纳米TiO2碳热氮化制备纳米晶Ti(C0.7,N0.3)固溶体

在封闭系统中,对纳米TiO2碳热还原氮化反应合成纳米晶Ti(C,N)固溶体粉末进行研究。结果表明,当以C/Ti值为2.7配料,氮气压力为0.005 MPa时,一定量纳米TiO2/纳米碳黑混合料在1600℃下保温4 h,可以合成晶粒尺寸为32 nm的球形Ti(C0.7,N0.3)固溶体粉末。     

高炉钛渣碳氮化实验研究

利用碳热还原氮化法在1300～1500℃内处理高炉钛渣,用X射线衍射仪、扫描电镜等研究了温度对Ti（C,N）晶粒的生成及其长大的影响。结果表明,实验温度范围内合成钛渣碳氮化后都有Ti（C,N）生成。随温度升高,Ti（C,N）相含量逐渐增多,晶粒明显长大。1450℃时Ti（C,N）相生成最多。与合成钛渣相比,攀钢高炉渣中生成的Ti（C,N）晶粒明显要大,合成钛渣中的为1～3μm,攀钢高炉钛渣中的为3～5μm。攀钢高炉渣中的Ti（C,N）相易附着在金属铁上形成或长大。金属铁提高Ti（C,N）晶粒尺寸效果明显。     

密闭直流电弧炉钛渣生产还原剂碳因素分析

密闭直流电弧炉冶炼钛渣所用原料主要为钛铁矿和无烟煤,利用无烟煤中的碳高温冶炼还原.钛渣冶炼过程中,控制直流电弧炉入炉物料中无烟煤用量与钛铁矿用量的比例,使生产过程在密闭直流电孤炉输入功率保持一定、钛铁矿成分相对稳定的条件下,以获得良好的钛渣产品品质.无烟煤比例过大,产品钛渣中TiO2的含量下降,同时会增大熔渣的还原度,渣中低价氧化物的量增多,导致熔渣黏度和电耗增加.如果无烟煤比例偏小,达不到需要的还原度,碳最大可能的消耗在FeO的还原上,直接影响产品品质.当无烟煤比例达到一定程度,继续提高该比例,抑制了FeO的还原反应,杂质还原后富集进入渣相,使钛渣中TiO2受到稀释而贫化,不能提高钛渣的品位.在功率一定的条件下,入炉物料中无烟煤比例成为影响钛渣品位高低的关键因素.以云南某密闭直流电弧炉熔炼周期的生产数据得到其冶炼中无烟煤配碳比为12.403％.     

纳米晶Ti(C1-x,Nx)制备中的工艺参数优化

以XRD分析结果为基础,研究封闭氮气气氛下,纳米TiO2碳热还原制备Ti(C1-x,Nx)纳米晶粉末中主要工艺参数的作用。结果表明,在其它工艺条件不变的情况下,Ti(C1-x,Nx)的含氮量随反应温度、保温时间、原料重量、C/Ti值的增加而减小,随氮气压力的增加而增加。 反应温度、保温时间对Ti(C1-x,Nx)纳米晶的晶粒度影响最大,反应温度高于1600 ℃,保温时间超过4 h,Ti(C1-x,Nx)纳米晶长大速度加快。     

碳含量对反应等离子喷涂TiCN涂层的影响

以廉价Ti粉和碳黑为原始粉末,采用喷涂造粒制备Ti-C团聚复合喷涂材料,并通过反应等离子喷涂在氮气气氛下合成TiCN涂层.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及显微硬度计对涂层进行表征,探讨了碳含量(14.3%,16.7%及20%)对TiCN涂层物相组成、显微结构及显微硬度的影响.结果表明:所制备的涂层均由Ti C0.2N0.8和少量钛的氧化物组成,随着碳含量的增加,钛的氧化物含量降低.涂层为典型层状结构,存在少量裂纹及孔洞,当碳含量为20%时,制备的涂层相对致密,缺陷最少.此外,涂层由细小等轴晶和柱状晶组成,当碳含量为20%时,制备的涂层平均显微硬度最高,为(1 589±98.7)Hv0.2,这是晶粒细化和显微结构致密的结果.     

