1、特种陶瓷粉体合成 固相反应法 液相反应法 气相反应法固相反应法 以固体为原料制备粉体的方法 高温固相反应法 碳热还原反应法 盐类热分解法 自蔓延燃烧合成法 成本低、批量、规模生产 应用广泛高温固相反应法 主要步骤：1. 将参加反应的固态物质（如氧化物、碳酸盐、氢氧化物）按化学计量比均匀混合2. 在适当的高温下煅烧合成3. 将合成的熟料块体粉碎研磨至所需细度 主要用于合成复合氧化物（如BaTiO3等）3232BaCOTiOBaTiOCO2322323232Al OSiOAl OSiO碳热还原反应法 非氧化物的合成 碳化物2223C2ArArTiOCTiCCOSiOCSiCO 硼化物2000242
2、3224222232383922255CArZrOB CCB OZrBCOTiOCB CTiBCOTiOCB OTiBCO 223422232362624 +24323SiOCNSi NCOTiOC NTiNCOAl OCNAlNCO 氮化物盐类分解法 通过热分解无机盐类（包括氢氧化物）得到高纯氧化物 200C2442244222424500 600C244224332243800 900C2423331300C23232423+2+-+3SO-AlNHSOH OAlNHSOH OH OAlNHSOH OAlSONHSOH OAlSOAl OAl OAl O 约11004323223-2CO+
3、3+2CNH AlO OH HCOAl OH ONH 自蔓延高温合成Self-propapation High-temperature Synthesis, SHS 在一定条件下使原料开始放热化学反应，该反应的生成热使反应以燃烧波的形式自动延续下去，形成新的化合物 反应速度快（0.1-15cm/s） 反应温度高（2000-4000C） 过程简单、成本低 硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、碳氮化物等数百种化合物元素直接SHS X是燃料元素（Ti,Zr,HfV,Nb,B,Be,Si等） Y是氧化剂元素（B,C,N2,Si,Se等） 纯度高 有时需要加入产物化合物作为稀释剂，以调控反应温度+SHSmn
4、mX nYX Y 22342+2+3+2+2SHSSHSSHSSHSZrBZrBTi CTiCSiNSi NMoSiMoSi 镁热还原SHS 采用氧化物为原料，Mg作为燃料和还原剂，合成产物中有副产物氧化镁，合成后经酸处理获得产物。 廉价2232322234232+5+5+2+7+74+2 +124+12+32+3SHSSHSSHSSHSTiOB OMgTiBMgOMoOSiOMgMoSiMgOB OCMgB CMgOB ONMgBNMgO 铝热还原SHS 采用氧化物为原料，Al作为燃料和还原剂，合成产物中有副产物氧化铝，由于氧化铝化学稳定性好，难以去除，因此，通常该混合粉体直接使用。 燃烧温
5、度高，通常在反应产物熔点之上22323223234233233+3C+x+43+(2+x)3+3C+43+22+2 +4+4+ +2+SHSSHSSHSSHSTiOAl OAlTiCAl OSiOAlSiCAl OB OCAlB CAl OWOCAlWC Al O 液相法 采用沉淀剂使金属盐溶液形成盐或氢氧化物沉淀，经过滤、干燥、热分解制备粉体的方法。 化学组成及其均匀性便于控制； 不仅可以合成单一氧化物，还可以合成复合氧化物； 便于添加微量元素； 晶粒形貌易控； 可获得纳米粉。液相法（湿化学法） 化学沉淀法 直接沉淀法 均匀沉淀法 共沉淀法 溶胶凝胶法 醇盐分解法 水热法化学沉淀法 利用各种
