云母氧化鐵的合成及表征

范鳳松， 張騫

（江西理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西 贛州341000）

云母氧化鐵的合成及表征

范鳳松， 張騫

（江西理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江西 贛州341000）

采用熔鹽法，合成片狀α-Fe2O3粉體，并考察多個(gè)參數(shù)對(duì)樣品的影響，通過TG-DTA曲線分析試樣在加熱過程中的吸熱、放熱及失重變化，運(yùn)用圖像分析儀、SEM、XRD等測(cè)試對(duì)樣品α-Fe2O3粉體的形貌、晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，探討各因素對(duì)樣品α-Fe2O3片形成性能和形貌的影響.結(jié)果表明：在相同工藝條件下熔鹽選用硫酸復(fù)鹽（Na2SO4+K2SO4）鈉、鉀鹽摩爾比為1∶1.25時(shí)較利于片狀樣品的合成；燒結(jié)至1 150℃保溫3 h的合成工藝制得的樣品成片較好；同時(shí)，適量Al3+的加入可改變?cè)嚇泳w結(jié)構(gòu)、改善粉體形貌，且當(dāng)Al3+含量為4%時(shí)，合成樣品的晶粒大小適中且均勻性好，顏色鮮艷.

熔鹽法；α-Fe2O3；晶體結(jié)構(gòu)；粉體形貌；合成；表征

云母氧化鐵可分為天然云母氧化鐵和人工合成云母氧化鐵2種.天然云母氧化鐵雜質(zhì)含量多，粒度分布不均.人工合成的云母氧化鐵呈正六邊形片狀，表面平坦光滑、雜質(zhì)含量少、粒徑可控、粒度分布均勻、光亮感與立體感強(qiáng)、顏色多樣，應(yīng)用時(shí)比天然云母氧化鐵有更大的優(yōu)勢(shì)[1].云母氧化鐵具有較獨(dú)特的鱗片狀結(jié)構(gòu)，可作為珠光顏料的基片，也是橋梁、車輛等高檔防銹漆的主要原料之一，在珠光顏料、防腐蝕涂料、填料等領(lǐng)域起著重要作用.主要用于高檔珠光顏料、防腐功能涂料、化妝品以及其他功能涂料方面[2].

云母氧化鐵的制備方法主要有：機(jī)械加工法（主要針對(duì)天然云母氧化鐵）、水熱法（目前運(yùn)用較廣泛的一種方法）、高溫熔鹽法、氣相法（較少使用）.本文采用熔鹽法、根據(jù)晶體生長(zhǎng)習(xí)性[3]、熔鹽法原理[4]及氧化鐵的晶型轉(zhuǎn)變[5-6]特點(diǎn)設(shè)置多個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，探究合成云母氧化鐵的最佳工藝條件.

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1DTA-TG曲線

為確定熔鹽體系在加熱過程中發(fā)生物理化學(xué)變化及對(duì)應(yīng)的重要溫度點(diǎn)，以制定工藝參數(shù)及條件，首先對(duì)熔鹽體系進(jìn)行差熱（DTA）、熱重分析（TG），體系由 Fe0.99Al0.01（OH）3-δ，Na2SO4+K2SO4及（NH4）2SO4組成.得到的差熱、熱重曲線見圖1.

圖1 Fe（OH）3/Fe（OH）2+Na2SO4+K2SO4體系的差熱-熱重曲線Fig.1 DTA-TG of Fe（OH）3/Fe（OH）2+Na2SO4+K2SO4

