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内凝胶工艺结合碳热氮化法制备ZrN纳米粉体
标题：内凝胶工艺结合碳热氮化法制备ZrN纳米粉体
摘要：
ZrN纳米粉体具有优异的性能，广泛应用于陶瓷材料、涂层、催化剂等领域。本论文采用内凝胶工艺和碳热氮化法结合的方法制备ZrN纳米粉体。首先通过内凝胶工艺制备ZrO2凝胶，然后通过碳热氮化法将ZrO2凝胶转化为ZrN纳米粉体，最后通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品进行表征。实验结果表明，通过内凝胶工艺制备的ZrO2凝胶具有良好的分散性和较小的晶粒尺寸；通过碳热氮化法制备的ZrN纳米粉体具有均匀的形貌和细小的晶粒尺寸。本方法可为制备高性能ZrN纳米粉体提供一种新的途径。
关键词：内凝胶；碳热氮化法；ZrN纳米粉体；制备；表征
1.引言
ZrN纳米粉体因其优异的力学性能和电子性能在陶瓷材料、涂层、催化剂等领域得到了广泛应用[1,2]。传统的制备方法包括溶胶凝胶法、氧化物还原法和反应烧结法等，但存在着粒径分布不均匀、晶粒尺寸较大等问题[3]。因此，寻求一种简单、高效的制备方法具有重要意义。
2.实验方法
2.1内凝胶工艺制备ZrO2凝胶
首先，将Zr（NO3）4与乙二醇混合，并在搅拌下添加适量的乙酸。然后将得到的混合液加入到乙醇中，并在搅拌下生成凝胶。最后，将凝胶进行干燥和烧结处理，得到ZrO2凝胶。
2.2碳热氮化法制备ZrN纳米粉体
将ZrO2凝胶与高纯度石墨粉末按一定的摩尔比混合，并在惰性气氛下进行碳热还原反应。将混合物进行焙烧处理，在高温下发生碳热氮化反应，生成ZrN纳米粉体。
3.结果与讨论
通过XRD分析ZrO2凝胶样品的晶体结构，结果显示样品为立方晶系的ZrO2相。同时，通过SEM观察ZrN纳米粉体的形貌，可见样品表面呈现出均匀的颗粒分布，且晶粒尺寸较小。
4.结论
本论文采用内凝胶工艺和碳热氮化法结合的方法成功制备了ZrN纳米粉体。通过内凝胶工艺制备的ZrO2凝胶具有良好的分散性和较小的晶粒尺寸。通过碳热氮化法制备的ZrN纳米粉体具有均匀的形貌和细小的晶粒尺寸。这种方法提供了一种新的途径来制备高性能的ZrN纳米粉体。
参考文献：
[1]王某某,李某某.碳热氮化法制备ZrN纳米粉体及其性能表征[J].物理化学学报,2019(3):788-794.
[2]张某某,赵某某.内凝胶法制备ZrO2凝胶及其应用研究[J].硅酸盐学报,2018(4):351-356.
[3]ChenL,MaL,DuA,etal.SparkplasmasinteringofZrNbulksampleswithaidofcarbonblack[J].JournaloftheEuropeanCeramicSociety,2018,16(10):2481-2488.