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颗粒形状的意义及其测量

Sun, 20 Sep 2026 13:05:58 +0800

颗粒是指在一尺寸范围内具有特定形状的几何体，这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间。颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒，其性质通常包括粒度、形状、表面结构和孔结构。

颗粒大小的相关定义：

粒径在40～500μm范围内，气固密度差在1400～4000kg/m3之间的颗粒称粗颗粒(Coarse particle)；

粒径在20～100μm范围内，气固密度差小于1400kg/m3的颗粒称细颗粒(Fine particle)；

由许多个粒度间隔不大的粒级颗粒构成的颗粒系统称颗粒群(Particle swarm)。

颗粒形状有什么意义？

颗粒形状是一个颗粒的轮廓边界或表面上各点的图象及表面的细微结构。通常包括投影形状、均整度（即长、宽、厚之间的比例关系）、棱边状态（如圆棱、钝角棱及锯齿状棱等）、断面状况、外形轮廓（如曲面、平面等）、形状分布等。

颗粒的形状会影响粉体的流动性、研磨性、化学适性、松装密度、气体透过性、压制性和烧结体强度等，为了突出一些产品的优良特性，工业和科研领域对粉体产品的功能进行颗粒形状设计，损高产品质量和性能。以下是颗粒形状对产品性能的影响：

如何测量颗粒的形状？

颗粒形状简称粒形，目前表征粒形大多对其投影面的外形轮廓线进行测量和研究，包括轮廓线外形及其粗糙度等，所用的手段都是具有图像分析功能的显微颗粒图像粒度粒形分析系统，主要有静态法、动态法和扫描法。

粒形研究常见的是对一些特殊形状颗粒的表征，如粒状颗粒的的圆形度、长条状颗粒的长径比、片状颗粒的径厚比等。他们都是要先拍摄显微图像，然后通过专用软件进行分析得到的。具体分析方法是：

(1)长径比：颗粒外接矩形的长度颗粒的平均宽度之比。

(2)径厚比：颗粒的等面积园直径与厚度之比。

(3)圆形度：与颗粒面积相等的圆的周长除以颗粒的实际周长(另外还有“周长等效直径除以面积等效直径”等不同算祛)。

但不管哪种算法，都是数值越接近1的颗粒圆形度越好，数值越远离1的颗粒圆形度越不好。

单晶硅

Fri, 18 Sep 2026 16:54:53 +0800

硅有晶态和无定形两种同素异形体。晶态硅又分为单晶硅和多晶硅，它们均有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随温度升高而增加，具有半导体性质。晶态硅的熔点1410℃，沸点2355℃，莫氏硬度为7。

单晶硅概念

单晶硅是硅的单晶体。具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999%，甚至达到99.9999999%以上。具有准金属的物理性质，有较弱的导电性，其导电率随温度的升高而增加，有显著的半导电性。超纯的单晶硅是本征半导体。

单晶硅主要用于制作半导体元件。半导体元件是制造半导体硅器件的原料，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等重要材料。

单晶硅制备

对于纯度不是很高的单质硅可以用金属镁或铝还原二氧化硅制得，但这是无定形硅。晶形硅则要在电弧炉内用碳还原二氧化硅制得，它可以用来生产硅钢片。用作半导体的超纯硅的制法则是先用纯度不高的硅与氯化氢的混合物作用，制取三氯氢硅，并用精馏法提纯。然后在还原炉内用纯氢将三氯氢硅还原，硅就沉积在用超纯硅制成的细芯上，这样制得的超纯硅称为多晶硅。把它放在单晶炉内，就可拉制成单晶硅，可用作半导体材料，它来源丰富，价格便宜，大部分半导体材料都用硅。

单晶硅按晶体生长方法分为直拉法、区熔法和外延法。

直拉法是现在比较流行的做法，主要的工艺过程是：

加料→融化→缩颈生长→放肩生长→等颈生长→尾部生长

区熔法时利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接单晶籽晶。调节温度使熔区缓慢地向另一端移动，通过整根棒料，生长成一根单晶，晶向与籽晶相同。

外延法又称外延生产法，气相外延生长常使用高频感应炉加热，衬底置于包有碳化硅、玻璃态石墨或热分解石墨的高纯石墨加热体上，然后放进石英反应器中。此外，也有采用红外辐照加热的。

单晶硅作为太阳能电池的重要原料，其发展一直备受瞩目。特别是在世界污染如此严重的时候，一个清洁的能源的发展绝对是充满期待的。近年来，以单晶硅为代表的高科技附加值材料及其相关高技术产业的发展，成为当代信息技术产业的支柱，并使信息产业成为全球经济发展史中增长最快的先导产业。