圖1 為樣品DTA-TG曲線，樣品由（（NH4）2Fe（SO4）2）與熔鹽及添加劑加入蒸餾水配成飽和溶液，與碳酸鈉溶液反應(yīng)后經(jīng)烘干得到，其中含有Fe0.99Al0.01（OH）3-δ，Na2SO4+K2SO4及 （NH4）2SO4·xH2O.從圖1中可以看出，TG曲線在100～360℃之間顯示出樣品出較大的失重，這是由于粉體吸附水的蒸發(fā)及（NH4）2SO4·xH2O失去結(jié)晶水造成的，對(duì)應(yīng)的DTA曲線在150℃處出現(xiàn)一個(gè)吸熱峰；樣品在TG曲線上360～620℃之間也顯示較少量的失重現(xiàn)象，對(duì)應(yīng)Fe0.99Al0.01（OH）3-δ分解為 Fe2O3和 Fe3O4而失水，且在570℃左右發(fā)生Fe2O3的結(jié)晶，對(duì)應(yīng)的DTA曲線在570℃左右整體顯示放熱現(xiàn)象.TG曲線在620～850℃之間也顯示出較大的失重，這是（NH4）2SO4分解為氣體揮發(fā)引起的，可能是由于熔鹽的少量揮發(fā)造成的.由此，根據(jù)體系中熔鹽的熔融溫度及α-Fe2O3分解與結(jié)晶溫度，在制定合成工藝時(shí)，溫度的選擇應(yīng)在850℃以上，以促進(jìn)結(jié)晶的進(jìn)行.

1.2 樣品制備

稱取一定比例的硫酸亞鐵銨 （（NH4）2Fe（SO4）2）與所需熔鹽及添加劑，蒸餾水配成飽和溶液，與碳酸鈉溶液反應(yīng)，再使制得的沉淀氧化至紅褐色.將得到的紅褐色沉淀放至160℃烘箱中烘干后燒結(jié)到指定溫度并保溫一定時(shí)間后自然冷卻，然后將所得樣品洗滌干燥.

1.3 樣品表征

運(yùn)用圖像分析儀BT-1 600對(duì)樣品的晶體結(jié)構(gòu)及表面等進(jìn)行定性分析，確定較好的片狀樣品形態(tài)；XRD圖譜對(duì)物相的組成及晶體的晶胞參數(shù)的變化提供了依據(jù)；掃描電鏡顯示了樣品顆粒分布均勻性及清晰的表面形貌.

2 結(jié)果與討論

從晶體生長(zhǎng)[7]的角度出發(fā)，需構(gòu)建一定的熔鹽體系，使得生長(zhǎng)基元能夠垂直于c軸定向生長(zhǎng)[8-11].因此探討了熔融處理時(shí)不同條件對(duì)氧化鐵晶體形貌造成影響的原因.

2.1 實(shí)驗(yàn)工藝條件對(duì)樣品形貌的影響

2.1.1 熔鹽處理溫度對(duì)樣品形貌的影響

溫度處理是熔鹽法制備片狀氧化鐵各步驟中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，根據(jù)熔鹽法原理[12]，溫度在熔點(diǎn)范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，擴(kuò)散系數(shù)增大，黏度降低，離子和空位擴(kuò)散及顆粒重排和黏性塑性流動(dòng)過程加速，越有利于晶體的生長(zhǎng).

圖2為采用硫酸復(fù)鹽、熔鹽比為5∶1時(shí)，燒結(jié)不同的溫度，保溫4 h后得到的樣品的光學(xué)顯微分析圖.當(dāng)燒結(jié)溫度為1 000℃時(shí)，基本沒有得到α-Fe2O3，而是生成了大量的黑色顆粒Fe3O4，當(dāng)溫度為1 100℃時(shí)，生成了少量的片狀氧化鐵，黑色顆粒團(tuán)聚減少；當(dāng)燒結(jié)溫度為1 150℃時(shí)，基本均為片狀氧化鐵，而且具有較好的表面形貌，分布較均勻.繼續(xù)升高溫度時(shí)，樣品形貌改善不大且溫度過大時(shí)，反而使片的厚度過大，且表面平整性變差，而且會(huì)造成能源的浪費(fèi).因此樣品在燒結(jié)溫度為1 150℃時(shí)為宜.

具有這種規(guī)律的原因可由熔鹽燒結(jié)機(jī)理[13]來解釋.隨著燒結(jié)溫度的升高，液相的黏度降低，離子間距增大，相互作用力下降，促進(jìn)了顆粒重排和物質(zhì)質(zhì)量傳遞過程，加速燒結(jié)過程，利于晶體的生長(zhǎng).但當(dāng)溫度過高時(shí)，由于顆粒重排和傳質(zhì)速率過快，晶體生長(zhǎng)空間較大，易引起二次再結(jié)晶或間斷性晶粒長(zhǎng)大.同時(shí)，溫度升高會(huì)促進(jìn)晶粒的致密化，但晶粒致密度增大到一定程度后，晶粒的徑向生長(zhǎng)受到阻礙，而溫度的繼續(xù)升高就會(huì)促進(jìn)晶粒在c軸方向上的生長(zhǎng)，使片的厚度增加.

