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《探究晶須制備研究與鎂資源開發(fā)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、㈣Y?105㈣3川㈣17㈣90㈣天津大學(xué)博士學(xué)位論文晶須制備研究與鎂資源開發(fā)StudyofPreparationofWhiskersandExploitationofMagnesiumResources學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：何運良指導(dǎo)教師：王靜康教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零零八年二月捅要晶須是已知固體形態(tài)中強度最大的形態(tài)之一，用作材料的增強，用途廣泛，晶須的制備和應(yīng)用處于世界的研究前沿。本文系統(tǒng)地探討了制備MgO晶須常用的兩種方法，助熔劑水解法和前體分解法，發(fā)明了新的晶須制備方法并成功應(yīng)用于MgO晶須和ZnS晶須制備。本文還研究了堿式氯化鎂晶須
2、和Mg(OH)2晶須的制備。這些制備方法亦可推廣至其它晶須(包括納米晶須)的制各過程。本課題是國家“十一五”科技支撐計劃項目“鉀鎂鹽礦生態(tài)化開發(fā)系統(tǒng)工程研究”中的一部分，重點研究鉀鎂鹽礦的鎂資源開發(fā)利用問題。從該鉀鎂礦的實際出發(fā)，依據(jù)相平衡數(shù)據(jù)，提出了適合礦情的制備六水氯化鎂的工藝，并在小試實驗中制備了合格的工業(yè)級產(chǎn)品，研究了原料組成和蒸發(fā)終點對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。在助熔劑水解法的研究中，系統(tǒng)地研究了實驗原料、溫度、助熔劑和氣體流動狀況對MgO晶須生長的影響，并對工藝進行了優(yōu)化，顯著提高了晶須產(chǎn)品的收率和質(zhì)量。根據(jù)文獻中熱力學(xué)和熔鹽性質(zhì)的數(shù)據(jù)，研究
3、了反應(yīng)平衡，分析了反應(yīng)過程，并結(jié)合實驗中的系統(tǒng)研究，確定了助熔劑法中晶須的生長機理，并根據(jù)熔鹽結(jié)構(gòu)推測了助熔劑的作用。根據(jù)上述機理，提出了制備晶須的綠色新工藝，成功制備了MgO晶須。對新工藝進行了熱力學(xué)上的分析，在實驗中研究了溫度對晶須生長的影響。應(yīng)用新工藝還成功制備了ZnS晶須，并對該反應(yīng)進行了熱力學(xué)分析，研究了助熔劑對晶須生長的影響。利用分子模擬軟件Cerious2對ZnS晶須形貌進行了預(yù)測分析，根據(jù)晶體生長的理論模型探討了ZnS晶須特殊形貌的成因。在前體法中，系統(tǒng)地考察了堿式氯化鎂晶須和Mg(OH)2晶須作為MgO晶須前體的制各方法。借鑒
4、鎂水泥中堿式氯化鎂的形成機理，對堿式氯化鎂晶須的形成機理進行了詳細分析。成功地利用Mg(OH)2、Ca(OH)2和MgCl2溶液為原料制備出了堿式氯化鎂晶須，并對堿式氯化鎂和Mg(OH)2晶須的制備和轉(zhuǎn)化工藝進行了優(yōu)化。利用XRD、SEM和TEM研究了晶須轉(zhuǎn)化前后的晶體結(jié)構(gòu)和形貌。率先采用XRD和化學(xué)滴定分別考察了以Mg(OH)2和Ca(OH)2為原料時堿式氯化鎂晶須的生長動力學(xué)以及轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2晶須的動力學(xué)，并結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)進行了理論分析。以上研究內(nèi)容國內(nèi)外尚未見文獻報導(dǎo)。關(guān)鍵詞：MgO晶須ZnS晶須堿式氯化鎂晶須Mg(OH)2晶須晶須生
5、長機理助熔劑法前體法ABSTRACTCrystalwhiskerisoneofthestrongestknownformsofsolidandhasbeenwidelyemployedasreinforcingadditiveofcompositematerials．AtpresenLthepreparationandapplicationofwhiskerareinthefrontierofresearchanddevelopmentofmaterialsaroundtheworld．Twoconventionalmethodsweresys
6、tematicallystudiedinthepreparationofMgOwhiskers：themethodofhydrolysisofMgCl2withfluxandthemethodofdecompositionofprecursor"whiskers．AnovelmethodwasdevelopedtopreparecrystalwhiskersandsuccessfullyappliedinthepreparationofMgOwhiskersandZnSwhiskers．Besides，theinvestigationwasal
7、somadeonthepreparationofmagnesiumhydroxychioridewhiskersandMg(OH)2whiskers．Thesemethodscanalsobeappliedinthepreparationofothercrystalwhiskers，includingnanowhiskers．Theresearchprojectisoneofthenationaleleventhfive—yearscientificalsupportingandplanningprojects，namedassystemati
8、calengineeringstudyofecologicalexploitationofKCIandMgCl2’6H20mineralsandfoc
