Sol-Gel法制备球形Al2O3热喷涂粉末及其性能研究

《Sol-Gel法制备球形Al2O3热喷涂粉末及其性能研究》是一篇关于新型陶瓷粉末制备技术的研究论文。该论文主要探讨了利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备球形氧化铝（Al₂O₃）热喷涂粉末的工艺过程，并对其物理化学性质和热喷涂性能进行了系统研究。论文旨在开发一种能够提高热喷涂涂层质量的新型粉末材料，为相关工业领域提供技术支持。

在传统的热喷涂技术中，粉末的形状、粒径分布和表面特性对最终涂层的性能具有重要影响。而Al₂O₃作为一种常用的热喷涂材料，因其优异的硬度、耐磨性和耐高温性能，在航空航天、机械制造和表面工程等领域广泛应用。然而，传统方法制备的Al₂O₃粉末往往存在颗粒不规则、团聚严重等问题，导致喷涂过程中粉体流动性差、沉积效率低，从而影响涂层的致密性和结合强度。

针对上述问题，本论文提出采用溶胶-凝胶法来制备球形Al₂O₃粉末。溶胶-凝胶法是一种通过溶液化学反应形成凝胶，再经过干燥和烧结得到纳米或微米级材料的制备方法。该方法能够精确控制材料的成分和结构，有利于获得均匀、细小且球形度高的粉末颗粒。

论文中详细描述了溶胶-凝胶法制备Al₂O₃粉末的实验步骤。首先，将铝盐作为前驱体溶解于乙醇中，加入适量的水和酸催化剂，使铝盐发生水解反应生成溶胶。随后，通过调节pH值和温度，促使溶胶逐渐凝胶化，形成具有一定结构的凝胶网络。之后，将凝胶进行干燥处理，去除其中的溶剂和水分，得到干凝胶。最后，将干凝胶在高温下煅烧，使其转变为Al₂O₃粉末。

在制备过程中，研究者对不同的工艺参数进行了优化，包括前驱体浓度、pH值、干燥温度和煅烧温度等。通过调整这些参数，可以有效控制粉末的粒径、形貌和结晶度。实验结果表明，当煅烧温度达到1200℃时，可以获得晶粒尺寸约为50-100nm的Al₂O₃粉末，且粉末呈现出良好的球形结构。

为了评估所制备Al₂O₃粉末的性能，论文还对其进行了多种测试分析。首先，利用扫描电子显微镜（SEM）观察粉末的形貌，结果显示粉末颗粒呈近似球形，表面光滑，粒径分布较为均匀。其次，采用X射线衍射（XRD）分析其晶体结构，确认了Al₂O₃的主要相为α-Al₂O₃，说明粉末具有良好的结晶性。此外，还通过激光粒度分析仪测定粉末的粒径分布，发现其平均粒径约为40-60μm，符合热喷涂工艺的要求。

在热喷涂性能方面，论文通过热喷涂实验验证了Al₂O₃粉末的实际应用效果。实验结果表明，使用所制备的球形Al₂O₃粉末进行热喷涂后，涂层的致密度较高，孔隙率较低，且与基体的结合强度良好。这表明溶胶-凝胶法制备的Al₂O₃粉末在热喷涂过程中表现出优良的流动性和沉积性能。

综上所述，《Sol-Gel法制备球形Al₂O3热喷涂粉末及其性能研究》这篇论文系统地研究了溶胶-凝胶法在Al₂O₃粉末制备中的应用，揭示了该方法在改善粉末形貌和性能方面的优势。研究成果不仅为热喷涂材料的开发提供了新的思路，也为相关工业领域的应用提供了理论依据和技术支持。