圖2 在R=5，保溫4 h下，不同的燒結(jié)溫度得到的樣品顯微圖Fig.2 CLSM when R=5，heat preservation=4 h，at different sintering temperatures

2.1.2 保溫時(shí)間對(duì)樣品形貌的影響

熔鹽法制備片狀氧化鐵工藝中，延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間一般會(huì)不同程度地利于粉體結(jié)晶，促使燒結(jié)完成.但在燒結(jié)后期，保溫時(shí)間過長(zhǎng)，有時(shí)會(huì)加劇二次再結(jié)晶作用[14]，反而不利于樣品晶粒的正常長(zhǎng)大，尤其是對(duì)片狀粉體的合成.本實(shí)驗(yàn)選取燒結(jié)溫度為1 150℃，熔鹽比為5∶1的條件下，圖3為5個(gè)不同的保溫時(shí)間下得到的樣品的光學(xué)顯微圖.

圖3 在T=1 150℃下，不同的保溫時(shí)間得到的樣品光學(xué)顯微圖Fig.3 CLSM at different heat preservation time when T=1 150℃

圖3 中可看出，當(dāng)保溫時(shí)間為1 h時(shí)，燒結(jié)時(shí)間過短，氧化鐵生長(zhǎng)基元來不及擇優(yōu)疊加生長(zhǎng)，制得的樣品中存在大量的黑色顆粒狀Fe3O4；當(dāng)保溫時(shí)間延長(zhǎng)時(shí)，粒徑增大，但當(dāng)保溫至4 h和5 h時(shí)，顆粒變得很不均勻，存在異常長(zhǎng)大的顆粒，且小粒徑顆粒較多；同時(shí)，保溫時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，片的厚度增加，表面平整性變差.

依據(jù)熔鹽化學(xué)理論[12]，隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，反應(yīng)進(jìn)行的越完全，也就越利于晶體的生長(zhǎng)和成形，使所得產(chǎn)品性能更穩(wěn)定.但是達(dá)到一定的界限，再延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間對(duì)改變晶體形貌意義不大，甚至?xí)胸?fù)面影響.當(dāng)燒結(jié)時(shí)間過短時(shí)，體系只達(dá)到了自由能損失最小的狀態(tài)，生長(zhǎng)基元來不及擇優(yōu)疊加生長(zhǎng).產(chǎn)物中有較多的黑色顆粒狀粉體附著在片狀粉體表面，說明氧化鐵晶粒的形成或生長(zhǎng)時(shí)間不足，反應(yīng)仍不充分，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到2 h以后，產(chǎn)品形貌基本上達(dá)到光滑平整.當(dāng)過多延長(zhǎng)保溫時(shí)間時(shí)，一方面會(huì)造成二次再結(jié)晶現(xiàn)象的產(chǎn)生；另一方面，粒徑徑向生長(zhǎng)到一定程度后，晶粒之間會(huì)相互接觸，阻礙其繼續(xù)長(zhǎng)大，從而促進(jìn)了晶粒在c軸方向的生長(zhǎng)[15]，使厚度增加.

2.2 熔鹽的選擇對(duì)樣品形貌的影響

2.2.1 熔鹽種類對(duì)樣品形貌的影響

在熔融處理過程中，熔鹽種類對(duì)粉體的形貌具有較大的影響，圖4為不同熔鹽體系在1 000℃下，燒結(jié)4 h得到的粉體在圖像分析儀中放大5倍時(shí)拍攝的光學(xué)顯微圖片.

