堿式碳酸鋯的熱分解非等溫動力學及機理研究

袁惠，栗海峰，任葉剛

1.寶雞西北有色七一七總隊有限公司測試中心，陜西寶雞 721004；2.中國地質大學（武漢）材料與化學學院，湖北武漢 430074

堿式碳酸鋯的熱分解非等溫動力學及機理研究

袁惠1，栗海峰2*，任葉剛1

1.寶雞西北有色七一七總隊有限公司測試中心，陜西寶雞 721004；2.中國地質大學（武漢）材料與化學學院，湖北武漢 430074

采用綜合熱分析儀研究了堿式碳酸鋯在空氣氣氛中熱分解非等溫動力學，熱分解升溫速率分別為10℃/min、20℃/min、30℃/min，根據固相反應動力學理論及TG-DTG數據，計算其動力學參數.采用Kissinger-Akah-Sunose方程與Flynn-Wall-Ozawa方程及應用最小二乘法進行線性回歸推導了其最可幾機理函數.結果表明，堿式碳酸鋯非等溫熱分解分為四階段，第Ⅰ階段表觀活化能為94.963 kJ/mol，指前因子為27.407 6～27.864 1，最可機理函數為NO.27，隨機成核和隨后生長機制；第Ⅱ階段表觀活化能為309.781 kJ/mol，指前因子為57.730 4～58.873 6，最可幾機理函數為NO.28，隨機成核和隨后生長機制；第Ⅲ階段表觀活化能為362.591 kJ/mol，指前因子為53.268 8～55.034 6，最可理機函數為NO.21，化學反應機制.為以堿式碳酸鋯作為原料熱分解制備納米氧化鋯粉體及碳酸鋯銨、碳酸鋯鉀等衍生化合物提供了理論依據.關鍵詞：堿式碳酸鋯；熱分解；非等溫動力學；機理；納米氧化鋯

氧化鋯因具高硬度、高耐磨、低摩擦系數、高離子電導率、高彈性模量、高化學惰性、低熱導率、高熔點等物理化學性能［1］，而廣泛應用于先進陶瓷、固體電解質、熱障涂層、電-光材料、氣體傳感器、催化劑等領域［2］.常壓下，氧化鋯存在3種晶型［3］：單斜相（m-ZrO2，P21/c，＜1 170℃）、四方相（t-ZrO2，P42/nmc，1 170℃～2 370℃）、立方相（c-ZrO2，Fm3m，＞2 370℃）.氧化鋯粉……