TiN/Si_3N_4复相导电陶瓷的制备及其性能

以铁尾矿为主要原料经碳热还原氮化制成的Si3N4粉和高钛渣作为原料,常压烧结制备了TiN/Si3N4复相导电陶瓷。利用XRD对其相组成进行了表征,研究了初始原料中TiO2加入量对材料致密度、力学性能和导电性能的影响。结果表明,烧结产物主要由Si3N4和TiN组成,随初始原料中TiO2加入量的增加,烧结产物中TiN相含量增加;初始原料中TiO2加入量为25%(质量分数)时烧结试样的体积密度为3.32g/cm3,硬度为8.97GPa,抗弯强度为79MPa。最少需加入20%左右的TiO2,材料中的TiN才能形成导电网络,此时材料的电阻率为4.25×10-2Ω.cm。     

添加剂对高铝中钛型高炉渣黏度及熔化性温度的影响

采用RTW熔体物性测定仪研究了高铝中钛型高炉渣的黏度和熔化性温度,得到了不同添加剂成分对黏度和熔化性温度的影响规律。研究结果表明:在高铝中钛高炉渣中分别加入一定比例的CaF2、MnO、MgO、Li2O,均有利于炉渣黏度和熔化性温度的降低。综合考虑炉渣的流动性和添加剂的成本,比较适宜的添加剂为CaF2和MnO;各添加剂适宜的添加范围分别为:CaF2质量分数为0.5%~1.5%,MnO质量分数为2%~5%,MgO质量分数为1%~3%,Li2O质量分数为1%~2%。     

高炉块状带炉料吸附锌的特点

利用ZnO在石墨坩埚中的还原反应(ZnO+C=Zn+ CO)产生金属锌蒸气,模拟高炉块状带烧结矿、球团矿和焦炭吸附锌蒸气和再氧化过程.研究得到:金属锌蒸气在烧结矿表面吸附和再氧化的速度随着温度的升高而提高,表面吸附和再氧化的速度在800℃左右达到最大值;随着烧结矿、球团矿和焦炭粒度的增大,锌蒸气吸附反应的界面积降低,烧结矿、球团矿和焦炭中的ZnO含量降低,锌蒸气通过炉顶煤气排出的比例增加.     

HCl气体在烧结矿表面的吸附机理及特性

基于密度泛函理论,对HCl气体在烧结矿表面的吸附机理进行模拟计算,并且通过实验研究了不同反应温度、烧结矿粒度和HCl气体流量条件下烧结矿表面吸附HCl气体的特性规律.结果表明:HCl在α-Fe₂O₃(001)表面的最大吸附能为-175.91 k J·mol-1,为化学吸附.Cl原子与基底表面的Fe原子发生反应结合成Cl-Fe键.吸附后Fe-O键长变短,Fe-O键能增加,结构更紧密.Cl原子与Fe原子结合成键后,削弱Cl原子与H原子的结合.温度对烧结矿吸附氯元素量的影响较大,随着温度升高,氯元素吸附量逐渐增多;随着烧结矿粒度增大,氯元素吸附量逐渐减少;随着HCl气体流量的增加,氯元素吸附量迅速增加.      

高TiO2、Al2O3炉渣脱硫能力的试验研究

根据承钢目前高炉的冶炼条件,以现场渣为基准,研究了高TiO2、Al2O3炉渣脱硫能力以及影响脱硫能力的各种因素.结果表明,在承钢炉渣高TiO2、Al2O3条件下,有利于脱硫的炉渣成分为:二元碱度约为1.16,MgO的质量分数约为13%,Al2O3的质量分数控制在12%～13%,同时应尽量降低渣中的TiO2含量.     

利用铁尾矿制备SiC-Y3Al5O12复相陶瓷

以铁尾矿合成的SiC粉为原料,Y2O3和Al2O3为烧结助剂,常压烧结制备SiC-Y3Al5O12(YAG)复相陶瓷.通过X射线衍射及扫描电镜等测定材料的相组成和显微结构,并分析烧结物的致密化过程,研究其结构和力学性能.结果表明:制备材料适宜的烧结温度为1 800-1 850℃.烧成产物主要物相为SiC,其余为YAG和少量FexSiy随烧结温度的升高,Y2O3和Al2O3生成的YAG相逐渐增加且稳定存在.细小的YAG颗粒弥散在基体周围,并逐渐增多聚集把短柱状SiC晶粒粘结在一起起到促进烧结的作用.随烧结温度的升高,材料的显气孔率降低,而体积密度、硬度和抗压强度均增加.     

工艺因素对碳热还原法合成SiC的影响

介绍了碳热还原法合成SiC的反应机理,综述了影响碳热还原法合成SiC的工艺因素,分析并比较了反应温度、碳源及配C量、原料组成和粒度、Ar流量和CO分压以及添加剂等因素对反应速率、产率及相组成的影响.     

B4C／Al复合材料的研究进展及展望

综述了国内外B4C／Al复合材料的制备过程、反应产物、结构及主要性能。指出RC／Al复合材料的主要反应产物为BC、Al、Al4BC（Al3BC）、AlB24C4、AlB2、Al3B48C2及Al4C3，并讨论了B4C／Al复合材料界面反应产物对材料性能的影响和解决途径。同时指出B4C／Al梯度复合材料必将成为研究的发展方向。     

硼及其硼化物的应用现状与研究进展

硼及其硼化物在现代工业中有着广阔的应用前景.分析了我国硼矿资源的分布和特点,着重阐述了硼及其硼化合物综合利用的途径及现状,总结了硼及其硼化合物在冶金工业、陶瓷工业、永磁材料、超导材料、晶须材料、稀土材料等领域的应用情况,并对今后的发展趋势进行了探讨.     

N2-CO-CO2-H2O气氛下K(g)对焦炭高温气化反应动力学的影响

为了掌握高温区碱金属对焦炭气化过程的影响,在N₂-CO-CO₂-H₂O和N₂-CO-CO₂-H₂O-K_(g)气氛下,利用热失重法分别研究了焦炭在1 413~1 773 K的气化反应特征。结果显示,K_(g)对焦炭的气化反应具有较强的正催化作用,可以显著提高有效内扩散系数(D_e)和界面反应速率常数(k₊),降低内扩散活化能与界面反应活化能,且K_(g)对内扩散的影响程度高于对界面反应的影响。随着反应率的增加,内扩散阻力(η_i)和界面反应阻力(η_C)均逐渐增加,K_(g)可以促进η_i和η_C降低。在N₂-CO-CO₂-H₂O气氛、1 413 K时,气化反应的限制性环节逐渐由界面反应转为内扩散;而在1 473、1 573、1 673和1 773 K时其限制性环节始终为界面反应。在N₂-CO-CO₂-H₂O-K_(g)气氛下,气化反应的限制性环节始终为界面反应。