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研究生：	李智瑋 Li, Chih-Wei
論文名稱：	以油酸分散膠體配合氣氛加熱製造高溫相二氧化鈦微粉之研究
指導教授：	溫紹炳 Wen, Shaw-Bing
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 資源工程學系 Department of Resources Engineering
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	54
中文關鍵詞：	微粉、油酸、金紅石、二氧化鈦
外文關鍵詞：	powder, oleic acid, rutile, titania
相關次數：	點閱：55 下載：2
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　　微粉之應用已擴展至超塑性陶瓷及半導體工業上，對於各項粉末顆粒大小的要求也是愈來愈小，顆粒的微小化及均一性也愈形重要。
　　本研究是將膠體和有機界面活性劑混拌形成微胞膠體，利用有機界面活性劑包覆膠體形成阻隔，使混合物在通入氮氣的氣氛爐中燒，其中之有機物裂解成為殘碳包覆以阻斷微粒相互接觸而造成之晶粒成長，得到高溫相的金屬氧化物微粉。實驗是採用四異丙氧基鈦加水產生水解反應，製得前導物之膠體，接著於不同的階段加入油酸混拌，輔以高轉速的機械攪拌以達到均勻分散，攪拌後獲得混合物置入氮氣氣氛高溫爐中煆燒，得到二氧化鈦微高溫相之金紅石晶體粉，再進行各項分析試驗。經過討論得到以下結論：
　　(1)以油酸混拌四異丙氧基鈦水解而成之膠體前導物，在氮氣氛爐煆燒至800℃可得到結晶性良好且晶粒大小50nm以下的金紅石相二氧化鈦微粉。
　　(2)在二氧化鈦微粉的製造過程中，加入和膠體體積比約1.5的油酸，控制於還原氣氛下加熱，由油酸加熱裂解的殘碳生成約10wt％，阻隔金紅石晶相生成時的晶粒成長。
　　(3)本研究所製得之金紅石相二氧化鈦微粉晶粒大小可以經由X光繞射分析和比表面積測定儀量測獲得，例如X光繞射分析儀量測計算約50nm，比表面積測定儀量測計算約為60nm，兩者顆粒大小相近，故製得之微粉以單獨結晶顆粒的狀態下存在。
　　(4)利用油酸生成殘碳作為阻隔的方式與直接加熱前導物的方式來比較，殘碳的阻隔確實能達到一定程度的抑制二氧化鈦晶體的成長。
　　(5)本研究使用之製程方法，對於低溫相銳鈦礦晶相至相轉換成高溫相的金紅石晶相這一段過程，有明顯的抑制結晶成長的現象，顆粒大小約為未混拌油酸者的一半，轉換為金紅石晶相後，則晶粒成長現象和大小漸漸和未混拌油酸者相同。

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總目錄
摘要............................................................................I
致謝..........................................................................III
總目...........................................................................IV
圖目錄..........................................................................VII
表目錄...........................................................................IX
第一章  緒論............................................................................1
1 前言............................................................................1
2 研究目的............................................................................2
3 二氧化鈦的基本特性............................................................................3
3.1二氧化鈦的基本認識............................................................................3
3.2二氧化鈦的結晶構造............................................................................4
4 文獻回顧............................................................................8
第二章  理論基礎...........................................................................10
1 二氧化鈦膠體製備...........................................................................10
1.1 溶膠-凝膠法的特性...........................................................................10
1.2 溶膠-凝膠法(Sol-Gel) ...........................................................................10
2 膠體的吸附與分散...........................................................................14
2.1 吸附...........................................................................14
2.2 膠體的分散...........................................................................15
2.3 乳膠理論...........................................................................18
第三章  實驗方法與步驟...........................................................................21
1 實驗原料與機器...........................................................................21
1.1 實驗原料...........................................................................21
1.2 實驗儀器...........................................................................26
2 性質分析...........................................................................27
3 實驗流程與步驟...........................................................................29
3.1 二氧化鈦溶膠之配製...........................................................................29
3.2 二氧化鈦微粉之製造...........................................................................30
第四章  結果與討論...........................................................................32
1 Sol-Gel法製備二氧化鈦粉末之結果...........................................................................32
1.1 熱分析...........................................................................32
1.2 結晶相分析...........................................................................33
1.3 粒徑分析...........................................................................34
2 由溶膠混拌油酸製造二氧化鈦微粉之結果...........................................................................36
2.1 結晶相分析...........................................................................36
2.2 粒徑分析...........................................................................37
3 由膠體混拌油酸製造二氧化鈦微粉之結果...........................................................................39
3.1結晶相分析...........................................................................39
3.2殘碳量分析...........................................................................40
3.3粉末外形觀察...........................................................................41
3.4 晶粒大小...........................................................................43
第五章  結論與...........................................................................48
1 結論...........................................................................48
2 建議...........................................................................49
2.1複合粉末與粉末之表面改質...........................................................................49
2.2建議研究方向...........................................................................49
                                    

