KINETICS OF INTERACTION OF PbO, xPbO·SiO_2 WITH PbS AND ACTIVITY OF PbO

<正> 为了阐明QSL法直接炼Pb的化学反应动力学,研究PbS与PbO及xPbO·SiO_2的交互作用是具有实际意义的。为了避免高温造成PbS和PbO的挥发损失,在较低温度下研究该体系的交互反应动力学,对探索火法炼Pb新工艺具有一定价值。 试料是分析纯PbO,PbS和合成的纯xPbO·SiO_2,试料粒度均为100—120 mesh,在配比试样中以PbO:PbS=2:1作基础并混匀,以便保证按化学计量反应产生SO_2。装有试料的刚玉坩埚在密封竖直刚玉管底部低温区用Ar气保护升温加热,待达到预期温度后,坩埚由密封系统中的活动撑杆推到高温区并同时用Ar气载流使产生的SO_2连续为碘量法所测     

PbS和PbO反应动力学及其机理SCIEI

本文得出了PbS和PbO交互反应的速率方程:(da)/(dt)=kx_(PbS)~3x_(PbO)^(-2);发现了反应过程中有过渡产物碱式硫酸铅(PbSO_4·2PbO);从电子转移角度,探讨了反应机理。     

PbS和PbO·SiO_2交互反应动力学

本文研究了T=900—1100℃时,PbS和PbO·SiO_2的交互反应。得出函数F(α)=(0.5-α)/((1-α)~(5/3))与t的直线关系。认为反应前期是化学控制,反应后期是扩散控制,计算出化学反应活化能ΔE=140kJ/mol,扩散活化能ΔE_D=105.8kJ/mol。     

微波辐照下PbS和PbO的升温速率及其反应动力学

研究了PbS和PbO在微波辐照下的升温速率及其反应动力学.结果表明,微波辐照下PbS和PbO的交互反应系一非恒温过程且动力学方程为lnα=ln[Am/(E aR)-(E aR)]/(RT)微波辐照下PbS与PbO的交互反应与传统方式加热下的相比较,其活化能降低,化学反应速度加快.     

PbS和PbO·SiO_2交互反应动力学SCIEI

本文研究了T=900—1100℃时,PbS和PbO·SiO_2的交互反应。得出函数F(α)=(0.5-α)/((1-α)^(5/3))与t的直线关系。认为反应前期是化学控制,反应后期是扩散控制,计算出化学反应活化能ΔE=140kJ/mol,扩散活化能ΔE_D=105.8kJ/mol。     

固液界面反应润湿动力学的表征与计算

目的 获得在反应润湿过程中固液界面能与时间变化的关系,掌握反应润湿动力学的核心问题。 方法 基于反应润湿过程中反应界面处的三相能量处于动态平衡状态,以反应界面新相覆盖率a和界面活性元素占位浓度分数Fs为变量,结合Young方程带入边界条件进行数学推导,并且进一步采用Dezellus推出的cosθ-t关系的动力学方程进行理论推导。通过真空熔炼炉炼制NiSi合金,采用改良座滴法,在高温真空润湿仪中的石墨基板上进行润湿实验,用高分辨率的CCD相机拍摄反应润湿过程中接触角的变化,获取接触角数据,结合公式计算,验证动力学方程。结果 理论推导出了固液界面能与时间关系的动力学方程。该方程与文献中将固液界面能在反应过程的瞬时差值作为驱动力所推方程相同,也与Dezellus推出的cosθ-t关系经推导后的动力学方程完全相同。该动力学方程中固液界面能与时间呈指数规律降低的关系。Ni-Si/C体系润湿实验的结果表明,在界面反应控制阶段,固液界面能随反应时间呈指数规律降低,与理论推导的动力学方程中固液界面能随反应时间的变化规律一致,结合动力学方程与Arrhenius方程计算出Ni-45%Si/C体系的界面反应激活能为239 kJ/mol,与文献中所报道的数值接近。结论 反应润湿过程中,该反应动力学方程切实可靠,固液界面能随时间呈指数规律降低的关系,能够为材料表面改性与涂层中的润湿性问题提供理论参考。     

SiC纤维增强钛基复合材料的界面反应长大动力学分析

对SiC/TA1复合材料进行了800℃不同时间的真空热暴露,测量了SiC纤维与钛基体之间的界面反应区大小,并研究了界面反应区大小和热暴露时间的关系.确定了界面反应区长大遵循抛物线规律x=kt1/2,表明其长大是受扩散控制的.     