陶瓷釉料的类别与用途

Thu, 17 Sep 2026 13:30:41 +0800

说到建筑卫生陶瓷行业，现在是非常注重采用先进的釉料技术，如今国内一大批专业性很强的陶瓷釉料和陶瓷熔块、色料公司已经成为建筑卫生陶瓷行业釉料的重要提供者。建筑卫生陶瓷产品中所用的釉料是丰富多样，对于陶瓷所使用的釉料产品，我们很有必要去了解它的类别和用途，下面为大家简单介绍一下。

铅釉与无铅釉，在建筑陶瓷与卫生陶瓷产品使用的铅釉配方中，铅的来源出自偏硅酸铅或硼硅酸铅熔块。可使釉产生最低溶解度。如果增加碱性氧化物和氧化硼的含量，可导致熔块中铅溶解度的增加。锶釉在取代铅釉方面表现出不俗的效果，除了烧成范围宽，烧成温度低和可形成光泽釉表面外，还具有良好的耐磨性能，因此锶釉成为一种很好的无铅釉。

生料釉与熔块釉，生料釉内含有矿物溶剂，如长石或霞石正长岩，外加粘土、石英、碳酸钙、白云石、氧化锌和硅酸锆作为常用原料。由于陶瓷生料釉组成内不使用熔块，所以它们仅限于最高烧成温度大于1150℃时使用。通常可用做生产硬质瓷器、玻化卫生瓷、炻器、电瓷及各种低膨胀坯体的施釉。

一次烧成釉与二次烧成釉，一次烧成非常有利于高附加值的产品，如大件卫生洁具，或大型绝缘子。但二次烧成的主要优点是可以拣选并剔除某些有缺陷的半成品，也能生产出高质量与低成本的产品。

颜色釉与无色釉，建筑卫生陶瓷产品一般采用颜色釉进行装饰，从而使其在满足使用时也带有可欣赏的美感，提高了产品的附加值。而无色釉的应用仅限于很小的产品范围(如特殊用途瓷砖产品)。

透明釉与乳浊釉，建筑卫生陶瓷普遍使用乳浊釉料，由于透明釉缺乏遮盖力，难以掩盖不洁的砖面，而环保工作又要求尽量采用低质原料制坯，因此透明釉使用范围变得更加窄了。陶瓷企业使用过的釉料乳浊剂经历了氧化锡、氧化锌、二氧化钛、磷酸盐、直到硅酸锆等过程。

结晶釉是指釉内出现明显粗大结晶的釉，它是一种装饰性很强的艺术釉，源于我国古代的颜色釉。结晶釉区别于普通釉的根本特征在于釉中含有一定数量的可见结晶体(即我们所能看到的釉面上或釉中的晶花)。

纳米碳酸钙的制备方法

Wed, 16 Sep 2026 13:33:44 +0800

纳米碳酸钙是采用无机非金属矿石灰石为原料合成的重要无机盐新产品，是20世纪80年代发展起来的一种新型超细化固体材料。其粒径在1~100nm之间，粒径小，活性好。

不同形态的超细碳酸钙的制备技术已成为许多先进国家开发的热点。纳米碳酸钙的制备方法有物理法和化学法。物理法即对碳酸钙含量高的天然石灰石、白垩石进行机械粉碎而得到碳酸钙产品的方法。但是用粉碎机粉碎到1μm以下是相当困难的，只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。所以工业上以化学法为主。化学法又分为碳化法和复分解法。

碳化法

碳化法是纳米碳酸钙的主要生产方法。将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窑气。使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入CO2气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。

按照碳化过程中CO2气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，可将碳化法分为间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法和超重力碳化法，以及在间歇鼓泡碳化法基础上改进的非冷冻法。

间歇鼓泡碳化法

间歇鼓泡碳化法是将Ca(OH)2浆液降温到25℃以下，泵入碳化塔，保持一定液位，在塔的底部向塔内通CO2和空气的混合气体进行碳化反应，间歇制备纳米级碳酸钙。

该法投资少，易于转化，为国内外大多数厂家所采用。但是这种方法生产效率低、气液接触差、碳化时间长、粒径粗且不均匀。

间歇鼓泡法制备纳米碳酸钙的工艺流程图

连续喷雾碳化法

喷雾碳化法是将石灰乳用喷头喷成雾状，从塔顶喷下，将一定浓度的CO2以某一速度从塔底上升，与雾状石灰乳发生反应。对于连续喷雾碳化，则重复进行以上过程，最后可获得粒径小于0.1μm的纳米碳酸钙。