钒钛磁铁矿碳热合成铁基复合材料的热力学分析

运用HSC软件对钒钛磁铁矿粉和还原剂构成的多元、多相复杂反应体系进行碳热还原反应的热力学计算及平衡相分析。热力学计算结果表明,铁氧化物碳热还原高温下的最终稳定相为Fe,在温度大于1 600 K下钛氧化物碳热还原生成TiC的反应吉布斯自由能最低,而在600～1 600 K,V2O5的碳热还原过程中生成VO2的反应吉布斯自由能最低,在高于1 348 K的温度下体系中才能得到VC,提高温度会促进VC的生成。平衡相组分计算结果表明,真空度为2 Pa时Fe、TiC、VC分别在400～1 300℃、900～1 300℃和800～1 300℃可以稳定存在。     

碳气化反应热力学的影响因素分析

碳气化反应是铁氧化物碳热还原的重要环节.为了揭示各因素对碳气化反应热力学的影响规律,本文就温度对碳气化反应平衡常数和平衡CO压力分数,碳储能对平衡常数、平衡温度和平衡CO压力分数,以及总压和惰性气体分压对平衡温度和平衡CO压力分数的影响进行了理论分析.结果表明,储能/温度一定时,平衡常数随温度/储能的增加而增大.储能、总压和惰气分压一定时,平衡CO压力分数随温度的升高而增大;温度、总压和惰气分压一定时,平衡CO压力分数随储能的增加而增大,导致在一定总压和惰气分压下达到相同的平衡CO压力分数所需温度降低.在温度、储能和惰性气体分压一定的条件下,当总压、惰气分压和平衡常数之间满足一定代数关系时,平衡CO压力分数随总压的增加而增大/减小,导致在一定储能和惰气分压下达到相同的平衡CO压力分数所需温度降低/提高.在一定温度、储能和总压下,平衡CO压力分数随惰气分压的增加而减小,导致在一定储能和总压下达到相同平衡CO压力分数所需温度提高.     

NaF-K2TiF6-TiO2体系中直接电解制备钛的可行性研究

以NaF-K2 TiF6作为熔盐电解质,TiO2作为溶质,探究直接电解TiO2制备金属钛的可行性.通过对比不同摩尔比NaF-K2 TiF6的初晶温度和TiO2溶解度以选择较为合适的熔盐体系,而后对该体系进行热力学计算、三电极体系循环伏安测试(Mo棒作为工作电极和参比电极,高纯石墨作为对电极)和180min的双电极恒流电解(不锈钢棒作为阴极,石墨作为阳极).结果表明,摩尔比为1.5:1的NaF-K2 TiF6体系可作为电解钛的电解质,TiO2的溶解以化学形式溶解为主,其溶入形式以K2 NaTiOF5为主,以Na2 Ti3 O7为辅.且少量TiO2溶解后会降低熔盐体系的初晶温度.T4+的阴极过程分为两个阶段:TiF62-/TiF63-;Ti3+/Ti.热力学上钛的氧化物优先反应,二氧化钛的还原是逐级进行的.恒流电解阴极产物的钛以小颗粒形式存在并夹杂着一定程度的电解质.     

碳热还原法制取钽铌合金的某些基础研究

研究了碳热还原Ta_2O_5和Nb_2O_5混合氧化物制取单一相Ta—40％Nb合金的合金化情况;通过还原试验及放气曲线分析、化学、金相、X射线衍射和电子扫描分析与热力学计算,推测了还原过程的主要中间反应,指出了反应的阶段性及温度区间;并对新相Ta_(0.83)O_2的发现与低价氧化物的生成及歧化反应做了理论分析。     

碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti（C,N）具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

钛在铁水中的行为

由热力学计算结果分析了高炉冶炼含ＴｉＯ２铁矿时钛的物理化学行为,指出：有固体碳存在果,渣界面不能有纯ＴｉＮ生成,应该析出Ｔｉ（Ｃ３Ｎ）固溶体,     

煤焦固定床等温CO2气化反应动力学研究

利用自建固定床实验台研究了常压下神华煤煤焦等温CO2气化反应特性,实验分析了CO2流量、煤焦质量、气化温度和CO2分压对煤焦固定碳转化率的影响.在建立的化学反应动力学控制实验条件下,根据等转化率法计算得到煤焦气化反应活化能E为155 kJ/mol、CO2分压反应级数n为0.58;通过比对常用42种反应机理函数相关系数大...     

