老化调控对共沉淀法制备Mg-Al尖晶石粉体及透明陶瓷的影响机制研究

本文推荐：本研究通过引入搅拌老化工艺，系统探究了静态老化与搅拌老化对Mg-Al尖晶石前驱体晶粒生长、煅烧粉体相组成及陶瓷光学性能的影响。研究发现搅拌能有效抑制前驱体（AACH/HT）一维生长，形成50 nm级球形颗粒，使HIP烧结陶瓷在近红外波段（1000～1500 nm）透光率达84%（1300 nm），为高性能透明陶瓷（MgAl2O4）的规模化制备提供新策略。

　　

Highlight

粉末与陶瓷合成

实验采用Al₂(SO₄)₃·18H₂O、MgSO₄·7H₂O等原料，通过共沉淀法在NH₄HCO₃缓冲体系中制备前驱体。对比静态老化与搅拌老化对前驱体形貌的影响，发现搅拌能显著抑制铵铝碳酸盐（AACH）的棒状结晶倾向。

物相组成与形貌结构分析

XRD显示静态老化前驱体以AACH和水滑石（HT）为主，随老化时间延长，HT相逐渐消失（图1a）。TEM证实搅拌老化可将前驱体重塑为颗粒状，煅烧后获得50 nm级球形MgAl₂O₄粉体（图S1），而静态老化产物保留棒状形貌导致陶瓷出现气孔。

结论

1. 1.

   静态老化中Mg²⁺作为替代离子，促进AACH一维生长并消耗HT相；

2. 2.

   搅拌效应通过抑制晶体生长，形成更均匀的纳米颗粒，最终使陶瓷在1300 nm波长透光率提升至84%，为红外窗口材料优化提供新思路。

作者贡献声明

jianjun zeng：主笔撰写、数据采集与分析；Xi Zhang：可视化与数据分析；Kuibao Zhang：论文修订；Shengquan Yu：课题设计与资金支持。

利益冲突声明

?作者声明无潜在竞争性利益关系。

致谢

感谢四川省新材料研究中心的技术支持与讨论。