该法生产纳米碳酸钙效率高，经济效益可观，并能实现连续自动大规模生产，另外，具有很高的科学性和技术性。但设备投资较大。

超重力碳化法

超重力碳化法是利用旋转造成一种稳定的、比地球重力加速度高的多的超重力环境，极大地增加气液接触面积，强化气-液之间的传质过程，从而提高碳化速度。同时，由于乳液在旋转床中得到高度分散，限制了晶粒的长大，即使不添加晶形控制剂，也可以制备出粒径为15~30nm的纳米碳酸钙。

非冷冻法

非冷冻法制备纳米碳酸钙技术与其他制备技术的区别在于：采用间歇鼓泡式碳化法，在不改变装置设备的情况下，通过陆续加入配置的多种分散剂的方法，在碳化塔内与浆液一起反应，取消了冷冻系统，减少了能耗，降低了生产成本。

复分解法

复分解法是指将水溶性钙盐(如氯化钙)与水溶性碳酸盐(如碳酸铵或碳酸钠)，在适宜条件下反应而制得碳酸钙的方法。这种方法可通过控制反应物浓度及生成碳酸钙的过饱和度，并加入适当的添加剂，得到球形的、粒径极小、比表面积很大、溶解性很好的无定形碳酸钙。但吸附在碳酸钙中的大量氯离子很难除尽，生产中使用的倾析法往往需要大量的时间和洗涤用水。

稀土的用途及应用领域

Tue, 15 Sep 2026 13:27:24 +0800

稀土元素被誉为"工业的维生素"，具有无法取代的优异磁、光、电性能，对改善产品性能，增加产品品种，提高生产效率起到了巨大的作用。由于稀土作用大，用量少，已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素，被广泛应用到了冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域。

冶金工业

稀土在冶金领域应用已有30多年的历史，目前已形成了较为成熟的技术与工艺，稀土在钢铁、有色金属中的应用，是一个量大面广的领域，有广阔的前景。稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中，能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用，并可以改善钢的加工性能；稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁，由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件，被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业；稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。

军事领域

由于稀土具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，能大幅度提高其他产品的质量和性能。因此有"工业黄金"之称。首先，稀土的加入可以大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。另外，稀土还可以用作电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说，美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，正源于其稀土科技超人一等。

石油化工

稀土在石油化工领域可以用来制成分子筛催化剂，具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强等优点，因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程；在合成氨生产过程中，用少量的硝酸稀土作助催化剂，其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍；在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中，采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂，所获得的产品性能优良，具有设备挂胶少，运转稳定，后处理工序短等优点；复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂，环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。

玻璃陶瓷

我国玻璃与陶瓷工业中的稀土应用量自1988年以来平均以25%的速度递增，1998年已达约1600吨，稀土玻璃陶瓷既是工业和生活的传统基础材料，又是高科技领域的主要成员。稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿，可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光；在熔制玻璃过程中，可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用，降低玻璃中的铁含量，以达到脱除玻璃中绿色的目的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃，其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等；在陶釉和瓷釉中添加稀土，可以减轻釉的碎裂性，并能使制品呈现不同的颜色和光泽，被广泛用于陶瓷工业。

农业方面

研究结果表明，稀土元素可以提高植物的叶绿素含量，增强光合作用，促进根系发育，增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发，提高种子发芽率，促进幼苗生长。除了以上主要作用外，还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究还表明，使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高，促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度，降低腐烂率。

新材料领域

稀土钕铁硼永磁材料，具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积等特性，被广泛用于电子及航天工业和驱动风力发电机(特别适合海上发电场)；纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶，可用于微波与电子工业；用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃，可作为固体激光材料；稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料；镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料；铬酸镧是高温热电材料；当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料，可在液氮温区获得超导体，使超导材料的研制取得了突破性进展。此外，稀土还以荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉等方式广泛用于照明光源(但由于稀土价格上涨导致成本较高，因此在照明上的应用逐渐减少)，投影电视平板电脑等电子产品；在农业方面，向田间作物施用微量的硝酸稀土，可使其产量增加5~10%；在轻纺工业中，稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面；稀土用于汽车催化转换器中可以将主要污染物在发动机排气时将气体成无毒的化合物。

其他应用

稀土元素还被应用于各种各样的数码产品包括视听、摄影、通讯多种数码设备，满足了产品更小、更快、更轻便、使用时间更长、节能等多项要求。同时，还被应用到了绿色能源、医疗、净水、交通等多个领域。

