真空二次还原精炼法制备低氧高钛铁合金的研究

以铝热法生产的高钛铁为原料,以Al为还原剂进行真空还原精炼制备低氧高钛铁。研究了精炼温度、精炼时间等因素对精炼效果的影响,采用XRD、SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了表征。结果表明:精炼后的高钛铁主要含有TiFe2、Fe2TiO5、TiO、Al2O3、TiAl、Fe0.942O等相,精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,氧含量大幅降低。但精炼温度过高,精炼时间过长,会恶化精炼效果。精炼后合金中钛含量(质量分数)为(69.00～71.00)%,铝含量低于2.50%,硅含量低于2.63%,氧含量低于3.52%,完全符合优质高钛铁的技术指标。     

盐酸强化还原钛铁矿中金属铁的锈蚀动力学

研究盐酸对攀枝花还原钛铁矿中金属铁锈蚀反应速率和锈蚀法铁钛分离效果的影响,并对还原钛铁矿中金属铁的锈蚀反应动力学进行分析。结果表明:盐酸显著提高还原钛铁矿中金属铁的锈蚀反应速率及锈蚀法钛铁分离的效果;当盐酸用量由0增加到4%时,还原钛铁矿中金属铁的锈蚀率由43%提高到90%以上,锈蚀法钛铁分离后富钛料中TiO2的品位由64.92%提高到81.21%,总铁含量(FeT)由18.25%降到5.06%;还原钛铁矿中金属铁的锈蚀反应受内扩散控制,添加4%的盐酸,锈蚀反应的表观活化能由59.26kJ/mol降低到38.65kJ/mol,其作用机理是盐酸促进金属铁锈蚀过程的阴极反应,从而加快Fe2+的生成和扩散速率。     

熔盐电解还原制备TiFe合金

在CaCl2熔盐中采用熔盐电解法由阴极的混合氧化物制备组分可控的TiFe合金。初步探讨了TiFe合金的形成机制,研究了电解时间对电解产物的影响。结果表明,混合氧化物的还原经历了从优先生成铁到逐步形成TiFe2、TiFe的合金化历程,中间产物包括CaTiO3、Fe：TiO4、TiO,电解过程中没有金属钛出现。扩散是混合氧化物熔盐电解反应的控制步骤。     

熔盐中电解钛铁矿制备TiFe合金

通过在CaCl2熔盐中电解钛铁矿制备TiFe合金,研究了熔盐电解钛铁矿的反应过程,分析了电解产物的成分及电解效率。结果显示,钛铁矿的还原经历了优先生成Fe到逐步形成TiFe2、TiFe的合金化历程,中间产物包括 CaTiO3、Fe2TiO4、TiO。反应最先生成的合金是TiFe2合金,通过Ti和TiFe2的互扩散最终转变成TiFe合金, 说明扩散是反应的控制步骤。相同电解条件下,钛铁矿较混合氧化物难电解。这是由于钛铁矿颗粒较大,其杂质是固溶到钛酸铁中的,脱氧更难,电解效率较低     

CaH2-TiO2-Al体系动力学研究

在CaH2-TiO2-Al体系中,采用还原扩散法制备TiAl合金,旨在探索一种新型、低成本、高效率的绿色冶金方法.在已知热力学可能的基础上,进行了动力学研究.在反应条件下,TiO2首先在CaH2的作用下被还原成金属Ti,Al以液态自身扩散或随液态及气态Ca迁移到Ti表面,被还原出来的高活性 Ti与Al发生反应,生成TiAl合金.在反应过程中Al是主要扩散元素.可以采用一级液-固未反应核模型来分析还原扩散法制备TiAl合金,液-固界面化学反应为该反应的控制环节,界面化学反应受温度和时间影响较大,提高反应温度和增加反应时间有利于生成TiAl合金.反应的活化能为76.84 kJ·mol-1,指前因子为1.54×10-2.     

真空-还原精炼法制备低氧高钛铁合金

针对铝热还原法制备的高钛铁中O含量高、夹杂多等缺点,提出了以铝热法高钛铁为原料进行真空还原精炼制备低O高钛铁的新思路。研究了精炼温度、精炼渣等因素对精炼效果的影响,采用XRD、SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了研究。结果表明,合适的精炼渣和较高的精炼温度对保证精炼效果十分重要;还原精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,O含量显著降低;2000℃时以CaO-Al2O3为精炼渣制备的高钛铁合金中钛含量为69.80%,铁含量为22.55%,铝含量为2.58%,硅含量为2.02%,O含量为2.60%,符合优质高钛铁合金的技术要求。     

