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Al2O3晶须的制备及机理研究的中期报告
1.背景
随着现代工业的发展，对于材料的需求越来越高。由于其高机械、热、化学稳定性以及优秀的导电性能，氧化铝（Al2O3）已成为众多现代工业的重要材料之一。特别是Al2O3的晶须，由于其在高温高压、强腐蚀、强磨损等环境下的卓越性能，已被广泛应用于高性能陶瓷、催化剂、复合材料等领域。
目前，Al2O3晶须的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热合成法、等离子体增强化学气相沉积法、热蒸发-气体等离子体合成法等。然而，这些方法存在不同程度的缺点，如制备时间长、成本高、需要高温高压等。
针对这些问题，本实验室旨在通过自主研发制备技术，设计一种简单、高效、低成本的Al2O3晶须制备方法。同时，本实验室对制备过程中的机理进行深入探究。
2.制备方法
本实验室采用改进的水热法制备Al2O3晶须。具体步骤如下：
（1）将氧化铝（Al2O3）粉末悬浮在蒸馏水中，并搅拌均匀。
（2）向悬浮液中加入（NH4）2SO4，使其浓度为2.0mol/L，保持搅拌，并加热至180℃，反应4h。
（3）将反应产物进行离心分离，用蒸馏水洗涤至中性，并干燥于60℃下。
（4）将得到的产物进行X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）和透射电镜（TEM）分析。
3.初步结果
经过实验得，本实验室制备的Al2O3晶须长度在5-15μm之间，直径在100-200nm之间，呈长棒状。XRD图谱表明，制备产物为纯相的Al2O3。FESEM和TEM观察结果显示，晶须表面光滑，无肉眼可见缺陷。
4.机理探究
基于实验结果和参考文献，本实验室对制备过程中的机理进行了初步探究。研究表明，制备过程中，（NH4）2SO4作为结晶调节剂，在高温高压条件下参与了晶须的形成。其激活作用机制主要是将溶液中的铝离子转化为亚硫酸铝离子，并促进其结晶生长。
下一步，本实验室将进一步研究（NH4）2SO4浓度对Al2O3晶须的形貌和结构功效的影响，以提高制备效率和晶须性能。