稀土产业链

稀土产业链示意图：

17种稀土元素的应用领域分别如下图所示：

按下游应用划分，消费比例如下：

三元材料的改性方法

Mon, 14 Sep 2026 16:48:05 +0800

近几年，三元正极材料因具有容量高、结构稳定、安全性好、成本低且对环境没有污染等优点而在动力电池市场上备受青睐。许多正极材料企业也在纷纷扩大三元材料的产能，当前三元材料占比已经超过磷酸铁锂，成为主要的正极材料。

但是三元材料也不是完美的，目前它在使用过程中还存在以下问题：

可以通过掺杂、包覆、控制材料结构以及预处理等方式对三元材料改性，改善以上问题。

离子掺杂

离子掺杂指在不影响正极材料原本结构的同时在材料的晶体结构中掺入少量的带电杂离子，以提高材料晶体结构的稳定性并增大晶胞参数c，从而提升三元材料的容量、倍率性能和循环稳定性。离子掺杂包括阴离子掺杂、阳离子掺杂和多离子掺杂。

1阴离子掺杂

Cong等将PO43－掺杂进入三元111材料中，结果不仅稳定了材料的晶体结构，还增大了离子混排的阻力，防止循环过程中赝尖晶石相的形成。同时降低了Li+扩散阻力，改善三元111材料的倍率性能。

2阳离子掺杂

Li等以C9H21AlO3作为Al源，在三元523表面进行Al3+掺杂。掺杂Al3+后晶胞参数a和c均有所降低。但掺杂后阳离子混排程度降低，电化学性能升高。Al3+掺杂修饰后材料的倍率性能得到大幅度改善。

3多离子掺杂

Hu等采用Mg-Al-B三元素共掺改性修饰三元523材料。Mg2+和Al3+占据层状结构3a位点，可以增大层状结构层间距，减小锂离子的嵌入/脱嵌阻力。经过XPS分析发现，Al3+和B3+高价态阳离子的掺杂，还会增加三元材料中活性物质Ni2+的含量，提升材料的循环容量。

包覆改性

表面包覆对三元材料的倍率性能、循环稳定性、可逆比容量和热稳定性有很大的提高，包覆改性所选择的包覆物以氧化物、磷酸盐和锂盐为主。

1氧化物

氧化物包括CuO、Al2O3、ZrO2、TiO2、ZnO、MgO、SiO2等，它们可以作为锂离子的导体，有利于充放电过程中锂离子的传输，同时也可以避免基体材料表面和电解液直接接触，减少循环过程中电解液对基体材料的腐蚀从而提高材料在循环过程中的循环稳定性。

2磷酸盐

作为包覆物的磷酸盐主要有AlPO4、LiNiPO4等。以磷酸盐作为包覆物主要是由于它有较强的P=O键，该键可以减少酸性电解液对基体材料的腐蚀，同时，聚阴离子PO43+和金属离子间较强的共价性可以提高包覆物的热稳定性。

3锂盐

作为包覆物的锂盐主要有Li2ZrO3、Li3VO4等，和氧化物包覆物相比，由于锂盐自身带有Li+，因此更加有利于循环过程中Li+的传输，从而对材料在大倍率条件下的循环性能有很大帮助。

结构控制

Zou等用海藻酸纤维作为模板，合成了一种多壳中空的富镍Li(NixCoyMnz)O2材料，这种材料结合了一维形状和多孔多壳结构共同的优点，具备电极－电解质之间大的接触面积、较短的电子和离子通道，从而较大地提高了富镍Li(NixCoyMnz)O2材料的电化学性能。

预处理改性

Kang等用一种弱酸NH4PF6对镍钴锰三元材料进行了预处理，结果表明，该材料的循环性能有所提高，这有可能是材料表面被预处理过程中产生的氟化物侵蚀而钝化所引起的。但是经过预处理的三元材料的倍率性和循环性能在一定程度上有所变差，所以预处理改性还没有得到广泛的应用。

不同晶型的氧化铝简介-沈阳佳美机械-贾工18540392125

Fri, 11 Sep 2026 16:24:20 +0800

氧化铝具有硬度高、强度高、耐热和抗腐蚀性强等特性而被广泛应用于精细陶瓷、复合材料和催化剂等领域。α-Al2O3是氧化铝的最终相，α- Al2O3的形成通常发生在1200℃或更高的温度。在形成最终相的过程中通常经历许多热力学上亚稳态的中间相，如α、γ、β、θ、χ、η、δ、κ等。

氧化铝的晶型转换

根据相关统计，当前氧化铝有十几种晶型。所以氧化铝虽然没有“七十二般变化”，但“十几般变化”还是有的。每种“变化”后都有不同的晶体结构，这决定了它们之间性质上的差异，进一步赋予了它们不同的“神通”。