镁热还原自蔓延高温合成硼化钛微粉的动力学

应用DTA技术分别测定了Mg与TiO2,Mg与B2O3及Mg与TiO2和B2O3之间的多相反应,分析了Mg,TiO2和B2O3三相可能存在的反应机制,应用Freeman-Carroll法和Kissinger法计算了反应的活化能和反应级数。结果表明Mg-B2O3-TiO2之间的反应为复杂的固-液-液反应,TiO2与Mg之间的固-液反应放出的强大热量诱发了B2O3和Mg之间的液-液反应,而Ti与B间的反应放出的热量反过来又促进前两者的反应。表观活化能在温度段760～858℃为E1=297kJ·mol-1,相应的反应级数分别为n1=0.8。采用Kissinger法计算的反应级数为0.9,与Freeman-Carroll法所得的n1=0.8基本一致。     

电热法生产铝硅合金的理论研究

从理论角度系统研究了Al2O3-C系、SiO2-C系、Al2O3-SiO2-C系热力学。结果表明,在Al2O3-C系中,碳热还原氧化铝过程的中间产物Al4C3,它与A12O3、A1之间有很大的溶解度,导致铝的提取率较低,给利用电热法直接制备金属纯铝带来了困难。在Al2O3-SiO2-C系中,硅在很大程度上改善了铝还原的热力学条件,其中间产物Al4C3、SiC等碳化物分别与SiO2、Al2O3反应进而生成铝-硅合金,使电热法生产铝-硅合金得以实现。动力学研究结果表明,在电热法生产铝-硅合金中,Fe的存在使铝-硅合金生成反应的起始温度大大降低,且Fe与Al、Si在熔融状态下可以无限互溶,Fe还有助于破坏碳热还原过程中容易生成的碳化物。     

冰晶石熔盐介质中铝热还原月壤模拟样钛铁矿

以月球资源原位利用为目的,研究了在冰晶石熔盐介质中铝热还原钛铁矿制备铝钛铁合金。热力学计算表明,在960℃,铝热还原钛铁矿的相关反应在热力学上可以自发进行。在组成(质量分数,下同)为47.14%NaF-42.86%AlF_3-10%FeTiO_3的960℃冰晶石介质中进行铝热还原,研究还原剂用量和还原时间对合金产物的影响。还原产物用XRF、XRD、SEM和EDS进行分析。结果表明,合金产物中有Al、Ti、Fe和少量Si,产物的主要物相是Al_3Ti。随着铝用量的增加,合金产物中Ti的含量逐渐减少,而Fe的含量逐渐增加;随着反应时间的延长,产物中Al_3Ti的含量增加。在冰晶石熔盐体系中进行铝热还原2 h、还原剂用量为理论用量3倍时,铝中钛含量最高可达18.82%。低还原剂用量和较长还原时间在冰晶石熔盐介质中还原钛铁矿,可实现Ti/Fe分离;还原反应为原子态的铝还原溶解为离子态的Ti~(4+)得到Al-Ti合金。     

电渣重熔用低氟渣与Incoloy825合金中Al、Ti反应性的研究

通过高温渣-金平衡实验,探讨了电渣重熔用低氟渣CaF2-CaO-Al2O3-MgO-Li2O-(TiO2)中TiO2含量对Incoloy825合金中Al、Ti含量的影响。并利用FactSage7.3热力学软件分析了渣中TiO2和Al2O3的活度与渣成分的关系。研究了渣中组元对反应4[Al]+3(TiO2)=3[Ti]+2(Al2O3)的吉布斯自由能和合金中平衡Al、Ti含量的影响规律。结果表明:反应的吉布斯自由能与渣中TiO2、CaF2和MgO呈负相关,与CaO和Al2O3呈正相关;渣中TiO2含量为0%7.27%(质量分数)时,合金烧钛增铝现象逐渐减弱,TiO2含量为11.27%时,又出现烧铝增钛现象;同一温度下,随着渣中CaO和Al2O3含量增加,合金中平衡Ti含量降低,平衡Al含量升高。随着渣中TiO2含量增加,合金中平衡Ti含量升高,平衡Al含量降低。渣中CaF2和和MgO含量变化对合金中平衡Al、Ti含量影响较小。实验结果与热力学计算结果能够很好的吻合。     

Hydrogen storage properties of Mg-doped Ti_(1.2)Fe alloys synthesized by mechanical alloying

1　INTRODUCTIONHydrogenstoragematerials ,usedinhydrogensourcesystemsforfuelcellshavebeeninvestigatedduetotheirhighvolumetricdensity ,safety ,easyminiaturizationandconvenientoperation .Consider ingallkindsofhydrogenalloysasawhole ,AB typeTiFealloysareknowntobemuchmoresuitableforusingin portableormobilePEMFCbecauseofitshighreversiblehydrogenstoragecapacity ,whichismuchhigherthanthatofAB5 typealloys.Ontheotherhand ,theactivationpropertiesoftheTiFeal loysare poor .Forexample ,typically ,…     

