钛酸钾晶须.ppt

钛酸钾晶须钛酸钾晶须最初是由美国航天航空局（NASA）作为土星火箭喷嘴的隔热材料进行开发的.针对火箭发射时高温高压气流的剧烈冲刷,急需一种具有优良隔热性能、耐磨、抗冲击的材料,以替代石棉纤维,从而选用了钛酸钾晶须.钛酸钾晶须是一种新型针状短纤维,是新一代高性能复合材料增强剂.80年代以前,钛酸钾晶须的研究集中于其合成方法和物化性能等,日本率先于70年代末建立钛酸钾晶须的低成本制造方法.近年来钛酸钾晶须在制造成本上取得了较大突破,加之其性能十分优异而愈来愈受到关注。目前已经工业化生产的商品晶须只有硫酸钙、钛酸钾、碳化硅、硼酸铝、Al2O3和莫来石等少数几种晶须。钛酸钾晶须的化学通式为K2O·nTiO2,其结构随n值的不同而不同,相应的性能也有很大差别，通常n取2，4，6或8。二钛酸钾晶体结构中,Ti的配位数为5,以TiO6三角双锥体通过共顶点连结而成连锁的层状结构,层面与晶体轴平行,层间距为6.5埃,K+离子居层间,具有化学活性.四钛酸钾晶体结构中,Ti的配位数为6,以TiO6八面体通过共棱和共顶角连结而成连锁的层状结构,层面与晶体轴平行,层间距为8.5埃,K+离子居层间,亦具有化学活性.n取6时,其分子主体呈隧道结构,钾离子处于隧道中间,结构稳定,具有优良的物理机械性能.n取8时,Ti的配位数为6,隧道式结构,K+离子亦居于隧道中间,与环境隔开,使K+离子不具备化学活性.钛酸钾晶须的化学性质通常以水热法和助熔剂法合成纤维的质量较好，而工业上使用的方法则是烧结法和助熔剂法。助熔剂法成本相对较高，烧结法得到的纤维则价格较低，且可以实现批量生产。晶须的生长过程一般认为包括孕育期、生长期和终止生长期三个阶段。在各种晶须生长机制中，气液固机制（简称VLS机理）、气固机制（简称VS机理）和液固机制（简称LS机理）是比较常见的三种晶须生长理论。同时，晶须的生长机制与其制备方法之间并不是互不相干、彼此独立的，而是有着密切的联系。对同一种生长机制可能存在着几种制备方法，对同一种制备方法也可能存在着几种生长机制。TiO2是稳定的酸性氧化物,在常温常压下很难与酸或碱发生化学反应。但在高温高压下,TiO2可与KOH反应生成钛酸根,生成的钛酸钾由于过饱和形成了微晶。由于钛酸根和钾离子在某些晶面的生长速度远远超过其它晶面,故形成了各向异性的晶须。KDC法合成四钛酸钾晶须的生长机理：认为在试样表面的晶须生长属于LSV机理，反应时不是从气相吸纳反应物分子，而是最初排除气相（CO2）或焙烧过程中有部分K2O在表面挥发，晶须生长是从低共熔介质中获取反应物。而在试样非表面区是LS生长机理。通过液-固反应成核生长晶须。一般来说，晶须按VLS机理生长的过程可大致分为两个阶段。第一阶段：晶须成核向轴向快速生长，保持其截面大小不变；第二阶段：主要是晶须沿直径方向以通常晶体的生长方式较慢生长，其间晶须的截面积增大。 钛酸钾晶须的显微填充和增强性能特别好,可用其开发各种新型高水平的轻质、高比强、耐磨的增强塑料复合材料,而且最适合制作各种形状复杂、薄壁、表面光洁漂亮的精密增强部件。也可单独作耐火隔热材料、红外射线反射材料及建筑材料,作包覆电线高绝缘填料,并可在化工领域中作过滤器、催化剂及载体等,它是代替产生环境污染、即将限制使用的石棉的最佳产品。Thankyou！