α-Al2O3

α-Al2O3结晶较高，在α- Al2O3晶体结构中三个O2-形成两个邻近的八面体的共面，因此无数个八面体通过共面结合，形成一个完整的晶体，因此α- Al2O3晶体比其他晶型的Al2O3稳定，在铝的氧化物中是最稳定的相，具有熔点高、耐磨性好、硬度大、机械强度高等优质性能，是制备陶瓷、磨料、磨具及耐火材料的理想原料。

α- Al2O3的晶型结构

β-Al2O3

β- Al2O3与其他几种氧化铝明显不同，它不是氧化铝的异构体，而是一种铝酸盐，通常表示为M2O·xAl2O3，其中M为一价阳离子。β- Al2O3属六方晶系，具有密度大、机械强度高、气孔率低、耐热冲击性能好、离子导电率高、晶界阻力小等特点。

γ-Al2O3

γ- Al2O3晶体结构为O2-的立方密堆砌，产生八面体结构，八面体形成相互连接的四面体，并形成尖晶石结构。

γ- Al2O3晶型结构

γ- Al2O3具有高比表面积，大量活性中心分布在表面上，并且在合适的催化温度范围内具有良好的稳定性。它是一种具有高选择性和高反应活性的优异催化剂材料，高活性的优点在催化领域被称为活性氧化铝。γ- Al2O3的晶粒细小，易形成多孔球状聚集体，吸附力比较强，使其对紫外线具有比较强的吸附性，可应用于提高荧光灯管的使用年限。它还可以与稀土荧光粉结合，作为荧光灯管的发光材料。

δ-Al2O3

δ- Al2O3属四方晶系，该材料具有强吸附能力和催化活性，常常被用作吸附剂、干燥剂以及催化剂载体。

η-Al2O3

η- Al2O3属立方晶系，可由拜尔石在一定的升温速率下在400-750℃煅烧得到。它具有和γ- Al2O3相差不大的孔容和比表面积，表面酸性比Al2O3要强，主要用作催化剂的载体。

θ-Al2O3

θ- Al2O3属单斜晶系，其比表面积和孔容往往介于γ- Al2O3和α- Al2O3之间。

κ-Al2O3

κ- Al2O3属六方晶系，κ- Al2O3可由三水铝石在800-1150℃煅烧得到，它主要用做耐火材料结合剂、净化剂、吸附剂等。

ρ-Al2O3

ρ- Al2O3是一种接近于无定形态的过渡态氧化铝，ρ- Al2O3结晶状况特别差，ρ- Al2O3广泛应用于刚玉质、铝镁质等炼铁、有色金属冶炼等高级耐火材料。另外它在陶瓷涂料、吸附剂等方面也有应用。