6、盐的水溶液与沉淀剂（OH-, CO32-, SO42-, C2O42-）（Na+, NH4+）反应，形成不溶于水的氢氧化物或相应的盐，再通过洗涤、干燥、热分解获得。直接沉淀法 将沉淀剂直接滴入金属盐溶液中形成沉淀的方法。 沉淀剂溶液的浓度即使很低，一滴沉淀剂滴入到溶液中也会产生不均匀。均匀沉淀法 在金属盐溶液中添加尿素，当溶液加热到70度后，尿素与水反应形成氨水，新生成的少量沉淀剂羟基立即与其周围的盐反应形成沉淀。由于尿素是均匀分布在溶液中，所以，形成的沉淀很均匀。共沉淀法 在两种或两种以上的金属盐溶液中添加沉淀剂（外加或内部产生），形成化学组成均匀的混合沉淀，经洗涤、干燥、煅烧后得到复合氧化
7、物。2222422422242232+2+() 4+4() 4+2+2BaClTiOClH C OH OBaTiO C OH OHClBaTiO C OH OBaTiOCOCO 溶胶凝胶法 将反应前驱体制成溶液； 通过溶液反应，使生成物以胶体颗粒形态存在于液相中； 通过凝胶化反应再使溶胶转变为凝胶； 干燥、煅烧后得到陶瓷粉体。 该方法也可用于制备陶瓷纤维、薄膜和块材。 胶体（colloid）是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的重力可以忽略，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。 溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1100nm之间。 凝胶（
8、Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1%3%之间。溶胶-凝胶法类型 传统胶体型。通过控制溶液中金属离子的沉淀过程，使形成的颗粒不团聚成大颗粒而沉淀得到稳定均匀的溶胶，再经过蒸发或使之团聚得到凝胶。 无机聚合物型。通过可溶性聚合物在水中或有机相中的溶胶过程，使金属离子均匀分散到其凝胶中。常用的聚合物有聚乙烯醇、硬脂酸等。 络合物型。通过络合剂将金属离子形成络合物，再经过溶胶-凝胶过程成络合物凝胶。溶胶-凝胶中的基本反应 水解反应： 缩聚反应：SiOHOHO HOHSiOHOHO HOHSiOHOHOHSiOHO
9、 HOHOH2OSiOOSiOOOOOSiSiSiSiSiSiSiOROROROR H2OSiOORORORH影响溶胶凝胶形成的因素 水解过快直接形成沉淀，不能形成溶胶凝胶过程 浓度适中 介质的吸水性 催化剂。用乙酸根取代部分乙氧基，降低水解速度有利于溶胶凝胶形成。 湿度。一般50% 温度。提高温度促进水解、缩聚反应，缩短凝胶时间醇盐分解法 采用金属醇盐M(OR)n为先驱体，以无水乙醇为溶剂，遇水后很容易水解形成氧化物或其水合物。 控制水解条件可以获得粒径几纳米到几十纳米的超细粉。SiOROROROR H2OSiOHOHOHOH水热法 在密闭反应釜（高压釜）内，采用水溶液为反应介质，对反应釜加
10、热，溶剂蒸发形成高温高压，使通常条件下难溶或不溶的物质发生溶解析出传质，得到晶体颗粒。 优点： 晶粒发育完整、细小、均匀； 无（或少）团聚； 无煅烧及粉碎等加工过程。水热法 水热沉淀 水热晶化 水热合成 水热分解湿化学法制粉的分散与干燥 湿化学法是制备纳米、亚微米超细粉的主要方法，但是，超细粉的团聚是一个关键问题。 团聚的形成： 悬浊液状态时； 干燥时。胶体中固体颗粒的相互作用 细小陶瓷颗粒表面带有电荷。 颗粒间存在范德华引力和静电排斥力，这两种力的合力状态决定了颗粒的团聚与分散（DLVO理论）。 影响分散的因素： pH、电解质溶液中离子强度 分散剂干燥过程 干燥过程中的团聚主要是由颗粒间液体的表面张力产生的。2cosLVPR 乙醇的表面张力比水小，因此，通过乙醇清洗后再干燥，可减少干燥中的团聚程度。冷冻干燥 将胶体冷冻成固体，使颗粒保持分散状态，然后减压使固体介质直接升华除去，获得高分散的陶瓷粉体。气相法 物理气相法 等离子、激光、电子束 化学气相法