圖4中可以看出在氯鹽體系中得到的樣品為黑色顆粒狀，沒有得到片狀氧化鐵.而在氯鹽與硫酸鹽的復(fù)鹽體系中可得到片狀氧化鐵，但由于溫度的限制，得到的片狀樣品粒徑較小，且存在少量的黑色顆粒Fe3O4.而且氯鹽體系于1 100℃，保溫4 h條件下燒結(jié)樣品時(shí)，坩堝中的原料幾乎完全揮發(fā)掉，沒有得到產(chǎn)物，而且對(duì)儀器設(shè)備也造成了一定的損害.

圖4 不同熔鹽種類所得樣品的顯微圖Fig.4 Morphology of samples from different types of molten salt

因此可看出，在氯化物、硫酸鹽、及氯化物與硫酸鹽的復(fù)合鹽等不同熔鹽中，氧化鐵生長(zhǎng)基元[16-18]的不同，使得所合成的粉體的晶體形貌產(chǎn)生較大差異.由于氯化物離子數(shù)比硫酸鹽的低，因此離子強(qiáng)度較低，傳質(zhì)速度比硫酸鹽的快而且較均勻，從而可使生長(zhǎng)基元能夠充分移動(dòng)，因此晶粒結(jié)合過程中可有一個(gè)短暫的時(shí)間來調(diào)整晶粒間取向，晶體可自由生長(zhǎng)，則較難形成片狀；在硫酸鹽中，由于硫酸根具有強(qiáng)離子作用，晶粒在結(jié)合過程中不能擇優(yōu)生長(zhǎng)，而是使由負(fù)離子配位多面體按一定方式聯(lián)結(jié)成的生長(zhǎng)基元能垂直于c軸定向生長(zhǎng)，同時(shí)硫酸鹽溶解度好，有利于晶體生長(zhǎng)成為片狀結(jié)構(gòu)，但可能粒徑分布不太均勻；而選擇氯化物與硫酸鹽混合的復(fù)合鹽，可能會(huì)克服兩者的不足，使得合成的樣品成片性能好且分布均勻.

2.2.2 不同的鈉鉀鹽比對(duì)樣品形貌的影響

圖5為K2SO4-Na2SO4助熔劑的二元相圖，當(dāng)助熔劑的配比Na2SO4∶K2SO4=3∶l（0.742∶0.258）時(shí)，在831℃有一個(gè)共同成分熔化點(diǎn).在此溫度下，K2SO4-Na2SO4發(fā)生共晶熔化形成一個(gè)熔液相，溫度遠(yuǎn)低于兩者的熔點(diǎn).因此，復(fù)合助熔劑一般具有較好的溶解能力，可減低反應(yīng)體系的溫度，使晶體成核與生長(zhǎng)的環(huán)境更加穩(wěn)定，得到的晶體形狀更規(guī)則.由于熔融狀態(tài)下，鈉鹽與鉀鹽在同一溫度下的黏度不同，并且鈉、鉀離子具有不同的性質(zhì)，因此不同的鈉鉀鹽比例對(duì)樣品影響較大.

圖5 K2SO4－Na2SO4相圖Fig.5 Phase diagram of K2SO4－Na2SO4

圖6 分別是在鈉：鉀鹽物質(zhì)的量比（下同）為（1∶0.5）、（1∶1）、（1∶1.25）、（1∶1.5）條件下燒結(jié)1 150℃、保溫3 h后得到的樣品顯微相貌.從圖6中可看出，當(dāng)Na＋∶K＋=1∶0.5與Na＋∶K＋=1∶1.25時(shí)，粉體顆粒粒徑分布較均勻，表面光滑平整；當(dāng)Na＋∶K＋=1∶1.5時(shí)，粉體成片大小分布不均勻，存在少量異常長(zhǎng)大的較大晶粒，較小晶粒表面較平整.因此，當(dāng)熔鹽中鈉：鉀鹽摩爾比例為1∶1.25時(shí)，效果較好.這是由于Na+的離子半徑比K+更小，對(duì)Fe3+的斥力和引力都相對(duì)更強(qiáng)，因此氧化鐵晶粒生長(zhǎng)時(shí)受到的阻力更大.因此，適當(dāng)增加鉀鹽比例可使片的尺寸顯著增大，當(dāng)鉀鹽比例過多時(shí)，可能會(huì)造成產(chǎn)品片的厚度增加，樣品效果不理想.