χ-Al2O3

χ- Al2O3属于六角晶系，χ- Al2O3主要用于天然气和石油裂解气的脱水干燥，同时也是水除氟，蒽醌法制备双氧水反应的催化剂。

沈阳佳美-贾工18540392125

氧化钇的性质、应用及制备

Fri, 11 Sep 2026 13:29:24 +0800

氧化钇（Y2O3）是一种不溶于水和碱、溶于酸的白色稀土氧化物，典型的 C 型稀土倍半氧化物，是体心立方结构。

Y2O3 的晶体学参数表

Y2O3 的晶体结构图

氧化钇的物理化学性质

（1）摩尔质量是225.82g/mol，密度5.01g/cm3；

（2）熔点2410℃，沸点 4300℃，热稳定性好；

（3）物理和化学稳定性好，具有较好的耐腐蚀性；

（4）热导率高，在300K时热导率可达 27 W/(m⋅K)，大约是钇铝石榴石（Y3Al5O12）晶体热导率的2倍，高热导率对其作为激光器工作介质非常有利；

（5）光学透明范围宽（0.29~8 μm），在可见光区理论透光率可达80%以上；

（6）声子能量低，拉曼光谱最强峰位于377cm-1，有利于降低无辐射跃迁几率，提高上转换发光效率；

（7）在2200℃以下，Y2O3为立方相，不存在双折射。在波长1050nm折射率为 1.89。在2200℃以上转变为六方相；

（8）Y2O3 能隙非常宽，高达5.5eV，掺杂的三价稀土发光离子的能级处于Y2O3 的价带和导带之间，在费米能级之上，从而形成分立发光中心；

（9）Y2O3 作为基质材料，可以容纳高浓度的三价稀土离子掺杂进入，并取代Y3+离子，而不引起其结构的变化。

氧化钇的主要用途

氧化钇因其介电常数高、耐热性好、抗腐蚀性强等一系列优良的物理性能，常作为功能添加材料，广泛地被应用于原子能、航空航天、荧光、电子、高技术

陶瓷等领域。

图片来源：网络

作为荧光粉基质材料，应用于显示、照明和标记等领域；
作为激光介质材料，制备成高光学性能的透明陶瓷，可作为激光工作介质实现室温激光输出；
作为上转换发光基质材料，应用于红外探测、荧光标记等领域；
制作成透明陶瓷，可用于可见和红外透镜、高压气体放电灯灯管、陶瓷闪烁体、高温炉观察窗等；
可作为反应容器、耐高温材料、耐火材料等使用；
作为原料或添加剂，在高温超导材料、激光晶体材料、结构陶瓷、催化材料、介电陶瓷、高性能合金等领域也有广泛的应用。

氧化钇粉体的制备方法

制备稀土氧化物常采用液相沉淀法，液相沉淀法主要包括草酸盐沉淀法、碳酸氢铵沉淀法、尿素水解法、氨水沉淀法。另外喷雾造粒法也是目前比较受到广

泛关注的制备方法。

草酸盐沉淀法

草酸盐沉淀法制备的稀土氧化物晶化程度高且晶型好、过滤速度快、杂质含量低、易于操作等优点，是工业生产中制备高纯度稀土氧化物的常用方法。

碳酸氢铵沉淀法

碳酸氢铵是一种廉价的沉淀剂，过去人们常利用碳酸氢铵沉淀法从稀土矿的浸出液中制备混合稀土碳酸盐。目前工业上采用碳酸氢铵沉淀法制备稀土氧化物。碳酸氢铵沉淀法一般是在一定温度下将碳酸氢铵固体或溶液加入氯化稀土溶液中，经陈化、洗涤、干燥、灼烧得到其氧化物，但是由于碳酸氢铵沉淀过程中产生大量的气泡，而且沉淀反应过程中pH值不恒定，形核速率或快或慢不利于晶体的长大，要想得到理想粒度和形貌的氧化物，必须严格控制反应条件。

尿素沉淀法

尿素沉淀法在于制备氧化稀土中的应用也十分普遍，不仅廉价，操作简单，而且尿素沉淀法很有可能实现对前驱体反应成核和颗粒生长的精确控制，从而尿素沉淀法越来越受到人们的青睐，目前引起了不少学者的广泛关注和研究。

喷雾造粒法

喷雾造粒技术因具有较高的自动化、较高的生产效率高以及坯粉质量高等优点，因此喷雾造粒法成为常用的粉体造粒法。

近年来稀土在传统领域中的消费基本没变化，而在新材料领域中的应用明显增加。纳米Y2O3 作为一种新型材料，具有更加广阔的应用领域。现今，制备纳米 Y2O3 材料的方法较多，主要分为三大类：液相法、气相法以及固相法，其中以液相法制备Y2O3应用最为广泛，又分为：喷雾热解、水热合成、微乳液、溶胶-凝胶、燃烧合成以及沉淀等。而纳米氧化钇球形化后，将具有更高的比表面积、表面能以及更好的流动性与分散性，值得重点研究。

氧化钙和氧化钇，谁才是氧化锆陶瓷承烧板的最爱

Thu, 10 Sep 2026 16:57:11 +0800

近年来，随着我国磁性材料的迅速发展，陶瓷承烧板的需求量日益增加，特别是在软磁（铁氧体）材料的生产过程中，铁氧体材料烧结时对变形及杂质污染特别敏感，所以对承烧板的要求也极为严格。

（图片来源于山东宏瑞耐火材料科技有限公司）

应该选什么样的氧化锆

高性能MnZn铁氧体，特别是高磁导率材料的起始磁导率对Zn含量极其敏感。在烧结过程中，往往由于Zn的烧损导致磁导率下降。

纯ZrO2不能直接作为结构陶瓷使用，原因在于1000℃以上的ZrO2会发生单斜相（m-ZrO2)和四方相（t-ZrO2）之间的可逆转变，该转变伴随约7%体积变化，当体积变化产生的应力超过材料的弹性极限时，会引发材料的破坏。

自上个世纪，研究者发现ZrO2晶体的变化是可以被控制的，他们将一些半径与Zr4+离子半径相近的金属氧化物，如：CaO、Y2O3等掺入ZrO2中，在一定条件下形成固溶体，在这种固溶体中便不会再发生单斜相与四方相之间的可逆转变，抑制了因相变带来的体积变化，降低了开裂的可能性。部分稳定氧化锆（PSZ）材料因其优良的高温化学稳定性和抗热震性而成为MnZn铁氧体承烧板的首选材料之一。

