鹽助燃燒合成制備高品質(zhì)LaB6粉體及其燒結(jié)體組織和性能研究

概要

LaB6是一種重要的無機(jī)材料，具有優(yōu)異的高溫電子發(fā)射和導(dǎo)電性能，廣泛應(yīng)用于電子、航空航天、光學(xué)等領(lǐng)域。本研究通過鹽助燃燒合成方法制備了高品質(zhì)的LaB6粉體，并對(duì)其燒結(jié)體的組織和性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，鹽助燃燒合成可以有效控制LaB6粉體的形貌和尺寸，并且得到了致密度高、晶粒細(xì)小、導(dǎo)電性能優(yōu)良的LaB6燒結(jié)體。

引言

作為一種典型的硼化物材料，LaB6具有很高的硬度、熱穩(wěn)定性以及較低的熱膨脹系數(shù)，廣泛應(yīng)用于壓電、熱電、熱噴涂等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的LaB6制備方法包括熔體法、固相反應(yīng)法等，但這些方法存在著生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高昂、粉體尺寸分布不均勻等問題。鹽助燃燒合成方法由于其操作簡單、粉體成分分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來制備LaB6粉體的研究熱點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)材料與方法

本研究中，采用La(NO3)3·6H2O和NaBH4作為原料，采用尿素(NH2)2CO作為燃料劑，以NaCl作為助燃劑，按一定摩爾比配制了混合物。首先，將混合物在室溫下機(jī)械混合均勻。然后，將混合物裝入玻璃粉碗中，放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行燃燒合成。最后，將得到的燃燒產(chǎn)物經(jīng)過酸洗和干燥處理，得到LaB6粉體。

結(jié)果與討論

通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察LaB6粉體的形貌，發(fā)現(xiàn)鹽助燃燒合成可以得到較為均一的球狀顆粒，且尺寸分布相對(duì)較窄。隨著NaCl的加入量增加，LaB6顆粒尺寸逐漸減小。通過X射線衍射(XRD)分析確定LaB6的晶相特征，并發(fā)現(xiàn)制備的LaB6粉體無雜相出現(xiàn)。此外，通過比表面積測(cè)試儀對(duì)LaB6粉體的比表面積進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果顯示制備的LaB6粉體具有較高的比表面積。

將制備的LaB6粉體進(jìn)行燒結(jié)處理，通過SEM觀察燒結(jié)體的顯微組織表明，燒結(jié)體晶粒得到了有效的生長與膨脹，燒結(jié)體致密度得到明顯提高。同時(shí)，通過測(cè)試燒結(jié)體的電阻率和硬度等性能指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)燒結(jié)體具有良好的導(dǎo)電性能和硬度。研究還發(fā)現(xiàn)，NaCl的加入量對(duì)燒結(jié)體的性能有明顯影響，隨著NaCl加入量的增加，燒結(jié)體的導(dǎo)電性能和硬度均有所增加。

結(jié)論

本研究成功實(shí)現(xiàn)了鹽助燃燒合成制備高品質(zhì)LaB6粉體，并通過燒結(jié)處理得到了致密度高、晶粒細(xì)小、導(dǎo)電性能優(yōu)良的LaB6燒結(jié)體。研究結(jié)果表明，鹽助燃燒合成方法簡單易行，并且可以有效控制LaB6粉體的形貌和尺寸。此外，NaCl的加入對(duì)LaB6燒結(jié)體的性能有明顯影響，可以通過調(diào)整NaCl的加入量來調(diào)控?zé)Y(jié)體的導(dǎo)電性能和硬度。相信本研究結(jié)果對(duì)于LaB6材料的制備和應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。

綜上所述，通過鹽助燃燒合成方法成功制備了高品質(zhì)的LaB6粉體，并通過燒結(jié)處理得到了具有高致密度、細(xì)小晶粒、優(yōu)良導(dǎo)電性能和硬度的LaB6燒結(jié)體。研究結(jié)果表明，鹽助燃燒合成方法簡單易行且能有效控制LaB6粉體的形貌和尺寸。此外，NaCl的加入對(duì)燒結(jié)