圖6 T=1 150℃，t=3 h下，不同的鈉鉀鹽比樣品顯微圖Fig.6.CLSM under different proportions with Na and K salt when T=1 150℃，t=3 h

2.3 添加劑及其用量對(duì)樣品形貌的影響

在熔鹽體系中，添加劑[19-22]能與燒結(jié)物形成固溶體，使晶格畸變而得到活化，故可降低燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間.α-Al2O3與α-Fe2O3具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，Al3+可以進(jìn)入α-Fe2O3的晶格，進(jìn)而取代Fe3+，影響α-Fe2O3生長(zhǎng)基元的結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定性，促進(jìn)氧化鐵的結(jié)晶.因此，對(duì)摻雜了Al3+的樣品進(jìn)行了掃描電鏡測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果如圖7所示.

圖7 摻雜1%Al3+樣品的SEM像Fig.7 SEM images of sample with 1%Al3+

圖7 為摻雜1%Al3+所得樣品的SEM圖片，圖7中顯示了所得樣品粒徑的分布均勻性、片的厚度（約在1～2 μm左右）和清晰的表面形貌，且絕大部分顆粒呈現(xiàn)片狀且表面較光滑，但也存在少量的成片和沒有成片的較小顆粒.這些小顆粒的存在，由于位于坩堝底部的原料與氧接觸不充分，沒有被充分氧化和分解為α-Fe2O3，另一方面可能是鹽的分布不均勻，保溫時(shí)間又不夠充分，沒有為它們提供較好的傳質(zhì)熔融環(huán)境.從圖7（b）中顯示有些顆粒表面不光滑，出現(xiàn)凹凸不平的臺(tái)階，這是在晶粒生長(zhǎng)的過程中，由于晶體在結(jié)構(gòu)上的各向異性，不同的晶體表面具有不同的表面能，這就造成了各晶面生長(zhǎng)速率的差異；但晶體的實(shí)際形態(tài)不僅受自身分子結(jié)構(gòu)的限制，還受其他多方面因素，如生長(zhǎng)條件和環(huán)境的影響.在熔鹽體系中，在樣品被燒結(jié)的過程中，其外界條件發(fā)生的微小變化，都可能會(huì)影響到晶體在各個(gè)面上的生長(zhǎng)速率，造成面上的凹凸不平.

圖8為在摻雜Al3+與不進(jìn)行摻雜的情況下所得樣品的XRD圖譜，兩譜中的峰位均與α-Fe2O3的標(biāo)準(zhǔn)峰位吻合，且通過物相檢索，除α-Fe2O3外沒有檢索出其他物相.但摻雜了Al3+的樣品樣（a）的譜圖中，在衍射角為晶面指數(shù)為（006）處（40°左右）出現(xiàn)峰的分裂，是由于摻雜進(jìn)入某些晶體的晶格當(dāng)中取代部分的Fe3+，而Al3+的離子半徑較Fe3+的小，使得該點(diǎn)位的晶面間距減小，根據(jù)布拉格方程，相對(duì)應(yīng)的衍射角增大，即對(duì)應(yīng)的XRD圖譜峰值右移，而由于參入量摻雜量的限制，只有部分的晶粒被摻雜進(jìn)去，所以出現(xiàn)在該點(diǎn)位的峰的分裂變寬.對(duì)圖譜擬合后，樣（a）的晶胞參數(shù)相對(duì)于未進(jìn)行摻雜的樣品樣（b）晶胞參數(shù)，在a軸方向上產(chǎn)生縮小，而在c軸方向上拉伸了，晶胞體積V減小.其中兩樣品的晶胞參數(shù)分別為（樣a，a=5.00 128、c=13.741 0（7）、V=297.66A°3；樣b，a=5.022 62、c=13.704 53、V=299.41A°3）.在a軸上的縮小也說明了Al3+進(jìn)入α-Fe2O3的晶格，取代了部分的Fe3+，使得該軸上的參數(shù)變小，晶胞體積相應(yīng)減小.而少部分Al3+進(jìn)入晶格中的間隙位置，使得鍵角和鍵長(zhǎng)發(fā)生變化，引起晶胞在c軸方向上的輕微拉伸.

