氧化铝碳热还原氯化法制低价氯化铝反应的热力学研究

对氧化铝碳热还原氯化法制低价氯化铝的反应进行了热力学研究。经过热力学计算得到：在常压下，该反应发生的起点温度为2121．21K。而当系统压力下降时。该反应的起点温度也会下降；经过计算得到了该反应起点温度与系统压力间的关系，也得到了不同系统压力下反应吉布斯自由能与系统温度间的关系。     

氧化铝真空碳热还原—氯化法炼铝的工艺研究

本文采用金属铝直收率、物料失重率、X射线衍射与扫描电子显微镜、能谱仪等手段与方法,研究了真空条件下氧化铝碳热还原温度、氯化铝升华速率、物料配比、碳热与氯化时间以及添加剂对氧化铝碳热还原-氯化法炼铝工艺的影响。研究结果表明,在50~100 Pa时,碳热还原及氯化温度不高于1763 K,控制无水氯化铝升华速率在0.32 g/min以下,石墨还原剂与氧化铝摩尔比为3∶1,碳热还原时间为40 min,碳热-氯化时间为40~50 min,物料不熔融、氯化铝升华孔不堵塞将有利于碳热-氯化过程的顺利进行。在1713~1723 K时,石墨与氧化铝摩尔比为4∶1,添加10.0%Fe2O3后,金属铝直收率达72.09%;1753~1763 K时,添加2.5%~15.0%SiO2后,金属铝直收率与物料失重率均明显低于不添加者,对该法炼铝过程不利;1753~1763 K时,石墨与氧化铝摩尔比为4∶1,添加10.0%TiO2后,金属铝直收率达82.38%,该金属铝的纯度达94.67%以上。此研究为真空碳热-氯化法从铝土矿中提取金属铝工艺提供了很好的实验依据。     

低价硫化铝法从氧化铝直接炭还原制铝的动力学研究

低价硫化铝法从氧化铝直接炭还原制铝的动力学过程极为复杂,过程的前期受界面化学反应控制,过程后期受扩散过程控制,并求得不同时期的活化能,反应前期:E1=63.81 kJ/mol(6.67 Pa)、E2=50.82 kJ/mol(66.7 Pa)、E3=54.72 kJ/mol(666.7 Pa)、E4=39.61 kJ/mol(1333 Pa);反应后期:E*1=112.90 kJ/mol(6.67 Pa)、E*2=89.92 kJ/mol(66.7 Pa)、E*3=97.32 kJ/mol(666.7 Pa)、E*4=51.83 kJ/mol(1333 Pa).从动力学的角度提出了反应的较佳条件.温度、真空度的提高一方面可增大反应速率,但另一方面却加大了硫化铝的挥发,仅从增大速率而言,温度应大于1100 ℃,真空度应优于1333 Pa为宜.     

真空下用碳热还原及低价氯化物分解法从工业氧化铝中炼铝的试验研究

对真空下用碳热还原及低价氯化物分解法从含铝原料炼铝的试验进行了研究,重点考察了反应温度、煤的用量、反应时间对试验的影响;最后得到在100 Pa的真空下,最佳的反应温度为1370℃左右,最佳煤的用量为氧化铝完全反应完的理论量的1.4倍,最佳的反应时间为2 h左右.     

真空碳热还原氯化法从铝土矿炼铝

采用真空碳热还原氯化法从铝土矿炼铝，实验结果表明：用这种方法可以从铝土矿一步得到纯度为93．82％的金属铝，而铝土矿中的其他杂质与碳会发生反应，但因为这些杂质及其反应产物没有挥发性而留在反应残渣中，因此它们的存在对用该炼铝法所得到的铝的纯度不会有太大的影响。     

对氧化铝碳热还原-氯化法炼铝过程中碳化铝的氯化反应研究

采用热力学分析及X射线衍射、扫描电子显微镜及能谱仪等方法与手段,系统研究了中真空条件下碳化铝与氯化铝的反应。通过热力学研究,在10～100 Pa,温度低于1773 K时,Al与C生成Al4C3的反应及Al4C3与AlCl3的反应满足反应发生的热力学条件。实验研究表明,Al4C3可以通过Al与C反应制得;在1773 K、10～100 Pa下,Al4C3与AlCl3可以发生反应,并在冷凝区得到金属铝,热力学研究与实验研究完全一致。在真空碳热-氯化法炼铝过程中存在着Al4C3与AlCl3发生的反应,其是氯化过程中的重要反应之一。     