综述：Ti-Al反应扩散机理及动力学(下)

通过Ti和Al制备的Ti-Al系金属间化合物及复合材料由于具有优异的物理、化学和力学性能,在航空航天、汽车以及其它领域具有良好的应用前景。这些材料包括TiAl₃、γ-TiAl和α₂-Ti₃Al等金属间化合物,以及Ti/Al、Ti/α₂-Ti₃Al、Ti/γ-TiAl、Ti/TiAl₃、Ti/TiAl₃/Al和Al/TiAl₃等金属-金属或金属-金属间化合物复合材料。在上述材料的制备过程中,会涉及到各种Ti-Al反应扩散过程。因此,对Ti-Al反应扩散机理及动力学的深入理解,有助于合理高效的制备Ti-Al系金属间化合物及复合材料。目前对Ti-Al反应扩散机理及动力学的研究非常广泛,但很多结论仍存在争议。本文(下)部分系统综述了Ti-Al反应扩散动力学的研究现状,并对其未来的研究方向进行了展望。     

钛合金及金属间化合物中各组分的活度系数

根据Kohler三元溶体模型和Miedema二元系统生成热模型，建立了计算三元合金及金属间化合物各组分活度系数的方程，不仅能处理三元合金及金属间化合物体系，也能处理二元系，甚至可以近似处理多元系。计算了Ti-5Al-2．5Sn，Ti-6Al-4V，Ti-25V-15Cr-0．2Si及TiAl中各组分的活度系数并与有关实验值进行对比，发现根据本研究公式计算的结果比非对称计算公式获得的结果更符合实际。将计算结果应用于钛基复合材料的界面反应研究，可以预测到：SiC／Ti-6Al-4V基复合材料的界面反应较严重，SiC／Ti-25V-15Cr—0．2Si的界面反应较难进行，SiC／TiAl的界面反应程度最轻。     

低碳钢在锌液中的界面反应动力学及机理研究

研究了低碳钢短时间浸入锌液后铁、锌之间的反应过程。结果表明,低碳钢与锌液的反应层产物主要包括靠近内侧呈柱状晶生长的紧凑、致密δ-Fe Zn10相和外侧较为疏松的ζ-Fe Zn13相,稳定生长阶段疏松的ζ-Fe Zn13相生长占据主导地位。铁、锌的反应产物生长过程符合抛物线生长规律,生长初期主要受界面反应控制,而在稳定生长阶段,主要受液锌原子扩散控制。铁、锌产物层从钢基体到表面依次为过饱和α-Fe、Γ1-Fe5Zn21、δ-Fe Zn10、ζ-Fe Zn13和表层的η-Zn。     

Sn-Pb共晶钎料在铜基板及金属间化合物基板上的润湿动力学

对锡-铅共晶钎料63Sn-37Pb在Cu基板及Cu-Sn金属间化合物表面层基板上的反应润湿动力学特性进行研究.结果表明:63Sn-37Pb钎料在Cu基板上的铺展特性随界面反应过程中液态钎料中Sn组元的消耗而变化;钎料熔化后的初始铺展符合简单流体规律,随后在Sn组元充足的条件下钎料以稳定速率铺展;随着Sn组元的不断消耗,润湿机制呈现界面活性元素扩散控制的反应铺展特征;63Sn-37Pb在Cu-Sn IMC表面层基板上呈现出非常好的铺展能力,远优于其在Cu基板上的铺展.     

铝液氢的界面反应过程动力学研究

建立了铝液中氢的界面反应过程的数学物理模型,对界面反应过程进行了动力学推导和计算。利用铝液直接测氢装置对氢的界面反应动力学过程进行了测试。计算结果与测试结果基本吻合。     

化学镀镍层与Si3N4陶瓷的界面反应

采用真空加热和辉光离子轰击加热两种方式,对化学镀镍Si3N4陶瓷进行扩散热处理,并利用X射线衍射仪分析和讨论了化学镀Ni层与Si3N4的界面反应.分析表明,辉光离子轰击扩散能够显著促进镀Ni层与Si3N4的界面反应,其界面反应产物为Ni2Si、Ni3Si和Ni5Si2.随着扩散热处理温度的提高,反应产物的数量明显增加.处理前后,化学镀镍Si3N4陶瓷与金属钎焊接头剪切强度可由70mPa提高至123mPa.     

