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研究生:杜昌霖
研究生(外文):DU, CHANG-LIN
論文名稱:燃燒法合成氮化鋁粉體的研究
指導教授:鍾賢龍
指導教授(外文):ZHONG, XIAN-LONG
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1992
畢業學年度:80
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:燃燒法反應溫度
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本研究探討以自行傳播高溫合成法(Self-Propagating Hight Temperature Synth-
esis,簡稱燃燒法,SHS )合成氮化鋁粉末,將充分混合的鋁粉和粉狀固體氮源(
反應物)壓成圓柱型,隨後將其埋入已混好的鈦粉和碳粉(引燃劑),再次壓模成
型,最後放至充滿1-5Kg/cm氮氣之密閉腔中,用電熱絲將試樣的一端加熱至引燃
點,燃燒反應便被點燃,先行貫穿引燃劑,隨之引發反應物之燃燒而生成產物(氮
化鋁)。探討的重點有:固體氮源的選擇,引燃技術的建立,自燃反應之特性探討
,生成物性質探討及各項變數對產物性質的影響等。
本研究發現熱裂解時放出氨氣的固態含氮化合物(氯化銨、尿素)之反應性與裂解
時釋出氮氣之疊氮化鈉有著很大的差異,以鋁及疊氮化鈉為反應物時效果最佳;同
時此系統對反應之氮壓十分敏感,當氣壓低於4Kg/cm時則轉化率驟降;反應溫度
則受到組成和稀釋劑的影響,本實驗所量出的最高溫度約為2600 K,而添加稀釋劑
成鋁組成偏高時均會降低燃燒溫度,後者甚至會減緩降溫速率。
本實驗之產物最主要的污染來自外覆引燃劑,這可用濃硝酸做初步純化工作,使純
度提升至97﹪以上,產物的性質除氣壓外,受外界變因影響不大,甚至在鋁超過計
量比37.5wt﹪的組成下,產物鋁的殘存量只有1-2wt﹪ ,由此現象和反應之高溫,
吾人推測反應過程中鋁先氣化(鋁的沸點為2450℃)才與反應物釋出的氮氣反應生
成氮化鋁。由鋁組成高之生成物的SEM照片,觀察到許多纖維狀結晶,此種結構
多為氣相反應下於高溫中緩緩結晶而得;因本實驗中鋁組成偏高時會明顯地減緩降
溫速率,此現象似乎支持前述對氮化鋁生成機構之推論。
由於本實驗的產物只用乳缽以手研磨,故粒徑分布十分不均,因而產物的比表面積
並不大,約只有3.68 ㎡/g ;除氮化鈦及氮化矽的可行性進行探討,証實採用固體
氮源的確能降低燃燒法合成氮化物所需之高壓屏障,大大地降低燃燒法合成氮化物
的困難度,實值深入研究。

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