TiB2/C复合材料阴极在电解过程中的膨胀和对钠的渗透性研究

在实验室电解槽上研究了TiB2/C复合材料阴极在铝电解过程中的膨胀率,结果表明,TiB2/C阴极在电解过程中膨胀率随TiB2/C中TiB2含量的增加而减小,钠在TiB2/C阴极中与在炭质阴极中具有相同的渗透规律.在TiB2/C阴极中既存在着钠通过孔隙向TiB2/C渗透,同时也存在着钠通过存在于TiB2/C阴极中炭素晶格向TiB2/C中渗透.与此同时,钠与存在于TiB2/C中的炭生成晶间化合物,使炭素晶格膨胀.     

TiB_2晶须的自蔓延高温合成及其生长机理

以Mg、B2O3、TiO2为原料,Cu2O为添加剂,采用自蔓延高温合成法制备TiB2粉体。研究添加剂Cu2O含量对TiB2晶体形态的影响,讨论TiB2晶须的生长机理。采用XRD、SEM分析合成产物的物相组成及微观形貌。结果表明:加入4%的Cu2O可生成大量高长径比的TiB2晶须,TiB2晶须的生长机制属于气-液-固(V-L-S)机制;首先Cu2O在高温下分解生成O2和Cu,O2向外喷射时形成的孔道为TiB2晶须的生长提供空间条件,自蔓延反应产生的高温为其提供能量条件,熔融态的Cu作为催化剂,与Ti形成以反应生成的TiB2为衬底的合金液滴,然后通过不断吸收Ti原子和B原子,使TiB2形核并定向生长,最终形成TiB2晶须。     

金属钛表面Na2B4O7-Al熔盐渗硼

分别以熔融Na2B4O7和Na2B4O7+Al为渗硼剂,在钛金属表面渗硼,以期获得含TiB2和TiB双层结构的硼化层。通过X射线衍射(XRD)分析涂层表面的物相结构。结果表明,单独以Na2B4O7作为渗硼剂时基体表面没有生成硼化物,主要生成Na2Ti4O8。在Na2B4O7中添加10%Al(质量分数)后,钛表面有明显的TiB2和TiB生成。温度升高有利于TiB2的生成,但会抑制TiB的生成。热力学分析表明,与单独用Na2B4O7做渗硼剂相比,以Na2B4O7+Al为渗硼剂时生成活性B原子的反应趋势较大,因而活性B原子的浓度较高。动力学分析表明,低温时由于B原子在TiB相中的扩散速度大于其在TiB2相和Ti相中的扩散速度,因而有TiB和TiB2生成。高温时由于B原子在Ti相中的扩散速度大于其在TiB相中的扩散速度,因而主要生成TiB2。     

原位合成TiB增强钛基复合材料的微观组织研究

在热力学计算纯钛粉与TiB2颗粒生成TiB条件的基础上，采用原位反应粉末冶金技术制备了TiB／Ti复合材料。试验结果表明，采用计算的反应条件可以实现纯钛粉与TiB2颗粒完全反应，反应生成物TiB呈晶须状，TiB晶须在基体中均匀分布，并与基体之间界面平整、干净。     

原位反应制备Ag/TiB2复合材料

在Ti和B粉末原位反应生成TiB2条件热力学分析的基础上,采用机械合金化和粉末冶金原位合成工艺制备Ag/TiB2复合材料.采用Ag粉,Ti粉和B粉作为材料,按照Ti和B摩尔比1∶2占复合材料质量分数分别为0.5％,1.0％,3.0％和5.0％ TiB2进行配料,混合后在自制高能球磨机上球磨60h,转速为150 r·min-1,球料比为60∶1.球磨后的粉末在压力机上用模具冷压成型φ21 mm ×5 mm的块状试样,压力600 MPa,保压30 s.最后将混合粉末的压制体在900℃保温4h热压炉中进行原位反应,并通入Ar气作为保护气氛,制备了不同TiB2含量的新型Ag/TiB2复合材料,系统研究了TiB2含量对AgTiB2触头复合材料组织和性能的影响.通过X-ray衍射仪,扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征分析了Ag/TiB2复合材料的相组成及显微组织,并采用维式硬度计和涡流电导仪对硬度和导电率进行了测试.研究结果表明,采用机械合金化球磨和原位反应粉末冶金技术制备Ag/TiB2复合材料是可行的.随着TiB2含量的增加,Ag/TiB2复合材料出现明显的TiB2团聚现象,且Ag/TiB2复合材料的硬度呈现先增大后减小的趋势,在硬度值为3％时,达到最大硬度值87.1 HV,但Ag/TiB2复合材料电导率随着TiB2含量的增加逐渐下降.     

铝电解用TiB2基惰性阴极材料的研究与应用

TiB2能被熔融金属铝良好润湿，具有高熔点、高硬度，良好的导电、导热性能以及优异的耐磨性能，抵挡熔融金属铝和冰晶石熔盐的腐蚀与渗透，是铝电解首选的情性阴极材料。本文介绍了国内外在TiB2涂层、TiB2陶瓷及其复合材料、TiB2／C复合材料领域的重要研究和最新应用，指出了铝电解用TiB2基情性阴极材料的研究方向和应用前景。     

添加剂镍对原位合成TiB2-TiC复相陶瓷材料性能的影响

用TiH2，Ni和B4C作为原料，采用热等静压法制备了TiB2-TiC复相陶瓷材料，此方法工艺简单。成本较低。XRD研究表明在样品中只存在TiB2和TiC两相；TEM研究结果表明TiB2晶粒为规则的多边形和板条状，添加剂Ni位于TiB2/TiC交界处；显微硬度、断裂韧性和SEM断口形貌的研究结果表明添加剂Ni显著提高了TiB2-TiC复相陶瓷材料的综合性能。     

