Гомогенное осаждение гидратированного оксида и его применение для получения композиционных материалов
Аннотация
Дата поступления статьи: 20.06.2018В статье представлены результаты исследований процесса гомогенного осаждения гидратированного оксида алюминия. Рассмотрены варианты осуществления этого процесса. В качестве наиболее удобного варианта реализации этого процесса предложено осаждение гидратированного оксида алюминия из его солей с использованием вспомогательных вещества. В качестве таких вспомогательных веществ предложено использовать мочевину - карбамид. Гидролиз карбамида протекает медленно даже при нагревании, что позволяет проводить процесс гомогенного осаждения в наиболее мягких условиях. Показано, что процесс гидролитического осаждения в системе соль алюминия - карбамид протекает по диссоциативному механизму SN1. Для SN1 характерен двухступенчатый механизм, в котором первой ступенью является медленная мономолекулярная гидролитическая диссоциация, а за ней следует быстрая реакция координации со вторым реагентом. Для определения характера взаимодействия соли алюминия со щелочными агентами были проведены эксперименты по потенциометрическому титрованию соли алюминия растворами аммиака и едкого натра в присутствии различного количества хлорида аммония и мочевины. При титровании раствором едкого натра процесс идет до образования алюмината натрия, при титровании раствором аммиака образуется осадок гидратированного оксида алюминия. Добавление солей аммония смещает равновесие реакции гидролиза в сторону образования гидроксида алюминия. Наличие мочевины практически не влияет на протекание процесса осаждения. Для определения однородности сформировавшегося осадка применяли метод рассеяния лазерного излучения. Для этих целей была создана специальная установка, позволяющая просканировать капилляр через сфокусированный лазерный луч. Показана однородность формирующегося осадка гидратированного оксида алюминия. Были проведены исследования по применению гомогенно осажденного гидроксида алюминия в качестве связующего в легковесных волокнистых огнеупорных материалах. Процесс осаждения частиц гидроксида алюминия протекает, прежде всего, на волокнах наполнителя, покрывая их тонкой пленкой. Получающаяся пленка выступает в роли склеивающего агента. После сушки и прокалки осажденный тонкой пленкой гель становится твердым веществом, связывающим волокна в единый монолит. Получаемые материалы имеют развитую удельную поверхность и пористость.
Ключевые слова: гомогенное осаждение, гидратированный оксид алюминия, композиционные материалы, карбамид
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
`