那么问题来了，CaO与Y2O3谁才是最佳稳定剂呢？

承烧板特性

MnZn铁氧体通常置于承烧板上面烧制，对承烧板的性能要求大致有以下几个方面：

1、承烧板应具有高温下的化学稳定性

承烧板应具有高温下的化学稳定性，不与被烧结体发生高温反应，不影响铁氧体的性能。

2、承烧板应该具有良好的抗热震性能

一般情况下承烧板的抗热震性会严重影响其使用寿命，所以铁氧体生产者和承烧板供应者都十分关心承烧板的抗热震性能。材料的抗热震性与材料的强度、热导率、膨胀系数等有关。

3、承烧板材料应具有与铁氧体相近似的热膨胀系数，减小烧结产品的变形。

Ca-PSZ和Y-PSZ反稳定化现象的比较

1、氧化锆的稳定化和反稳定

ZrO2有三种晶体结构，单斜相（常温稳定型，密度5.68g/cm3）、四方相（密度6.1g/cm3）、立方相（密度6.27g/cm3）。三种晶型可以相互转变，转变温度与杂质含量有关，在ZrO2纯度高时，三种晶型能发生以下同质异晶转变：

四方相的稳定存在是保持 PSZ陶瓷强度、韧性的关键，而长期处于MnZn铁氧体烧制温度下（最高约1400℃）的锆板会发生反稳定化现象，即出现大量四方相→单斜相转变，反稳定化的结果会造成陶瓷性能的明显衰退。

2、Ca-PSZ和Y-PSZ反稳定化现象的比较

Ca-PSZ和Y-PSZ承烧板抗折强度及气孔率

经热处理后Ca-PSZ材料的单斜锆含量远远高于Y-PSZ材料，受热时单斜锆会发生晶型转变，同时伴随体积效应，在材料中产生一定量的微裂纹，使得材料的抗折强度下降，开口气孔率上升。

总结

1、Y-PSZ热震性能优于Ca-PSZ。

2、目前，在MnZn铁氧体承烧时，使用Y-PSZ材料的承烧板最为合适。在高温下与铁氧体反应最少，有利于保持铁氧体的磁导率，而且长时间使用可以保持其物理性能，不易开裂、变形等。

3、Ca-PSZ材料经热处理后单斜锆含量高于Y-PSZ材料，这会造成材料性能下降。

4、虽然Ca-PSZ的性能稍逊于Y-PSZ，但相比于氧化铝板和铁氧体材料同体板来说，Ca-PSZ仍具有不错的性能，在铁氧体的烧结中也得到了相当普遍的应用。

陶瓷承烧板行业是技术密集型行业，由于针对不同的客户需求，其生产工艺不同，导致每个客户使用条件不同，对承烧板的规格和性能有不同要求，需要有针对性去开发相应配方和模具，并且还需要客户试用合格后才能进行技术定型和批量生产。

影响稀土抛光粉抛光性能的因素有哪些？-沈阳佳美机械-贾工18540392125

Thu, 10 Sep 2026 15:59:31 +0800

抛光粉的表征可分两部分概括，即化学性质和物理性质。稀土拋光粉的物理性质包括粒度、硬度、比表面、悬浮性、晶体结构以及晶型等，有研究表明抛光粉的活性主要取决于化学组成、晶体结构、结晶形状以及抛光粉颗粒的破碎率。

以往通常认为CeO2纯度越高，抛光能力越强，抛光效果就越好，但事实并非全都如此。当CeO2的纯度达到一定程度时，品位就不再起决定性因素，随着品位的增加对抛光性能的改善几乎没有影响。

CeO2含量的影响

CeO2含量对稀土拋光粉的拋光能力具有重要影响。在实践中发现，当CeO2的含量大于40%后，其抛光效果会明显加强，继续增加CeO2的含量，其效果提升不再明显，当增加至80%~85%左右时，仅比CeO2含量为40%的抛光粉提高15%左右，可见纯度影响不是绝对的因素。对抛光粉而言，单纯追求高纯度是没有意义的。

其它稀土元素的影响

稀土抛光粉的化学成分中主要包括镧、铈、镨、钕、氟、铁、氧等化学元素，其中最主要的成分是氧化铈，其它稀土元素主要以固溶的方式存在于氧化铈的晶格中，起到改变晶体形貌、结构及抛光性能的作用。