真空碳热还原法制备高纯TiB2粉末

在对碳热还原反应TiO2＋B2O3＋5C→TiB2＋5CO↑进行热力学计算的基础上，采用真空碳热还原TiO2和B2O3的方法，制备出了纯度达99．34％的TiB2粉末。研究结果表明：采用真空碳热还原法制取TiB2粉末可降低实际反应温度200℃左右；真空环境是保证获得高纯TiB2粉末的重要条件IC还原剂的适当过量能显著提高产物TiB2的纯度。     

惰性可湿润性TiB2阴极材料在铝电解槽中的应用

TiB2具有熔点高,导电性好,能被金属铝液良好润湿,且能抗拒电解质和金属铝液的腐蚀与渗透,是铝电解首选的惰性阴极材料。介绍了TiB2涂层阴极、TiB2复合阴极以及TiB2陶瓷阴极材料的研究现状和惰性阴极材料在工业铝电解槽上的应用情况。     

稀土和镁对TiB2/A356复合材料微观组织的影响

采用混合盐反应法原位合成TiB2/A356复合材料,研究了Mg和RE元素对复合材料的微观组织的影响,并探讨了其作用机理.结果表明,在5％ TiB2/A356复合材料中加入1.5％ Mg时,TiB2颗粒尺寸得到细化且分布均匀.当Mg含量达到3％时,其对TiB2细化作用减弱.在联合添加Mg和RE元素时,能够进一步细化样品中的TiB2颗粒、α-Al和共晶Si相,且能使TiB2颗粒分布更加均匀.随着RE含量的增加细化效果更加明显.     

烧结温度对制备多孔TiB_2-TiC复相陶瓷性能的影响

为了获得孔隙度为(30±5)%TiB2-TiC复相陶瓷,采用反应烧结法,在不同温度下进行真空烧结制备出多孔TiB2-TiC复相陶瓷.主要研究了烧结温度对样品的密度、透气性和力学性能的影响,并对反应过程中样品的相组成进行了分析.试验结果表明:反应过程于1 000℃开始,于1 300℃结束;反应过程中存在TiB、Ti3B4中间相,反应完成后最终产物只有TiB2和TiC两相.随着烧结温度的升高,样品的密度和抗弯强度均是逐渐增大的,最大孔径和相对透气系数则是逐步降低的.于1 700℃烧结制备出的复相陶瓷的密度为3.2g/cm3、开孔隙度为29.5%、抗弯强度达到了120MPa,达到了预期目标.     

铝电解阴极用TiB2涂层的研究现状

简要介绍了我国铝电解工业的发展现状,指出了我国预焙铝电解槽寿命短的弊端;并分析了电解槽早期破损的原因和采用TiB2阴极涂层技术提高电解槽寿命的机理;叙述了新一代常温固化TiB2阴极涂层的特点,并强调应用新一代常温固化TiB2阴极涂层技术,提高电解槽寿命,是符合我国国情且行之有效的措施。     

铝电解槽TiB_2涂层阴极技术应用概况

本文介绍和分析了现行铝电解TiB_2涂层阴极技术的节能效果及其对槽寿命的影响,讨论了在铝电解槽上应用TiB_2涂层阴极技术的前景。     

原位反应合成技术在ZL201铸造铝合金中的应用

利用原位反应合成技术,以工业纯铝、氟钛酸钾和氟硼酸钾为原料制备了Al-Ti-B中问合金,结果表明,Al-Ti-B合金中AlB_2和Al_3Ti颗粒细小且弥散分布,对铝及铝合金具有显著的晶粒细化效果,并且能大幅度提高殂ZL201铸造铝合金的铸造性能和力学性能。     

真空合成TiB_2工艺研究

本文就TiB_2的真空合成工艺进行初步探讨。采用XRD分析技术对在不同温度下的试样进行相结构组成分析;由气相色谱法测定粉末的C和O_2等杂质;通过电子探针对粉末进行扫描形貌(SEM)观察。实验表明:原料配碳(C_m)和合成温度(T)是影响粉末质量的关键因素。     

铝电解中诸类导体的导电机理

在铝电解槽中存在着几类导体，它们的导电机理各不相同。电子是由阴极导入，经过电解质，最终由阳极导出，同时分别发生阳极反应和阴极反应，产生阳极产物CO2(气体)和阴极产品AL(液体)。新开发的惰性电极材料多数可能是电子导体。因为导电机理与铝电解节能有直接关系，所以值得研究。     

激光烧结法制备原位增强型多孔镍基复合材料

对自熔性镍基合金和TiH_2的混合粉末进行了激光烧结实验,并采用XRD、SEM、EDX等分析手段对烧结试样的微观组织结构进行了表征,对试样中的孔结构及析出相的成形机制进行了初步探讨.结果表明,烧结后试样中存在原位增强相TiC、TiB_2和孔结构;大量微米级尺寸的圆孔以及呈放射状或针叶状的高温强化相CrB均匀分布于基体中.     

C—SjC—TiC—TiB_2复合材料的原位合成及热压烧结

以熟焦、炭纤维、B_4C、SiC、Si、TiO_2和TiC为原料、采用原位合成及热压技术研究了不同TiO_2和TiC含量对多组分碳/陶复合材料的组成、结构和性能的影响。在烧结过程中TiO_2或TiC与B_4C反应原位生成TiB_2,Si和TiO_2分别与C反应生成SiC和TiC,这些陶瓷相的生成对提高碳/陶复合材料的力学性能有显著作用。加入TiO_2比TiC能使碳/陶复合材料在较低的温度下实现致密化烧结,获得了抗弯强度达430 MPa的碳/陶复合材料。