MgOZrO2共沉淀体系的结构表征及单层分散现象.pdfVIP

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) September Acta Phys. Chim. Sin., 2005, 21(9) ：1011 1016 1011 MgO ZrO2 沉淀体系的结构表征及单层分散现象* 管洪波 梁 健 朱月香 赵璧英 谢有畅 (北京大学化学与分子工程学院, 理化学研究所, 分子动态与稳态结构国家重点实验室, 北京 100871) 摘要 用共沉淀法制备了一系列MgO鄄ZrO2 复合氧化 , 用XRD、XPS、BET 、DTA、EXAFS 和TEM 等进行了表 征. 结果表明, 500 益与600 益下焙烧得到的MgO鄄ZrO2 复合氧化 , 在ZrO2 高含量一端, MgO 倾向于固溶到 ZrO2 中, 最大固溶量可达到1:1(摩尔比) ；固溶达到饱和后, MgO 开始在固溶体表面分散, 并析出单独的MgO 晶 粒；在MgO 高含量端, 少量的ZrO2 以分散态存在于MgO 的表面, 并使其表面性质发生较明显的变化. 这些结果 表明, 在共沉淀法制备的MgO鄄ZrO2 样品中, 在一定相对含量范围内, 会出现一种组分在另一种组分或由两种组 分形成的固溶体上的单层分散现象. 关键词： ZrO , MgO, 二元氧化 , 单层分散, 共沉淀, 固溶体 2 中图分类号： O647 MgO鄄ZrO [1] [2鄄3] 2 复合氧化 在固体碱 、耐火材料 实了这一现象具有一定的普遍性, 而且对二组分体 等方面都有着重要的应用. 同时作为一种重要的纳 系的一些性质具有不可忽视的影响. 米陶瓷材料得到了广泛的研究. 通过掺杂MgO, 使 ZrO2 在室温下能保持立方相或四方相, 完全不呈现 1 实验部分 或仅部分呈现单斜晶相, 即所谓完全稳定化ZrO2 1.1 样品制备 (FSZ)或部分稳定化ZrO (PFZ), 从而消 了ZrO 相 一定配比的ZrO(NO ) ·2H O(AR)和Mg(NO ) · 2 2 3 2 2 3 2 变导致的陶瓷破裂. 然而, 可能是由于制备方法和 6H O(AR)混合溶液同12 mol ·L-1 的氨水双股并流 2 条件的差异, 现有报导中对以共沉淀法制备的 共沉淀, 溶液最终pH 值大约为10 11, 室温下搅拌 MgO鄄ZrO2 体系中MgO 固溶度的认识存在诸多矛 陈化1 h. 所得前体经过滤、洗涤, 在110 益烘箱中烘 [4鄄7] [4] 盾 . Readey 认为, 当xMgO =8.4豫(摩 分数, 下同) 干后, 分别在500 益、600 益的马弗炉中焙烧12 h 和 时, MgO 全部固溶到ZrO2 中, 其亚稳相是四方(t) 4 h. 以MZ240b 为例, 样品编号中“MZ”代表镁锆, 相；Livage[6] 认为, 当xMgO 30豫时, MgO 全部固溶 “240”代表w (MgO)=24豫(质量分数), “a”为焙烧前 到ZrO2 中, 其亚稳相是立方(c)相, 而当xMgO跃30豫时, 样品, “b”代表焙烧后样品, MZ240b 为500 益下焙 其亚稳相是c+MgO, 即固溶度为30豫. 现有工