1. Akira Fujishima, “Titanium Dioxide Photocatalysis”,Journal of Photochemistry and Photobiology C:Photochemical Reviews 1,1-21, 2000.
2. A. Fujishima, and k . Honda, “Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor”,Nature,Vol.238,p.37,1972.
3. 垰田博史著, 張晶､楊建譯, “光觸媒圖解(トコトンやさしい光触媒の本)”, 商週出版, 中華民國92年10月。
4. 林志朋, “以油酸分散配合氣氛加熱製造奈米α相氧化鋁粉末之研究”, 博士論文, 國立成功大學資源工程所, 2002.
5. C. P. Lin, S. B. Wen, and T. T. Lee, “Preparation of Nanometer Sized α-Alumina Powders by Calcining an Emulsion of Boehmite and Oleic Acid”, J. Am. Ceram. Soc., 85, 1, 2002.
6. C.P. Lin, S.B. Wen, “Variation of Boehmite and Oleic Acid Emulsion in the Calcining Process of Alumina Powders”, J. Am. Ceram. Soc., Accepted for publication, 2002.
7. K. Terabe, K. Kato, H. Miyazaki, S. Yamaguchi, A. Imai, and Y. Iguchi, “Microstructure and Crystallization Behavior of TiO2 Precursor Prepared by the Sol-Gel Method Using Metal Alkoxide” , Journal of Materials Science 29, 1617-1622, 1994.
8. C. Hague Douglas, and J. Mayo Merrilea, “Controlling Crystallinity during Processing of Nanocrystalline Titania” , J. Am. Ceram. Soc. ,77, 1957-60, 1994.
9. X.Z. Ding,X.H. Liu, “Grain Growth Enhanced by Anatase-to-Rutile Transformation in Gel-Drived Nanocrystalline Titania Powder”, Journal of Alloys and Compounds 248, 143-145, 1997.
10. L. G. Berry and B. Mason, Mineralogy,Freeman,San Francisco,1978.
11. J. Gordon and W.A. Weyl, “Influence of Minor Additions on Color and Electrical Properties of Rutile” ,J.Am.Cream.Soc.,Vol.32,No.12, p.398,1978.
12. K.Per, “Nonstoichiometry, Diffusion, and Electrical Conductivityin Binary Metal Oxides”, John wiley＆Sons,Inc.,N.Y.,1972.
13. X.Z. Ding, X.H. Liu, “Synthesis and Microstructure Control of Nanocrystalline Titania Powders via a Sol-Gel Process”, Materials Science and Engineering A224, 210-215, 1997.
14. C .J . Brinker, G.Scherer “Sol-Gel Science”, San Diego, Academic Press, 786-880, 1990.
15. D.C. Bradley, R. C. Mehrotra, and D.P. Gaur, Metal oxide, Academic Press, New York, 1978.
16. S.E. Friberg and A. Amran, “The Miceoemusion/Gel Method”17-25 from Sol-Gel Processing and Application, edited by Y.A. Attia, Plenum Press, New York, 1994.
17. 汪建民主編，陶瓷技術手冊(上)、(下)，中華民國粉末冶金學會，中華民國83年7月。
18. 趙承琛, 界面科學基礎, 復文書局, 1985.
19. 卓靜哲, 何瑞文, 黃守仁, 施良垣, 蘇世剛, 物理化學, 三民書局, 1994.
20. 張有義, 郭蘭生編譯, 膠體及界面化學入門, 高立圖書有限公司, 1999.
21. L. J. Warren, in Principles of Mineral Flotation., Australasian Institute of Mining and Metallurgy, 1984.
22. J. P. Robort, and Lennart Bergström, “Surface and Colloid Chemistry in Advanced Ceramics Processing”, MARCEL DEKKER, Inc., 1994.
23. D. J. Shanefield, Organic Additives and Ceramic Processing, Kluwer Academic Publishers, 1995.
24. Y. Moroi, Micelles Theoretical and Applied Aspects, chapter1~4, Plenum Press New York, 1992.
25. 林世忠, 王士碩, 洪世瑋, 向性一, “陳化處理對二氧化鈦粉末粒徑和相轉換行為的影響”, 陶業學會論文集, 國立成功大學資源工程學系, 2003.
26. Pelagia I. Gouma and Michael J. Mills, ”Anatase-to-Rutile Transformation in Titania Powders”, J. Am. Ceram. Soc.,84 [3] 619-622, 2001.
27. 林正豐, “奈米二氧化鈦之製備及活性測定”, 碩士論文, 國立台灣大學化學工程學研究所, 2001.
28. X.Z. Ding, K.H. Liu, “Synthesis and Microstructure Control of Nanocrystalline Titania Powders via a Sol-Gel Process”, Materials Science and Engineering A224, 210-215, 1997.
29. H.E. Chao, Y.U. Yun, H.U. Xingfang, A. Larbot, “Effect of Silver Doping on the Phase Transformation and Grain Growth of Sol-Gel Titania powder”, Journal of the European Ceramic Society 23, 1457-1464, 2003.
30. L.Y. Shi, C.Z. Li, A.P. Chen, Y.H. Zhu, D.G. Fang, “Morphology and Structure of Nanosized TiO2 Particles Synthesized by Gas-Phase Reaction”, Materials Chemistry and Physics 66, 51-57, 2000.

校內：2005-07-07公開
校外：2005-07-07公開

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