畢志宇 蘇 杭

（沈陽中科超硬磨具磨削研究所，遼寧 沈陽 110000；沈陽盛鑫源建材有限公司，遼寧 沈陽 110000）

在經(jīng)濟迅速發(fā)展的時代，我們對于非金屬的重視程度越來越高，與此同時對于非金屬材料細晶材料的制備過程也廣泛使用水熱法，通過這些方法已在無機非金屬的制備過程中取得了良好的成果。據(jù)統(tǒng)計，在現(xiàn)實過程中已經(jīng)制備出了上百種的非金屬材料的細晶材料，同樣也發(fā)展出了上百種水熱法可以供我們使用。

1 水熱法起源極其機理

水熱法起源于十九世紀，從一個地質(zhì)學(xué)家在礦石的制備過程中得到的經(jīng)驗。水熱法具體來說是在密閉的，高壓的反應(yīng)釜中，一些在常溫常壓下都不會溶解的物質(zhì)也會隨著壓力的增強而溶解，一般高溫高壓的環(huán)境下還會發(fā)生重結(jié)晶的過程，水和各種液體的狀態(tài)高溫下性質(zhì)和狀態(tài)會改變，例如往往我們能夠見到密度的改變，表面張力的改變等，還有較為突出的特點是能夠?qū)崿F(xiàn)離子積的改變，還會造成電離常數(shù)，離子反應(yīng)速度等等多個方面，目前所使用最為廣泛的水熱法就是水熱結(jié)晶的方法。

2 水熱法的合成裝置

水熱法合成粉體主要采用的是高壓釜，一般來說高壓釜可以承受上萬攝氏度的高溫，同時還具有可靠的防爆和防壓力的系統(tǒng)，但是由于這個過程也就不能實現(xiàn)對于加工過程的完善觀察和參與，這也就使得我們需要對相關(guān)過程有更加良好的控制和把握，這個過程中對于工藝的要求往往是我們所不能想象的高，所以我們必須要對裝置的設(shè)計過程有更多的設(shè)計和考慮，盡可能考慮到設(shè)計方面的因素。

3 水熱法制備無機非金屬粉體材料的影響因素

結(jié)晶過程中往往會受到很多因素的影響，尤其是在水熱結(jié)晶的過程中，除了要求常規(guī)的材料，更為重要的是在于通過材料性能和原料配比等多方面的操作，使得各方面的界外因素都會對整體的過程帶來極為嚴重的影響，所以應(yīng)該格外重視所有的界外客觀因素對于水熱法制備無機非金屬的影響。

3.1 溫度與壓力的影響

我們經(jīng)過動力學(xué)的知識分析可以清晰的認識到，在溫度，壓力的影響下，微粒運動和生長速度和溫度壓力是成正比關(guān)系的，經(jīng)過研究我們發(fā)現(xiàn)，在壓力一定的狀態(tài)下，溫度的變化也會引起相關(guān)過程的劇烈變化。這一機理在晶體的生長和溫度的控制上具有同樣的意義，但是溫度過高，壓力過大也會影響晶體的正常生長和發(fā)育的過程，容易造成晶粒過大等較為嚴重的缺陷，這對于重結(jié)晶來說是極其不利的，需要我們的深入研究。

3.2 處理時間的影響

水熱處理在一定程度上來說等于水溶液的加熱時間，所以在傳統(tǒng)的水熱過程中對于對于溫度的控制和要求不是很高。水熱不同于普通的加熱過程，所以在這個過程中一定要對整個過程中的溫度有更好更嚴格的控制，所以對于水熱處理時間與晶粒的生產(chǎn)度之間是有很密切的關(guān)系的，一般來說都是有著正比例的關(guān)系。經(jīng)過長久的研究我們能夠清晰的發(fā)現(xiàn)，水熱時間越長，晶化過程越完整，顆粒往往也就更為均勻，這樣一來水熱處理的質(zhì)量就是滿足我們要求的，我們應(yīng)當(dāng)引起重視。

3.3 溶液酸堿度的影響

在化學(xué)研究過程中，酸堿度經(jīng)常用PH 來表示酸堿度，專家們對于此類反應(yīng)的酸堿度部分有嚴格的控制和要求，隨著酸堿度的變化，往往會引起飽和磁化強度的改變。經(jīng)過研究我們發(fā)現(xiàn)，在PH 增大時，飽和磁化強度也就會隨著堿性的升高而升高，但是在PH 值超過10.5 的時候，飽和磁化強度開始呈現(xiàn)相反的規(guī)律，飽和磁化強度會降低。因此我們在進行水熱實驗的時候，一定要調(diào)節(jié)好溶液的PH 值，這樣才能確保反應(yīng)的正常進行和反應(yīng)物的高質(zhì)量，需要我們的嚴格重視。

3.4 分散劑和加料方式的影響

在水熱過程中添加適當(dāng)?shù)奶砑觿?，往往能夠極大程度的促進前驅(qū)體粉末的晶化過程，這樣能夠在極大程度上改善顆粒間的吸附力，這樣有利用獲得均勻，細化的粉末。此外，我們還會有不同目的的添加劑，這樣有利用提升反應(yīng)物的磁性能和比表面積，這些的過程都需要我們的高度重視和嚴格要求。

4 新型水熱法的應(yīng)用

4.1 水熱沉底法

水熱沉底法中沉淀劑是在水熱過程中極為重要的部分和關(guān)鍵的方面。例如在制備納米級的材料中，一定會要求水熱沉淀過程中加入一定的尿素，這樣會使得顆粒度大小均勻，分布范圍也較為廣泛。

4.2 微波水水熱法

微波加熱是整體過程中，物質(zhì)在電磁場中因本身介質(zhì)的損耗而導(dǎo)致的整體的加熱過程中實現(xiàn)分子級別的攪拌和處理，能夠使能量的利用率得到大范圍的提升。利用微波技術(shù)進行加熱是一個極為重要的途徑，對于要求反應(yīng)快，加熱頻繁和要求產(chǎn)率的產(chǎn)品來說具有極為重要的意義，應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。

5 總結(jié)

水熱加熱法作為現(xiàn)代過程中一個極為關(guān)鍵和極為重要的新方法，在當(dāng)前，我們對于無機非金屬的要求越來越高，重視程度也前所未有的，運用水熱法能夠為無機非金屬的建造和發(fā)展提供極為關(guān)鍵的發(fā)展機會和途徑。但是有一點我們也要引起重視，這種方法也是存在一定的局限性的，只能用于無機非金屬氧化物粉體的制備，所以我們在科技的不斷發(fā)展過程中需要有更加好的研究和發(fā)展。