Abstract Lanthanum hexaaluminates (LHAs) substituted with divalent metals (Mg, Zn) were successfully prepared by the reverse microemulsion (RM) method and high-temperature treatment. Phase composition, microstructure, porosity characteristics, and their thermal evolution were investigated using X-ray diffractometry, scanning electron microscopy, N2 isothermal sorption and thermogravimetry-differential scanning calorimetry, respectively. The thermal stability of substituted hexaaluminates was also evaluated in both dry and moisture atmosphere at 1200-1600 °C. Experimental results showed that the RM method promoted the formation of pure and well crystallized magnetoplumbite hexaaluminates with high specific surface areas at temperatures 1100-1200 °C. For both obtained hexaaluminates, their phase composition and nanometer-sized crystallites were retained at temperature as high as 1600 °C in dry air. However, LaMgAl11O19 presented severe deterioration in flowing water vapor at 1300 °C including about 50% weight loss and the remarkable crystalline structure change, whereas the substitution of Zn enabled the LaZnAl11O19 to possess superior moisture resistance. According to the partial charge model of cations in aqueous media, a “hydrolysis-corrosion” mechanism was proposed to describe the degradation of hexaaluminates in high-temperature water vapor. It was revealed that the high-temperature moisture resistance of substituted LHAs was inversely proportional to the hydrolysis tendency of substituted metal cations.

中文翻译：

---

反相微乳液制备的二价金属取代六铝酸镧的耐热耐湿性能

摘要 采用反微乳液法和高温处理成功制备了二价金属（Mg、Zn）取代的六铝酸镧（LHAs）。分别使用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、N2 等温吸附和热重-差示扫描量热法研究了相组成、微观结构、孔隙率特征及其热演化。取代的六铝酸盐的热稳定性也在 1200-1600 °C 的干燥和潮湿气氛中进行了评估。实验结果表明，RM 方法在 1100-1200°C 的温度下促进了具有高比表面积的纯净和结晶良好的磁铅石六铝酸盐的形成。对于得到的两种六铝酸盐，它们的相组成和纳米尺寸的微晶在干燥空气中保持在高达 1600°C 的温度下。然而，LaMgAl11O19 在 1300 °C 时在流动的水蒸气中表现出严重的劣化，包括约 50% 的重量损失和显着的晶体结构变化，而 Zn 的取代使 LaZnAl11O19 具有优异的耐湿性。根据水介质中阳离子的部分电荷模型，提出了一种“水解-腐蚀”机制来描述高温水蒸气中六铝酸盐的降解。结果表明，取代的 LHA 的高温耐湿性与取代金属阳离子的水解趋势成反比。LaMgAl11O19 在 1300 °C 时在流动水蒸气中表现出严重劣化，包括约 50% 的重量损失和显着的晶体结构变化，而 Zn 的取代使 LaZnAl11O19 具有优异的防潮性。根据水介质中阳离子的部分电荷模型，提出了一种“水解-腐蚀”机制来描述高温水蒸气中六铝酸盐的降解。结果表明，取代的 LHA 的高温耐湿性与取代金属阳离子的水解趋势成反比。LaMgAl11O19 在 1300 °C 时在流动水蒸气中表现出严重劣化，包括约 50% 的重量损失和显着的晶体结构变化，而 Zn 的取代使 LaZnAl11O19 具有优异的防潮性。根据水介质中阳离子的部分电荷模型，提出了一种“水解-腐蚀”机制来描述高温水蒸气中六铝酸盐的降解。结果表明，取代的 LHA 的高温耐湿性与取代金属阳离子的水解趋势成反比。根据水介质中阳离子的部分电荷模型，提出了一种“水解-腐蚀”机制来描述高温水蒸气中六铝酸盐的降解。结果表明，取代的 LHA 的高温耐湿性与取代金属阳离子的水解趋势成反比。根据水介质中阳离子的部分电荷模型，提出了一种“水解-腐蚀”机制来描述高温水蒸气中六铝酸盐的降解。结果表明，取代的 LHA 的高温耐湿性与取代金属阳离子的水解趋势成反比。