不同非凝析气对稠油高压物性的影响

QHD33-1南油田是一个已勘探发现但尚未动用的稠油油田,跟以往稠油油田开发不同,油田立足于以热采开发方式为主的前期开发,热采开发方案设计需要大量的室内实验数据。基于室内物理模拟,采用高温高压实验仪器,开展了多种非凝析气对稠油高温高压热物性影响的研究。结果表明,QHD33-1南油田稠油在相同温度和压力下溶解CO2与油体积比明显高于N2,溶解CO2的降黏率可达30%~90%,温度越低,压力越大,溶解CO2的降黏作用越明显;在实验温度和压力下溶解N2降黏幅度均低于20%;烟道气的溶解能力及降黏效果高于N2,低于CO2。     

高炉炉缸形成Ti(C,N)粘结层的实验室模拟

在实验室条件下,模拟高炉冶炼钒钛磁铁矿时炉缸处Ti(C,N)粘结层生成过程.通过热力学分析,反应在试验条件下可以进行.TiC、TiN生成的起始温度分别为1467K和1408K.采用金相显微镜、SEM和XRD等对试验坩埚中渣-石墨边界层进行分析.结果得到,反应随恒温时间的延长Ti(C,N)粘结层增厚并趋于复杂化,形成由渣、铁、Ti(C,N)以及碳颗粒组成的混合层.其中,Ti(C,N)以点散状分布.     

钙基吸收剂CCCR法脱除CO_2的固定床过程实验研究

为了系统研究煅烧气氛中CO2分压力、煅烧温度、水蒸汽及循环次数对碳酸化转化率X的综合影响,探究在不同工况下使转化率衰减的主导因素,通过自建固定床反应实验台,在多工况下进行了实验研究,并用氮吸附法测量吸收剂煅烧产物微观结构进行分析。结果表明:850℃以上随煅烧温度的提高,碳酸化转化率X逐渐下降,高CO2气氛下,此下降趋势将被减缓;煅烧温度接近窗口温度时,烧结作用为X下降主导因素,CO2则影响不大;多次循环过程中,高CO2分压气氛下,CO2作为烧结媒介,在转化率下降过程中起主要作用,煅烧温度影响不大;煅烧气氛中水蒸汽的存在可在一定程度上使碳酸化转化率提高。     

超亲水性TiO2/WO3薄膜的研究

以钛酸丁酯为前驱物配制出钛溶胶，向钛溶胶中添加以钨粉过氧化聚钨酸法制备的氧化钨溶液，形成TiO2/WO3混合溶胶，采用溶胶一凝胶浸渍法制备出掺入WO3的TiO2超亲水性薄膜。研究了各工艺参数对薄膜水接触角的影响，实验结果表明掺入一定量的WO3可制得良好的超亲水性薄膜材料。     

草桥稠油热-氧化降黏规律

为实现稠油永久性降黏,对草桥稠油氧化剂辅助下热降黏行为进行了研究。用GSHA型高压反应釜模拟热采时的井下条件,从降黏率、裂解气组成和元素组成的角度分别考察了温度、氧化剂浓度对草桥稠油热降黏效果的影响。实验结果表明,加入2%H2O2时,草桥稠油的热降黏效果最好。加入适量的H2O2,反应温度越高,降黏效果越好。CO、CO2、H2S和轻质烃的生成,表明稠油中部分组分发生热裂解和氧化还原反应,稠油中轻质组分增加,实现了稠油的永久性降黏。由于高锰酸钾的强氧化性,使得草桥稠油黏度不降反增。在低温下适度的氧化作用有利于稠油降黏,但深度氧化会使稠油黏度升高。     

Effects of carrier gas on densification of porous carbon-carbon composites during chemical vapor infiltration

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｆａｒａｓｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＣ/Ｃｃｏｍｐｏｓ ｉｔｅｓｉｓｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ,ｔｈｅｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍｓｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｄｅｃｉｓｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ,ｆｏｒｔｈｅｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｉｓｃｌｏｓｅ ｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｃｏｓｔｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＣ/Ｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ.Ｔｗｏｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｔ…     

低氧分压法在服役炉管内表面制备防结焦膜

利用低氧分压法在已服役炉管的内表面制备防结焦氧化膜。用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDAX）、X射线衍射仪（XRD）及划痕仪等实验手段,研究已服役炉管及氧化膜的形貌、组织结构、氧化膜与基体结合状况及氧化膜的抗结焦性能。结果表明,经过低氧分压处理后,已服役炉管试样表面的Fe,Ni元素含量降低,表面形成了以MnCr2O4和Cr2O3为主的氧化膜,氧化膜的临界载荷为9.25N,结焦抑制率达到69.92%,具有明显的防催化结焦效果。     

浑源煤焦的CO2气化特性研究

在750～950℃范围内,用等温气化的方法研究了热解温度、热解时间、CO2分压、气化温度等对浑源煤焦气化反应特性的影响.结果表明,浑源煤焦在850℃时的气化活性较好;随着制焦温度的提高,气化活性下降;30 main焦与50 main焦的气化活性无明显差异,而2h焦则表现出了随保温时间延长,气化活性降低的趋势;0.05～...