在稀土抛光粉中，其它稀土元素对抛光粉的抛光能力起到了积极作用，其原因在于其它稀土元素在不改变氧化铈的晶体结构情形下，使晶型在萤石型和六方晶系之间变化。例如面心立方Pr6O11与CeO2结构相同，也适合用于抛光；一些稀土氧化物几乎没有抛光能力，但可以在不改变CeO2晶体结构的基础上，在一定范围内与CeO2形成固溶体，使晶型在萤石型和六方晶系之间变化。

CeO2中掺杂不同稀土元素将使焙烧温度改变，晶粒细化以及产生晶格畸变并形成氧空位，有利于提高抛光能力。

非稀土杂质的影响

稀土抛光粉的化学成分中除稀土杂质外，还存在许多非稀土杂质，如氧、硫、氟、硅、铁、钙等化学元素，其中有些非稀土杂质如氟、硫等元素将能改变抛光粉晶型、颜色和抛光性能，还有些杂质如机械杂质和拋光粉中某些过硬的粒子，它们会在被抛光工件的表面造成机械损伤，产生划痕，即便这些杂质的含量小于0.001%，也会划伤玻璃。

此外，稀土碳酸盐中还含有少量的CaO，它会使抛光粉的抛光能力降低。因此，CaO的含量通常不可超过1%。

氟的影响

氟是铈基稀土拋光粉中常见的组成元素，氟的加入可以改变抛光粉的晶体结构，提高抛光粉的抛光能力；同时，氟组分能与被研磨的玻璃发生反应，从而提高研磨的平滑性和研磨效果；另外，加氟也可起到助溶剂的作用，能使反应温度降低，晶粒尺寸增大，但加氟量必须控制在合适的范围内。

掺氟的另一个重要作用在于在抛光过程中会生成HF，从而侵蚀玻璃表面原有的硅氧膜，生成一层新的硅氧膜，使玻璃得到很高的光洁度与透明度。

由于F元素对环境造成了危害，目前，人们对无氟稀土抛光材料越来越重视，相继开展了深入研究，尤其是在西方欧美国家的某些玻璃冷加工企业，无氟铈基稀土抛光粉已经成为加工过程中的必需品。

抛光粉的硬度

对常规材料而言，硬度大致分为三类，即划痕硬度、压入硬度和回跳硬度。对晶体材料而言，其硬度是其微观特性的宏观反映，它是由晶体的组成、结构和成键性质决定的。

抛光粉在拋光过程中既有化学作用，也有机械作用。玻璃表面吸附有一层硅胶层，在机械作用下，抛光粉会将其刮削掉，硬度越大的拋光粉刮削作用就会大。氧化铈之所以能用于各种玻璃的抛光，适用范围广、效果好，是因为其硬度与玻璃相同或稍高，且能进行微调。

粒度分布

稀土抛光粉的粒度分布是影响抛光性能的重要指标，合适的粒度分布才能获得较好的光洁度和较快的加工速度。对于同一个焙烧产物制备出的不同粒度分布的抛光材料，粒度越大加工越快，但也更容易发生划伤。有研究表明，颗粒中的粗大颗粒是影响抛光质量的因素，粗大颗粒越大，数量越多越容易在抛光件表面形成划伤，在不改变加工工艺的情况下，降低粒度分布中D100是降低粗大颗粒影响的有效手段。

抛光粉的比表面积

比表面积是指抛光粉单位质量的有效表面积，有时简称比表面。铈基稀土抛光粉的比表面积对抛光性能有着重要影响。

抛光粉通常以晶粒的团聚体状存在，而非单晶体状态，其晶粒的团聚并不是很紧密，因而会在内部形成孔穴，故抛光粉就有了内表面。玻璃在抛光过程中，CeO2小颗粒在机械压力下与玻璃表面上的硅胶层紧密的接触，就有可能因CeO2外表面的吸附作用使得硅胶层被CeO2颗粒吸附，CeO2的这个吸附能力被称为CeO2的活性。颗粒越小，总表面积越大，比表面加大，活性增加，表面吸附作用就越强。

此外，比表面积对研磨速率和研磨表面的精度有影响。高精密化学抛光一般要求抛光粉的比表面积在1~10 m2/g，比表面积太高，粉体的一次粒径小，抛光强度偏低，而比表面积太小，粉体的一次粒径大，拋光时极易造成划痕。需要注意的是，不同组分的拋光粉用于不同抛光材料时所要求的抛光粉比表面积不同。

物相结构及微观结构

抛光粉体中的氧化铈晶粒的晶型和微观结构对化学活性和物理磨削作用均有影响，进而决定了粉体的加工速度和表面质量。有研究认为适合抛光的CeO2为面心立方萤石结构的氧化铈晶体，同时微观结构呈葡萄状抛光材料更加适于抛光。

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