微米级Mo-Al轧制箔扩散连接界面相的形貌及反应动力学

采用固相真空扩散连接方法,在873-913 K保温40-240 min条件下对轧制厚度分别为20和60um的Mo和Al箔进行扩散连接.发现Mo-Al固-固界面反应初生相在Mo箔内部形核进而"破壳"生长的形貌演变模式,成分分析表明该初生相为AlsMo3.初生相"破壳"后,Mo-Al界面上由Mo至Al的产物分布依次是Al8Mo3,Al5Mo和Al12Mo;在913 K保温240 min后,Al8Mo3与Al5Mo间出现Al4Mo相.界面反应的动力学分析表明,873-913 K条件下,Mo-Al界面反应初生相孕育期为52-34.5 min;Al原子在Mo-Al界面新生相内和Mo箔内的扩散指前因子D01和D02分别为4.61×10-2和2.05×10-2cm2/min,扩散激活能GAl-1和GAl-2分别为0.98和1.48 eV.     

颗粒增强金属基复合材料的制备技术和界面反应与控制

金属基复合材料被誉为２１世纪的材料,其中短纤维或陶瓷颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ）更具有吸引力。铝合金和镁合金是基体材料的最佳候选者,而陶瓷颗粒由于具有优异的性能倍受青睐。在金属基体中加入增强相,可以提高材料的强度、弹性模量、硬度、耐磨性,降低热膨胀系数,改善高温性能和抗疲劳性,然而会导致材料的塑性、韧性下降。近年来,发展了许多制备技术,根据工艺的温度可分为三类：液相工艺、固相工艺和液－固两相工艺。增强相与基体之间的界面反应取决于制备工艺、增强相与基体材料的组成、温度和时间等因素,反过来又对制备工艺和材料的性能产生重要的影响,控制界面反应使之有利于制备工艺和材料的性能是研究的重要目标之一。本文重点对颗粒增强金属基复合材料研究中制备技术和界面反应与控制等热点问题进行分析讨论。     

原位反应铜基复合材料的研究现状

简介了四种原位合成铜基复合材料的国内外研究现状,分析比较了各种工艺的优劣,指出液-液、液-固原位合成法具有更好的发展前景,生产成本低,更易于实现工业上的规模化生产。     

原位反应铜基复合材料的研究现状

简介了四种原位合成铜基复合材料的国内外研究现状，分析比较了各种工艺的优劣，指出液-液、液-固原位合成法具有更好的发展前景，生产成本低，更易于实现工业上的规模化生产。     

修正的准化学溶液模型及其在计算冶金炉渣组元活度中的应用

简要介绍准化学溶液模型和Pelton等提出的修正的准化学溶液模型，并总结了采用修正的准化学溶液模型计算SiO2为唯一酸性组元的二元、三元冶金渣系组元活度的方法．     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石界面反应的热力学与动力学分析

采用Ni-Cr合金钎料，适当控制钎焊工艺，实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射结构分析了真空加热条件下，Ni-Cr合金钎料与金刚石之间的界面反应，探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。结果表明，Ni-Cr合金钎料中的Cr和少量Si在金刚石表面富集并与金刚石中的C发生反应生成Cr7C3、Cr3C2碳化物，其中Cr7C3呈笋状生长，Cr3C2呈片状，可能有少量SiC生成。金刚石与钎料的界面形成了金刚石＼SiC、Cr3C2＼Cr7C3钎料的梯度材料，实现了Ni-Cr合金与金刚石的冶金结合。     

冷轧钢基复合材料界面相的形貌及反应动力学研究

利用SEM、EDS对钢基复合材料的界面形貌特征、界面物相组成及物相析出规律进行研究,并对界面化合物层的厚度进行了测量.在此基础上,分析了钢-铝固-固界面反应物相的形核及生长的演变模式,讨论了界面化合物物相Fe2Al5的生长的动力学机制.结果表明:铝硅合金覆层试样界面化合物层较纯铝覆层试样生长缓慢,化合物相生成与反应活化能值、反应速率常数有关;在723～873 K条件下,化合物层厚度与化合物反应活化能成反比,与反应速率常数成正比,最终获得了金属间化合物相生长动力学模型.