BaAl2O4作为基质制备的荧光材料具有量子效率高、化学稳定性好、激发带宽、余辉时间长等特点。作为新型尾气处理催化剂材料比传统的三元催化转换器（TWC）有明显更高的 NOx催化效率，吸引了大量学者的关注。但是大部分科研工作者目前的研究主要为普通粉体且鲜有BaAl2O4陶瓷块体材料的报道，现在报道的粉体比表面积相对较小，这就大大限制了其应用范围，所以本文提出采用软模板法制备介孔BaAl2O4粉体，从而大幅度提高粉体的比表面积，增加烧结活性与催化能力；BaAl2O4发光块体材料比粉体更具有实际应用价值，本课题组在长期烧结制备陶瓷材料的过程中发现，以介孔粉体作为烧结原料，可以提高烧结活性和降低陶瓷的烧结温度，易于在低温下使粉体致密化制备出高性能陶瓷。
本文以三嵌段共聚物P123为表面活性剂，异丙醇铝、硝酸钡为无机源，使用软模板法，成功制备了具有介孔结构、大比表面积的六方晶型BaAl2O4粉体，并探索了最佳的制备条件。结果表明，合成温度为25℃，煅烧温度为800℃时是制备介孔BaAl2O4粉体的最佳条件。制备得到的粉体具有大量蠕虫状无序孔道以及少量有序孔道，氮气吸附脱附测试结果显示制备的粉体孔道直径约为8nm，比表面积为74.30m2/g。
在合成阶段通过加入稀土离子硝酸盐的方式，成功在介孔 BaAl2O4粉体中掺杂了Eu3+、Dy3+离子，并探索了掺杂对粉体合成的影响以及不同掺杂浓度与发光强度之间的关系。结果显示，制备得到的掺杂了Eu3+离子的介孔BaAl2O4粉体，在掺杂浓度为2mol％时具有最大发光强度,比表面积为62.34m2/g；而制备得到的掺杂了 Dy3+离子的介孔BaAl2O4粉体，在掺杂浓度为3mol%时具有最大发光强度，比表面积为58.13m2/g。
分别以纯介孔BaAl2O4粉体、掺杂稀土离子介孔粉体以及普通粉体为烧结原料，利用放电等离子烧结制备了BaAl2O4块体。对其烧结温度、力学性能、发光性质等进行了研究，结果表明：介孔粉体作为烧结原料比普通粉体具有更高的致密度以及较低的烧结温度，烧结温度为1500℃时，陶瓷片体达到最大致密度99.56%，硬度为10.28GPa，断裂韧性为3.71MPa·m1/2，抗弯强度为245.40MPa。
- 作 者：
- 乔彦辉
- 学科专业：
- 材料与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 东华大学
- 导师姓名：
- 查刘生
- 学位年度：
- 2017
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
