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fangkeming

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专业: 金属材料的微观结构

[交流] 高岭土颗粒表面改性制备钛白代用品微观结构表征已有1人参与

铝硅酸盐矿物是一种资源丰富的非金属矿物。以非金属矿物为原料进行深加工制备新型功能材料愈来愈受到人们的重视。

钛白是一种精细化工原料，具有很强的遮盖力，着色力和不透明性，能耐光耐热耐酸碱，是至今为止人们公认的最佳白色涂料。钛白颜料占白色颜料的90%以上，在化工，造纸，陶瓷和建材等工业部门有着广泛的用途。

生产钛白粉的主要矿物有钛铁矿，金红石，人造金红石和钛渣，其生产工艺主要为硫酸法和氯化法。用硫酸法和氯化法生产钛白资源短缺，工艺复杂，能耗大，成本高，污染严重；而国际市场上钛白粉需求量却逐年上升。为了环节钛白粉供不应求的矛盾研制钛白代用品是一项非常有意义的课题。

本课件简要介绍以铝硅酸盐非金属矿为载体，用TiO₂进行表面包覆制备钛白代用品的几个主要问题。

一铝硅酸盐表面改性制备钛白代用品的主要工艺

铝硅酸盐表面改性制备钛白代用品的主要工艺如下：

（1）铝硅酸盐原矿的煅烧改性。铝硅酸盐原矿煅烧改性的主要目的是为了降低染色杂质元素的含量，提高矿物的白度。煅烧在550-1400摄氏度的不同温度区间进行，通过煅烧，铝硅酸盐发生晶型转变，使载体的性能显著提高。

（2）研磨造粉。表面改性前载体的粒度由产品指标决定，一般要求粉体颗粒尺寸小于2μm。

（3）表面包覆。粉体表面包覆在溶液中进行。控制溶液的pH值和温度，在不断搅拌的条件下，使TiO₂沉淀包覆在铝硅酸盐矿物粉体的表面。TiO₂是由硫酸氧钛的水解反应生成的。

（4）晶化焙烧。焙烧的目的主要是使TiO2包覆层脱H2O，并使TiO2发生晶型转变。最终产物中，TiO2的金红石晶型达96%以上。

二高岭土表面改性颗粒微观结构表征

透射电子显微镜样品的制备采用RTO金属包埋切片微米－纳米表证法。对钛白代用品粉体除进行XRD，SEM和各种性能指标的测试外，揭示包覆状态对代用品粉体的质量非常重要。从包覆颗粒中切取透射电子显微镜电子束可以穿透的薄膜，用透射电子显微镜非常重要。从包覆颗粒中切取透射电子显微镜电子束可以穿透的薄膜，用透射电子显微镜观察包覆颗粒的结构，所得形貌如图2-9，图2-10所示。

透射电子显微镜研究结果表明，高岭土载体为结晶型；未焙烧前，沉积在在体表面的TiO2层未非晶态（图2-9,图2-10）。经焙烧后，TiO2发生晶化和晶型转变。晶型和晶粒度受焙烧时间和温度的影响。包袱层致密，与高岭土载体之间结合紧密，无裂缝，包覆层厚度月150nm，改性钛白代用品的颗粒小于2μm的颗粒约占86%，遮盖力为35.80g／m2，白度为93.2%，达到了钛白代用品的指标要求。

图2-9 铝硅酸盐非金属矿物粉体表面包覆TiO2的透射电子显微镜照片（一）.png