圖8 摻雜Al3+與未摻雜樣品的XRD圖譜Fig.8 XRD patterns of samples with Al3+and without Al3+

添加劑用量的不同，Al3+取代Fe3+的程度就不同，對(duì)晶體的形貌會(huì)造成一定的影響.在一定的范圍內(nèi)，隨Al3+量的增大，樣品的粒徑應(yīng)逐漸較小，片變薄，均勻性提高.當(dāng)Al2O3量過少時(shí)，Al3+取代Fe3+的程度較少，可能會(huì)使部分片狀樣品的粒徑較大，而被Al3+取代的晶粒粒徑較小，且厚度較薄，粒徑分布不太均勻.當(dāng)Al3+量過多時(shí)，可能會(huì)造成樣品粒徑過小，片較薄.圖9為T=1 150℃，保溫4 h條件下，分別加入1%、2%、3%和4%的Al3+得到的樣品的顯微形貌圖.

由圖9中可看出4組樣品的結(jié)晶形貌均較好，表面較平整光滑.隨添加劑用量的增加，樣品的片的大小均勻性變好，且在珠光顏料中的應(yīng)用片的大小較適中，顏色逐漸較鮮艷.而由于添加劑用量的增加會(huì)使片減小，因此，添加劑用量不宜過多，以4%為宜，這主要?dú)w因于Al3+取代Fe3+的程度的不同.

圖9 在T=1 150℃，保溫4 h下，添加劑用量對(duì)樣品形貌的影響Fig.9 Influence of dosage of additives on CLSM when T=1 150℃and t=4 h

3 結(jié) 論

1）隨熔鹽處理溫度和保溫時(shí)間的升高與增加，氧化鐵的成片表面的光滑度逐漸變好，當(dāng)溫度過高或保溫時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，樣品成片過大，反而不利于其在珠光顏料中的應(yīng)用.

2）不同熔鹽中，由于硫酸根具有強(qiáng)離子作用，晶粒在結(jié)合過程中就不能擇優(yōu)生長(zhǎng)，而是使由負(fù)離子配位多面體按一定方式聯(lián)結(jié)成的生長(zhǎng)基元，能垂直于c軸定向生長(zhǎng)，同時(shí)硫酸鹽具有較高的溶解能力，因此利于晶體生長(zhǎng)成為片狀結(jié)構(gòu).

3）K+對(duì)Fe3+的斥力和引力都相對(duì)更強(qiáng)，適當(dāng)增加鉀鹽比例可使粒徑顯著增加，當(dāng)鉀鹽比例過多時(shí)，會(huì)造成產(chǎn)品片的厚度增加，樣品效果不理想.

4）Al3+的加入可改變晶胞參數(shù)、改善樣品的表面形貌、使表面光滑，利于成片，且在一定范圍內(nèi)，隨著Al3+加入的增加，合成樣品的成片逐漸變小，顏色鮮艷，因此不宜加入過多.

[1]王曉霞.熔鹽法合成片狀氧化鐵粉體的研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2006.

[2]王莉瑋，袁占輝，林棋.新型片狀氧化鐵的合成以及在珠光顏料中的應(yīng)用[J].閩江學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（2）：113-118.

[3]Teruaki D，Daisuke N，Yoshihiro K，et al.Crystal structure of β－Fe2O3and topotactic phase transformation to α-Fe2O3[J].Crystal Growth Design，2013，13：770－774.

[4]George W，Par S.Catalysis in molten salt media[J].Journal of the American Chemical Society，1972，12（3）：8716-8723

[5]Petr B，Jaroslav K，Petr B K，et al.α-Fe2O3versus β-Fe2O3：controlling the phase of the transformation product of γ-Fe2O3in the Fe2O3/SiO2system[J].Crystal Growth Design，2014，14：1039－1046.

[6]Ross M，Russell F H，Sina S Y，et al.Photoinduced super paramagnetism in nanostructured α-Fe2O3[J].The Journal of Chemistry Letters，2010（1）：2488-2492.