金属热还原法制备V-Ti-Fe中间合金(英文)

采用金属热还原热法制备V-Ti-Fe中间合金,考察V2O5与TiO2的加入比例、用铝量和Al-Mg合金用量对金属回收率和合金成分的影响。结果表明:最佳工艺参数为原料中V2O5和TiO2的质量比为0.5:1,实际用铝量为理论值的95%,Al-Mg合金用量为铝量的1/3。能谱分析结果表明,合金中的V和Fe元素分布比较均匀,Ti则存在一定偏析。为降低合金中Al和O的杂质含量,进行喷吹造渣精炼。精炼后,合金中的铝含量由4.27%降为1.86%,氧含量由2.10%降为0.91%。     

钛铁混合氧化物短流程直接制备钛铁合金

利用固体透氧膜(SOM)法研究钛铁混合氧化物短流程直接制备钛铁合金。在熔融CaCl2熔盐体系中,以二氧化钛和氧化铁的混合氧化物压片为阴极,氧化钇稳定氧化锆管(YSZ)内的碳饱和铜液为阳极, 在1100 ℃,槽电压3.5 V的条件下电解2~6 h。经SEM、EDS、XRD等分析表明：二氧化钛和氧化铁被电解还原为钛铁合金,直接从氧化物制备钛铁合金是可行且高效的     

Fabrication of Mo-Ti functionally graded material

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｎｅｗｋｉｎｄｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙｇｒａｄｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＦＧＭ）ｗｉｔｈｄｅｎｓｉｔｙｇｒａｄｉｅｎｔｗｉｌｌｂｅｕｓｅｄｉｎｄｙｎａｍｉｃｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［１］．ＳｕｃｈＦＧＭｃａｎｐｒｏｄｕｃｅｑｕａｓｉｉｓｅｎｔｒｏｐｉｃｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｏｎｔａｒｇｅｔｍａｔｅｒｉａｌｓ,ｐｒｏｖｉｄｉｎｇｅｘｔｒｅｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅｏｒｖｅｌｏｃｉｔｙｆｏｒｄｙｎａ…     

影响Ti合金热稳定性的因素

综述了合金元素、环境气氛、相变、涂层等因素对Ti合金热稳定性的影响.     

Effect of Manganese substitution on hydrogen storage properties of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy

The effect of Mn substitution on phase structure, hydrogen hydriding/dehydriding properties (plateau pressure and slope) and reaction heat enthalpy of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloys (x=0, 0.25, 0.35, 0.45, 0.55 and 0.65) were studied.The experimental results show that all LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloys have single phase and have the same hexagonal structure as that of LaNi5 alloy (CaCu5 type, P6/mmm).With increasing Mn substitution content, the cell parameters of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy greatly increase, but the maximum hydrogen storage capacity and the equilibrium absorption pressure of LaNi4.25-xAl0.75Mnx alloy decrease from 1.38 wt.% to 1.18 wt.% and from 1.61 to 0.0712 MPa, respectively.Moreover, the hydrogen pressure plateau slope factor σ increases from 0.014 to 0.18, but the hysteresis factor is nearly constant.The heat enthalpy absolute value |ΔHplat| increases from 46.7 kJ·mol-1 H2 to 56.1 kJ·mol-1 H2 as the Mn content x increases from 0 to 0.65.     

Synthesis of As-Cast Ti-Al-V Alloy from Titanium-Rich Material by Thermite Reduction

We present a novel methodology for preparing as-cast Ti-Al-V alloy directly from titanium-rich material through a thermite reduction. The new method is shown to be feasible through a thermodynamics and dynamics analysis. The as-cast Ti-Al-V alloys synthesized from titanium dioxide, rutile, and high-titanium slag were analyzed by an x-ray diffractometer, a scanning electron microscope, an inductively coupled plasma emission spectrometer, and an oxygen/nitrogen/hydrogen analyzer. The results indicate that the alloy is composed of a Ti-Al-V matrix and Al₂O₃ inclusions. The Al and V contents in the matrix are close to the mass ratio of Ti-6Al-4V (Al: 5.5–6.8 wt.%, V: 3.5–4.5 wt.%). The Si and Fe in the alloys synthesized from rutile and high-titanium slag can be used as alloying elements in low-cost titanium alloys. The present method is expected to be useful for preparing Ti-Al-V alloys at a low production cost.