电解TiO2中间相的形成与溢出气体间的关系

熔盐电解TiO₂制备金属钛的过程中,钙钛矿是不可避免的中间相,这已得到国内外研究者的公认。本研究借助间断性实验,主要研究了熔盐电解TiO₂制备金属钛过程中,钙钛矿的形成与TiO₂脱氧及阳极产生气体间的关系。研究结果表明,CaCl₂熔盐中电解TiO₂制备金属钛的过程,按其脱氧进程可分为三个主要阶段。第一阶段为 TiO₂脱氧生成钛的低价氧化物,同时O_2-、熔盐Ca₂₊和未脱氧的TiO₂形成CaTiO₃。第二阶段为CaTiO₃脱氧、脱钙及钛低价氧化物继续脱氧为Ti₂O。第三阶段为Ti₂O进一步脱氧为Ti(2% O)。TiO₂脱氧量、熔盐消耗量及形成CaTiO₃量之间的摩尔比为1:1:1, 且钙钛矿形成阶段阳极只有Cl₂放出,钙钛矿形成结束后阳极放出CO₂、CO气体,无Cl₂放出。若以电解TiO₂到含2%氧的Ti[O]所消耗的时间记为100%的话,那么钙钛矿脱氧、脱钙过程约占总时间的38.9%,而钙钛矿形成的时间只占5.6%,其余时间为钛低价氧化物的脱氧过程。因此钙钛矿的形成是该工艺电流效率低的主要原因之一,钛低价氧化物深脱氧速率低是该工艺的主要限制性环节。     

熔盐电解钛精矿制备钛铁合金的脱氧历程

以攀枝花地区的钛精矿为原料通过CaCl2熔盐电解工艺直接制备FeTi合金。主要通过不同时间间断实验对电解过程进行跟踪,结果表明以钛精矿为原料电解制备FeTi合金的过程中首先得到金属铁和钙钛矿,然后是钙钛矿电解得到钛的低价氧化物,最后是钛的低价氧化物电解得到钛和形成FeTi合金,通过阴极失重实验验证了分段反应的结论。最后对钙钛矿的形成机理进行了实验研究,得到CaTiO3形成有两个途径：（1）熔盐参与反应,并且是主要成因;（2）熔盐CaCl2水解得到CaTiO3。     

微波辅助条件下单分散球形TiO2的制备

以微波作为热源,在正丙醇与水的混合溶剂体系中水解制备粒径分布窄、分散性好的球形TiO2.主要对前驱物浓度、微波功率、微波加热方式及溶液的pH值等对制备颗粒的影响作用进行实验研究,结果表明在正丙醇与水体积比为1:1的条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂、在较短的微波加热时间内可制得粒径分布窄、分散性好的高质量球形TiO2颗粒;颗粒粒度大小及粒径分布受微波加热方式、前驱物浓度及pH值的影响较大,而微波加热功率相对其他因素来说影响较小.     

CoCrFeNi高熵合金在金属氧化物熔盐电脱氧中的形成过程

在1173 K下将金属氧化物在CaCl₂熔盐中进行电脱氧,制备了CoCrFeNi高熵合金。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量色散X射线能谱（EDS）研究了不同电解时间下金属氧化物转化为高熵合金的相变过程。结果表明,CoCrFeNi高熵合金的形成过程包括快速脱氧和深度脱氧2个阶段。在快速脱氧阶段,在1 h内去除了烧结氧化物球团中93.93%（质量分数）的氧,电流效率达到89.95%。电解结束后,产物的氧含量可达0.26%（质量分数）,电流效率为17.93%。该高熵合金的形成过程可用于指导建立低成本、高效率的电化学路线。     

钛金属制备方法的研究

阐述了创新性的融盐电解二氧化钛制备钛金属的工艺及原理,分析了几种融盐电解法各自的特点,指出了融盐电解TiO2法在工业应用中存在的问题.     

阴极电导率和孔隙率对熔盐电解钛精矿脱氧过程的影响

阴极的性能通常是和电解过程与电解效率有着密切的关系。本文中测量了焙烧温度对钛精矿阴极的电导率的影响。结果表明焙烧温度对钛精矿阴极导电性影响很大。钛精矿阴极电阻率随着焙烧温度升高和接触面积的增加而增大。另外本文也研究了阴极孔隙率对熔盐电解制备Ti-Fe合金还原过程的影响。结果表明阴极的孔隙率对还原过程有着直接的影响。孔隙率的增加有利于形成中间化合物CaTiO3,从而改善电流效率。     

碳饱和铁水中TiC/N析出热力学研究

摘要：高炉原料中添加一定量的含钛原料是有效延长高炉寿命的方法之一，钛溶解度与温度间热力学关系是指导含钛铁水有效护炉的理论依据。以某钢厂生铁和商业钛铁合金为原料，制备得到含钛铁液，利用高温共聚焦显微镜（CSLM）进行高熔点物相TiC/N在线析出研究，从而获得铁水中钛的溶解度与温度的对应关系。研究结果表明，当生铁中钛的质量分数分别为0.31%、0.36%和0.47%时，对应的析出温度分别为1715.1、1745.1和1814.1K。氮分压为105Pa时，钛的质量分数分别为0.07%、0.11%和0.25%的铁液中TiC/N析出温度分别为1535.6、1594.3和1729.8K。得到熔融生铁中，钛的活度系数与TiC析出温度之间的关系式；同理，氮分压为105Pa时，得到了钛的活度系数与温度间的关系式。     

熔盐电解制备钛及钛合金研究进展

熔盐直接电解钛氧化物制备金属钛及其合金的机理至今仍是研究热点,目前主要存在两种解释：一是阴极氧化物得到电子,氧离子化后进入溶液,进而在阳极以气体的形态放出,而钛留在阴极;另外,熔盐中的Ca^2＋在阴极得到电子后生成金属钙,金属钙进一步还原钛氧化物得到金属钛。本文主要就近年来围绕两种机理展开的研究进行归纳总结,并在文献和实验的基础上通过能斯特方程计算推导钒钛磁铁矿直接熔盐电解制备钛合金的可行性,为实现经济、简洁的钛合金生产提供借鉴。     

含锌废料处理工艺研究进展

镀锌工业和钢铁工业产生的含锌废料,具有最大、锌含量差别大、有价金属种类繁杂的特点。目前,处理含锌废料的方法主要分为火法和湿法,得到金属锌锭、锌粉或者各种含锌的化工产品。本文归纳总结了火法和湿法处理钢铁厂含锌废料的工艺流程及其设备,在此基础上进行了火法、湿法联合处理锌灰实验研究,研究结果表明联合处理钢铁厂合锌废料可大大提高锌的回收率。     

机械合金化联合真空热压烧结工艺制备CoCrFeNi高熵合金的力学性能和耐腐蚀性能

采用机械合金化和真空热压烧结工艺制备了CoCrFeNi高熵合金。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体发射光谱和光学显微镜对产物的相结构和微观结构进行了表征,并采用万能试验机、维氏硬度计和电化学工作站对其力学性能和耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：与电化学还原联合热压烧结工艺以及电弧熔炼法制备的CoCrFeNi高熵合金性能相比,机械合金化联合真空热压烧结工艺制备的CoCrFeNi高熵合金具有良好的抗拉伸强度和断裂伸长率,其合金硬度是电弧熔炼法制备合金的2倍,在0.5 mol/L H₂SO₄、1 mol/L KOH和3.5%（质量分数）NaCl水溶液中,该合金具有与304不锈钢及电化学还原联合热压烧结工艺或电弧熔炼法制备的合金相当的耐腐蚀性能。