[7]袁晰，葉紅齊，劉輝.片狀α-Fe2O3的制備及其生長(zhǎng)機(jī)理[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（5）：1718-1723.

[8]施爾畏，陳之戰(zhàn)，元如林，等.水熱結(jié)晶學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[9]孫桂賢，李云華，葛琦，等.金云母-氧化鐵珠光顏料的制備及性能研究[J].非金屬礦，2012（3）：52-54.

[10]Zhu X，Zhu Y，Murali S，et al.Nanostructured reduced graphene oxide/Fe2O3composite as a high-performance anode material for lithium ion batteries[J].Journal of the American Chemical Society，2011，5（4）：3333-3338.

[11]Weng C C，Chen C D，Ting C H，et al.Using a solution crystal growth method to grow arrays of aligned，individually distinct，single-crystalline TiO2nanoneedles within nanocavities[J].Chem. Mater，2005，17：3328-3330.

[12]Benson R S，Joseprho S.Molten salt thermocells[J]Journal of the American Chemical Society，1959（6）：419-422.

[13]龍翔，陳雯，葉紅齊.熔鹽法制備珠光顏料用片狀氧化鋁[J].粉末冶金材料科學(xué)與工程，2011（1）：73-79.

[14]Kimura T.Molten salt synthesis of ceramic powders[M].Shanghai：INTECH Open Access Publisher，2011.

[15]Mann A K P，F(xiàn)u J，Desantis C J，et al.Spatial and temporal confinement of salt fluxes for the shape-controlled synthesis of Fe2O3nanocrystals[J].Chemistry of Materials，2013，25（9）：1549-1555.

[16]王玉香.新型稀土變色珠光顏料的研究[D].贛州：江西理工大學(xué)，2009.

[17]Sakthivel R，Vasumathi N，Sahu D，et al.Synthesis of magnetite powder from iron ore tailings[J].Powder Technology，2010，201（2）：187-190.

[18]李功軍，李振民，劉躍進(jìn).云母氧化鐵珠光顏料的研究[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，14（2）：70-73.

[19]Xuan W，Whitty K J，Guan Q，et al.Influence of Fe2O3and atmosphere on crystallization characteristics of synthetic coal slags[J].Energy and Fuels，2015，29（1）：405-412.

[20]曹付玲，吳育飛，劉輝，等.摻鋁鐵餅狀α-Fe2O3微粒的制備及性能[J].化學(xué)學(xué)報(bào)，2008，66（12）：1405-1410.

[21]劉瑞輝，張存滿，馬建新.具有良好熱穩(wěn)定性的A12O3改性Fe2O3基金催化劑[J].物理化學(xué)學(xué)報(bào)，2009，25（l）：2261-2269.

[22]朱驥良，吳申年.顏料工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：13-15.

Synthesis and characterization of mica iron oxide

FAN Fengsong，ZHANG Qian
（School of Material Science and Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000，China）

The sheet α-Fe2O3powder was synthesized by molten salt method.The changes with endothermic, heat and mass loss of the sample during the heating process were analyzed by TG-DTA curve.The effects of these variables on the forming properties and morphology of α-Fe2O3sample were studied.The results show that,under the same conditions the choice of sulfuric acid complex molten salt(Na2SO4+K2SO4)with 1∶1.25 of sodium potassium ratio is favorable to synthesis for samples.The sample form sheet is better after sintering at 1 150℃ for 3 h.The right amount of additives Al3+can change the crystal structure and improve the crystallization.While adding 4%Al3+,the synthetic samples have moderate and uniformity flake size and bright color of the crystal particle.

molten salt method;α-Fe2O3;crystal structure;power morphology;synthesys;characterization

TF111.52；TG141

A

1674-9669（2015）05-0057-06

10.13264/j.cnki.ysjskx.2015.05.011

2015－03－09

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（50562001）

范鳳松（1989- ），女，碩士研究生，主要從事鋰離子電池材料方面的研究，E-mail：1031805808@qq.com

張騫（1980- ），男，副教授，主要從事新型無機(jī)非金屬材料方面的研究，E-mail：zhangqian@jxust.edu.cn.