Fe2O3在氧化铝碳热还原-氯化法炼铝过程中的行为分析

在中真空(15~100 Pa)、993~1723 K下,采用X射线衍射、扫描电镜及能谱仪等分析手段对Fe2O3在氧化铝碳热还原及氯化过程的行为以及Fe2O3的添加量对产物金属铝的直收率的影响进行了研究。结果表明:在碳热还原过程中、不通入氯化铝气体时:当温度低于1273 K,Fe2O3逐渐与C反应生成Fe;当温度处于1273~1473 K之间,Al2O3发生晶型转变;当温度处于1473~1623 K之间,有Fe3C生成;当温度处于1723 K,由于生成的Fe3C与剩余的Fe形成熔体,包裹Al2O3与C,使Al2O3与C反应生成大量的Al3C4及Al4O4C。通入氯化铝发生氯化反应后,此时有金属铝生成,并且在冷凝物中未发现含Fe物质。在1723 K下,物料中添加适量的Fe2O3可以降低氧化铝真空碳热还原反应的温度,提高反应的速率从而提高铝的产率。     

真空碳热还原法炼铝的研究进展

综述了目前氧化铝碳热还原法及碳热还原-卤化法炼铝的研究进展,重点总结了上述炼铝法的机理及研究现状,讨论了金属铝的制备方法及其影响因素,并指出了制约上述各炼铝法金属铝直收率提高的影响因素。结果表明:常压及真空直接碳热还原法炼铝过程,由于氧化铝碳热还原过程生成的碳化铝,导致碳化铝、氧化铝和金属铝三元系在高温下相互熔解,以致气相不能分离,致使铝的提取率较低,且难以与渣相分离。真空碳热还原-硫化法炼铝存在低价硫化铝歧解得到的产物金属铝与硫化铝(Al2S3)的分离困难,且硫化铝易吸水潮解,生成剧毒物质H2S,造成环境污染;真空碳热还原-氯化法炼铝,虽产物金属铝与冷凝物氯化铝易于分离,但该法存在氯化铝对设备的腐蚀及含六个结晶水的氯化铝脱水处理问题,若能克服上述问题,则该过程就存在连续化作业的可能;而真空碳热还原-氟化法炼铝过程存在机理研究不清及炉型结构设计不合理,从而导致产物金属铝的直收率不高。     

氧化铝碳热还原—氯化法炼铝过程中冷凝区碳化铝的形成分析

采用热力学分析及X射线衍射(XRD)等方法与手段,研究了真空条件下氧化铝碳热还原—氯化法炼铝工艺中冷凝区碳化铝的形成原因.通过热力学研究,在10～100 Pa,温度低于973 K时,Al与C生成Al4C3的反应及Al与CO生成Al4C3与Al2O3的反应满足反应发生的热力学条件.在Al与CO生成Al4与CO2的反应中,...     

碳热还原含MgAl2O4尖晶石相氧化铝粉末的研究

研究了碳热还原氮化含ＭｇＡｌ２Ｏ４相氧化铝的反应过程，结果表明：碳热还原含ＭｇＡｌ２Ｏ４相的氧化铝，与引入氧化镁外加剂一样，可以在低温下制备尖晶石型氮氧化铝，不同的ＭｇＡｌ２Ｏ４尖晶石相含量对反应过程的影响不同，引入量的增加，有利于氮氧化铝相的生成；反应温度的提高，加速了还原氮化反应的过程，不同条件下所制备的氮氧化铝具有不同的晶格常数。     

低价氟化物法从氧化铝提取铝的研究

利用低价氟化铝歧化反应,用碳作还原剂,在真空条件下,从氧化铝中提取铝进行了实验研究.实验结果表明不同粘接指数的煤混合物作为还原剂可以防止喷料;同时得到较优的实验参数冰晶石与氧化铝的质量比为51,氧化铝的还原率达到80%以上;固定碳过量3.02倍时,还原率将近80%;温度在1400℃时金属铝纯度达92.54%.为下一步从低品位含氧化铝原料中直接提取金属铝提供依据.     

