁晶須是目前最有發展前途的無機物晶須之一。尤其是α-Al2O3晶須,其熔點高達2082℃,呈白色,具有針狀或是纖維狀結構,斷面一般為六角形,具有高強度、高彈性模量等優越的力學性能,高溫條件下具有抗氧化能力,因此得以在金屬基復合材料、工業高溫窯爐、航空航天、陶瓷基復合材料等領域大展手腳。
氧化鋁晶須電鏡圖
雖然氧化鋁晶須已經在金屬、陶瓷和高分子復合材料的增強增韌上取得了顯著的成果,然而也存在著一些問題——主要是晶須的制備困難、成本較高、分散工藝復雜等等。目前制備氧化鋁晶須有好幾種工藝,主要分為氣相法和液相法。其中,氣相法所得產物分散性好、結晶良好、表面光滑,但是采用氣相法對設備要求高,工藝條件苛刻。相對而言,采用液相法條件溫和,對設備要求不高,更加適合投入工業化生產,而且液相法便于精確控制化學組成、添加微量有效成分,具有產物尺寸、形貌、結構易于控制等優點。
但也不是所有液相法都適用,比如說sol-gel法要使用價格高昂的醇鋁鹽做原料,成本高;沉淀法在制備過程中的影響因素較多不易控制,且Al(OH)3轉化成Al2O3的過程中容易形成硬團聚,不易形成分散粒子;而采用水熱法可以直接獲得結合水少的一水合氧化鋁-勃姆石,從而減少硬團聚發生的可能,而且以水熱法合成的粉體具有分散性好、大小可控、結晶良好、有良好的燒結活性等優點。另外,通過對反應條件(pH值、水熱溫度、水熱時間、溶液濃度、添加劑等)的控制,可以對前驅體形貌進行控制。因此水熱法合成氧化鋁粉體引起了人們越來越多的關注。
近年來,隨著相關研究的加深,我國氧化鋁晶須的制備技術有了很大的長進。比如說西南交通大學在發現氧空位對晶須結晶有促進作用的現象,并采用水熱法結合高溫煅燒成功制備出純度為99.99%,長徑比高達25的氧化鋁晶須。如果您對這種優異的制備工藝有興趣,在9月16日與“廣州CAC國際先進陶瓷產業鏈展覽會”同期的“2021年全國氧化物陶瓷制備與應用技術交流會”上,來自西南交通大學的胡春峰博士將發表題為《氧化鋁晶須的制備與應用》 的報告,感興趣的話就不要錯過,點擊“閱讀原文”報名吧!同期還有更多精彩活動等著你喲!
關于報告人

胡春峰,男,工學博士,為西南交通大學材料科學與工程學院教授、四川省千人計劃青年人才、四川省杰出青年基金獲得者、四川省學術和技術帶頭人后備人選、特陶青年獎獲得者;并擔任中國硅酸鹽學會測試技術分會理事會理事、中國材料研究學會高級會員、中國金屬學會會員、中國硅酸鹽學會青年工作委員會委員、特陶青年工作委員會委員、Journal of Advanced Ceramics (SCI收錄、二區) 助理編輯、Metals雜志 (SCI收錄、三區) Editional board成員和客座編輯。另外,擔任國家自然科學基金、四川省經信委、四川省科技廳項目評審專家,并擔任國內外32種期刊的評審人。
胡春峰長期聚焦于先進結構陶瓷研究,已經發表學術論文132篇,編寫專著6部,獲授權國內外專利29項。所發表的論文他引2881次,h指數為34。
粉體圈會務組
作者:粉體圈
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