社會(huì)發(fā)展過(guò)程中,材料的產(chǎn)生標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入了文明時(shí)代?？梢哉f(shuō)材料的發(fā)現(xiàn)、制作以及創(chuàng)新就是人類(lèi)發(fā)展進(jìn)程的另一種體現(xiàn)。材料作為社會(huì)生產(chǎn)的重要支柱，對(duì)于提高人們生活水平,促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)步發(fā)展有著重要的意義。無(wú)機(jī)材料是發(fā)展最為廣泛的一類(lèi)材料的總稱(chēng),無(wú)機(jī)材料也廣泛存在于人們的日常生活中,現(xiàn)在無(wú)機(jī)材料的合成方法已形成了一個(gè)龐大的體系,除了傳統(tǒng)的固相反應(yīng)及燒結(jié)外，還發(fā)展了許多現(xiàn)代合成方法,如自蔓延高溫合成、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、微波與等離子體合成、化學(xué)氣相滲透、水熱合成與溶劑熱合成、溶膠-凝膠法、微重力與超重力合成、仿生合成等技術(shù)。近幾年,熔鹽法以其反應(yīng)溫度低、制備時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)材料的制備。

1熔鹽法優(yōu)點(diǎn)熔鹽法,又稱(chēng)助熔劑法,是指將產(chǎn)物的元成分在高溫下溶解于熔巖熔體中,形成飽和溶液,然后通過(guò)緩慢降溫或者蒸發(fā)熔劑的方法,讓飽和溶液中的溶質(zhì)析出晶體,得到待制備的化學(xué)物質(zhì)。熔鹽法以其反應(yīng)溫度低、制備時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)材料的制備,與傳統(tǒng)的固相法比較而言,.利用熔鹽法合成粉體具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):第一,熔鹽法能夠明顯縮短反應(yīng)時(shí)間,降低合成溫度,并且制得的分體相對(duì)均勻,無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。

第二,熔鹽法可以通過(guò)調(diào)節(jié)熔鹽的種類(lèi)以及相對(duì)含量,溫度等條件能夠得到特定形貌的粉體,對(duì)于粉體形貌具有可選擇性。第三,熔鹽法的適用范圍要遠(yuǎn)比固相法廣,幾乎涵蓋了所有的分子材料,甚至還可以合成其它方法難以合成的符合化學(xué)計(jì)量比的復(fù)雜組分的化合物粉體。第四,熔鹽法所得到的產(chǎn)物可以通過(guò)極其簡(jiǎn)單的方法去除雜質(zhì),得到純度較高的反應(yīng)產(chǎn)物,這是其他無(wú)機(jī)材料制備方法所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)鳳谷陶瓷回轉(zhuǎn)窯將這種熔鹽法合成,所指的的分體相對(duì)厚度均勻,并且表面平滑,在水中的分散性更優(yōu),物理性質(zhì)較為優(yōu)秀。

2熔鹽法的基本原理

熔鹽法合成粉體一般可以分為粉體顆粒的形成和生長(zhǎng)兩個(gè)過(guò)程,這兩個(gè)過(guò)程可以分為三個(gè)階段:第一，熔巖與化學(xué)原料的接觸混合;第二,熔巖與化學(xué)原理之間的融合、化學(xué)反重組以及擴(kuò)散;第三,晶體生存以及洗出。對(duì)于熔鹽法合成粉體的機(jī)制目前在學(xué)術(shù)領(lǐng)域存在兩種不同的解釋:一種是利用介質(zhì)擴(kuò)散原理為基礎(chǔ)，其反應(yīng)機(jī)理是化學(xué)原料先熔于熔鹽,各組分原料繼而發(fā)生化學(xué)反應(yīng),當(dāng)化學(xué)反應(yīng)的生成物達(dá)到飽和時(shí),繼而產(chǎn)生沉淀形成晶體析出。另一種則是利用溶解速度差異理論為基礎(chǔ),在同一熔鹽中,各反應(yīng)物質(zhì)由于在熔鹽中的溶解速度存在差異,熔解速率快的反應(yīng)組分迅速擴(kuò)散至熔解速率慢的物質(zhì)表面,二者相互產(chǎn)生反應(yīng)形成生成物。熔鹽法在制備粉體中被廣泛運(yùn)用,一般可以根據(jù)熔鹽在化學(xué)反應(yīng)中的參與程度,將熔鹽法分成全熔鹽法、助熔劑法、半熔鹽法。全熔鹽法中指的是參與化學(xué)反應(yīng)的所有反應(yīng)物質(zhì)都為熔鹽類(lèi),而助熔劑法中熔鹽不參與反應(yīng),而只是作為一種反應(yīng)介質(zhì),半熔鹽法中有的熔鹽直接參與化學(xué)反應(yīng),有的熔鹽則是充當(dāng)反應(yīng)介質(zhì)。采用熔鹽法來(lái)制備無(wú)機(jī)粉體材料往往要根據(jù)材料的形貌和性質(zhì)對(duì)熔鹽選擇,選擇的依據(jù)-般分為兩點(diǎn),一點(diǎn)是熔鹽的熔化溫度要能夠與所合成物質(zhì)物相溫度相適應(yīng),要保證熔鹽的加入不會(huì)造成所合成物質(zhì)物相的非化學(xué)變化;另一點(diǎn)是,所選擇的的熔鹽要具有較大的溶解度(在水中) ,要保證粉體合成后經(jīng)過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的清洗即可去除去鹽分,得到高純度的產(chǎn)物。