SiO2在真空低价氟化法炼铝过程的分布

热力学研究得出:当系统残余压力为100~10 Pa时,SiO2与碳反应在1465~1353 K以上即可生成Si和CO;在1329~1225 K以上即可生成SiC和CO;SiO2和还原剂碳及氟化铝在1464~1353 K以上反应生成SiF4和CO及铝。实验考察了真空低价氟化法炼铝过程中SiO2的分布。XRD表明:SiO2在低价氟化法炼铝过程中有五种走向:(1)被还原成SiC,存在于残渣相;(2)被还原为单质硅,再与还原出的铁生成硅铁,存在于残渣相;(3)SiO2与冰晶石生成铝硅酸盐进入气相中;(4)SiO2与冰晶石生成气态SiF4,再与冰晶石分解的氟化钠形成Na2SiF6进入冷凝相;(5)形成气态低价氧化硅,再在合适温度下分解为单质硅进入冷凝相。     

Preparation of Alumina Fiber-Reinforced Aluminum by Squeeze Casting and Their Machinability

Alumina fiber-reinforced aluminum alloy composites were prepared by squeeze casting, and the effect of the reinforcement on the machinability of the alloy was investigated. Two kinds of short alumina fibers, which have the same fiber size but different hardness, were used. Preform in which the fibers were in a random arrangement was formed with SiO₂ binder, and then was infiltrated with the alloy melt to prepare the composite. The fiber–matrix interfacial bond via the binder is sufficient and no reaction product was detected. The cutting force of the alloy was reduced by the fiber-reinforcement. The lower the hardness of the fiber in the composite, the lower the cutting force of the composite. The roughness of the machined surface was drastically decreased by the reinforcement. Observation of the chip formed on the machined surface indicated that the fiber suppressed the formation of the built-up-edge, and this fact would lead to the reduction in the surface roughness by the reinforcement. The chips were shortened by the reinforcement. The difference in hardness of the alumina fiber hardly affected the roughness and the chip morphology. The hardness of the fiber has a strong effect to decrease the tool life.     

真空下从铝土矿中直接提取铝的研究

利用低价铝氟化物歧化反应分解可以得到金属铝的特性,用焦炭作还原剂,在真空条件下,从铝土矿中提取铝进行了实验研究。实验得到:残余压力300Pa以下时可以得到金属铝,温度在1300～1550℃范围内都可以得到金属铝。氧化铝的还原率随反应温度的升高而升高,当温度达1400℃时还原率达80%以上,当温度达1450℃时还原率超过81%。冷凝温度在700～830℃区间,金属铝颗粒直径达3～4mm。此工艺也可以用于从低品位含氧化铝原料中直接提取金属铝。     

Selective Laser Sintering of Alumina Using Aluminum Binder

Selective Laser Sintering (SLS) process has been used to make shapes from Al₂0₃ using Al as binder. SLS is a rapid manufacturing process that uses data from Solid Modeling systems to guide a laser beam and rapidly form 3-D shapes from powder without any part specific tooling. The aluminum melts under the laser and bonds the alumina particles. Some of the aluminum reacts with the ambient (air) to form alumina. The residual aluminum is oxidized in a subsequent he at-treatment step. The effect of parameters in the SLS step and heat-treating step on the mechanical properties and density of the part is examined. Linear expansion of the parts with oxidation heat-treatment is also examined.     

直接敷铜Al2O3陶瓷基板的界面产物研究

直接敷铜Al     

直接敷铜Al2O3陶瓷基板的界面产物研究

直接敷铜Ａｌ２Ｏ３基板已被广泛应用于大功率场合。本文通过Ｃｕ箔表面预氧化生成Ｃｕ２Ｏ的方法引入氧,１０７０℃在Ｃｕ箔和Ａｌ２Ｏ３基板界面上所产生的Ｃｕ－Ｃｕ２Ｏ共晶液体促进了二者的牢固结合,流动氮气氛下保温１ｈ,观察到了明显的界面产物层。ＳＥＭ和ＸＲＤ的分析表明,界面产物相为ＣｕＡｌＯ２。     

堇青石蜂窝陶瓷上真空抽提法涂覆氧化铝涂层的研究

应用改进的涂覆方法--真空抽提法,在堇青石蜂窝陶瓷基体表面涂覆氧化铝涂层.在研究铝溶胶的稳定性和粒径分布的基础上,通过牢固度测试、比表面测定、XRD和SEM等手段对涂层的涂覆效果进行了分析,结果表明相对普通浸渍法,采用真空抽提法得到的氧化铝涂层的涂覆率更高、涂布更均匀、比表面积更大、牢固度更强.而且由真空抽提法得到的基底材料制备的整体式催化荆,在甲苯催化燃烧反应中表现出更为优越的催化活性,甲笨催化燃烧起燃温度T10为180℃,近似完全转化温度T99为215℃.