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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.10 No.7 pp.1086-1091
DOI :

RESEARCH PAPERS : Synthesis and Phase Relations of Potassium-Beta-Aluminas in the Ternary System K2O-MgO-Al2O3

Choul Hwan Ham

Abstract

K+-β/β" -Al2O3in the temary system K2O-MgO-Al2O3was directly synthesized by solid state reaction. The phase formation and phase relation were carefully investigated in relation to starting composition, calcining temperature and time, and dispersion medium. The optimal synthetic condition was also examined for the formation of β"-Al2O3phase with a maximum fraction. As a composition range,the mole ratio of K2O to Al2O3was changed from 1:5 to 1:62 and the amount of MgO used as a stabilizer was varied from 4.2 wt % to 6.3 wt %. The calcining temperature was selected between 1000℃ and 1500℃. At 1000℃, the β/β"-Al2O3phases began to form resulted from the combining of -Al2O3and KAlO2and increased with temperature rising. All of α-Al2O3phase disappeared to be homogenized to the β/β"-Al2O3phase at 1200℃. Near the temperature at 1300℃, the fraction of β"-Al2O3phase showed a maximum value with the composition of K1.67Mg0.67Al10.33O17. At temperatures above 1300, the fraction of -Al2O3phase decreased gradually owing to K2O loss caused by a high potassium vapor pressure, and the appropriate calcining time was about 5 hours. Acetone was more effective than distilled water as a dispersion medium for milling and mixing.

연구논문 : K2O-MgO-Al2O3 3성분계에서 K+-β/β"-Al2O3 의 합성 및 상관계

함철환,임성기

초록

K2O-MgO-Al2O3의 3성분계로부터 K+-β/β"Al2O3를 직접 고상반응법에 의하여 합성하였다. 합성시 초기조성, 합성온도, 합성시간 및 분쇄매체가 β/β"-Al2O3상형성 및 상관계에 미치는 영향에 대하여 분석하였으며 최대 분율의 β"-Al2O3상형성을 위한 최적 합성조건을 연구하였다. 조성범위로서 K2O와 Al2O3상형성의 몰비를 1: 5에서 1:6.2로, 안정화제로 사용된 MgO는 4.2 wt % 에서 6.3 wt % 사이에서 변화시켰으며 합성온도는 1000oC에서 1500oC까지 취하였다. β/β"-Al2O3상은 α-Al2O3와 KAlO2가 결합하는 1000oC 부근에서 형성되기 시작하여 점차 증가하다가 1200 C 부근에서 -Al2O3가 모두사라지면서 균일화되었다. β"-Al2O3상분율은 K1.67Mg0.67Al10.33O17의 조성과 함께 1300oC 부근에서 최대값을 보였다. 1300oC 이상의 합성 온도에서는 높은 potassium의 증기압에 따른 K2O의 손실에 의하여 β"-Al2O3상분율이 감소하였으며 합성시간은 5시간 정도가 적당하였다. 분쇄 및 혼합을 위한 분산매체로는 증류수보다는 아세톤의 효과가 뛰어났다.

Figure

Table