碳含量及添加剂对SiO2碳热还原-氮化产物的影响

以SiO2、碳黑和少量添加剂(CaO,MgO或Al2O3)为原料,在流动氮气中于1 350～1 550℃下,对SiO2碳热还原-氮化产物进行了研究.结果表明,试样S-1,S-2分别在1400℃和1 450℃加热4 h后,均生成Si2N2O和Si3N4混合物;在1 550℃保温4 h,这2种试样生成的产物均为SiC.试样S-3在1 40℃和1450℃加热4 h后所得产物为Si3N4和SiC.氧化物添加剂可以促进碳热还原-氮化反应的进行,并保留在生成的粉末体中,在随后的粉末热压或无压烧结中起烧结助剂的作用.     

水解沉淀-碳热还原氮化法制备碳氮化钛粉末

以四氯化钛、炭黑为原料,利用水解沉淀-碳热还原氮化法制备了碳氮化钛粉末.利用差热分析、X射线衍射及扫描电镜等表征手段,研究了合成工艺对粉末物相、组成及形貌等的影响.结果发现:前驱体粉末经350 ℃煅烧2h后,钛以TiO2的形式存在,TiO2与炭黑形成了混合均匀的团聚体:在碳热还原氮化反应时,钛氧化物向TiCxNyOz转...     

钛精矿碳热还原制备碳氮化钛的研究

以钛精矿和石墨为原料,在氮气气氛下通过碳热还原法制备出碳氮化钛(Ti CN)粉体。结合XRD、SEM、化学成分分析和TG-DSG综合热分析研究了配碳量及反应温度对钛精矿碳热还原进程的影响。研究结果表明,配碳量的增加影响逐级还原反应温度以及反应总失重,当配碳量达到23%时碳氮化钛产物中出现游离碳。钛精矿碳热还原过程中铁氧化物优先还原,钛氧化物经逐级还原形成Ti CN,还原顺序为Ti O2→Ti4O7→Ti3O5→Ti N→Ti(C,N,O)→Ti CN。得到的碳氮化钛粉体呈微米级不规则形状。     

真空碳热还原制备碳化钛和碳化铌粉体的研究

对TiO₂和Nb₂O₅混合球磨料采用真空碳热还原法制得了TiC和NbC,通过正交实验研究了Nb₂O₅、TiO₂和活性炭混合料的摩尔配比、混料球磨时间、还原温度和还原时间对制备TiC和NbC的影响,运用激光粒度仪、X射线衍射仪(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)对混合料和还原产物的粒度、物相及微观形貌进行分析。实验结果表明,各因素对还原程度的影响由大到小顺序为:还原温度>混合料球磨时间>混合料Nb₂O₅∶TiO₂∶C摩尔配比>还原时间,优化实验条件为:混合料Nb₂O₅∶TiO₂∶C摩尔配比1∶3∶20,混合料球磨时间10 h,还原温度1 600℃,还原时间2 h。在该条件下,Nb₂O₅和TiO₂混合料的还原率达到93.90%。真空碳热还原TiO...     

微波碳热还原法制备氮化钒的研究和实践

利用微波高温炉常压碳热还原渗氮法制备了氮化钒，并进行了试生产。实验结果表明微波加热法可以采用V2O5为原料一步反应制得氮化钒，配碳量和温度是影响产物成分的重要因素。试生产结果表明，产品理化指标满足炼钢的要求。与传统加热方式相比，微波加热缩短了反应时间，简化了工艺，因而大幅度地降低了成本。     

真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应热力学

介绍了真空碳热还原制备Mg-Sr合金新思路,研究了其还原反应的反应式、吉布斯自由能及临界还原温度。结果表明,真空碳热还原MgO,SrO的混合物可以得到Mg-Sr合金;其他因素不变的情况下,还原反应吉布斯自由能随反应温度的提高而减小,随系统气压的降低而减小,随反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Sr摩尔分数的减小而减小;反应温度的提高、系统气压的降低和Sr摩尔分数的减小均有利于还原反应的进行;当系统气压为10 Pa,Sr摩尔分数为0.1时,临界反应温度为1353 K;相同系统气压下,碳热还原制备Mg-Sr合金的临界反应温度低于真空碳热炼锶、炼镁的临界温度,反应更易于进行;常规真空硅热还原制备金属镁(皮江法)的反应温度1473 K,气压13.3 Pa下,无论反应生成的Sr,Mg混合蒸气中Mg,Sr相对比例如何,真空碳热还原制备Mg-Sr合金的反应均具备热力学可行性。     

真空碳热还原制备碳氧钛的动力学研究

采用非等温固相模型对碳热还原TiO2历程和动力学条件进行研究。结果表明,真空碳热还原TiO2可分为四个阶段,第一阶段(1 373~1 523K)主要物相为C和TinO2n-1(n≥5),第二阶段(1 523~1 673K)主要物相为C、TiC0.5O0.5和TinO2n-1(2≤n≤4),第三阶段(1 673~1 833K)主要物相为C、Ti2O3和TiC0.5O0.5,第四阶段(1 833~1 973K)主要物相为TiC0.5O0.5;第一阶段动力学方程为α2=kt,受一维扩散控制,表观活化能为113.55kJ/mol,第二阶段动力学方程为(1-α)-1-1=kt,受二级化学反应控制,温度对还原率影响较大,表观活化能为303.36 kJ/mol,第三阶段动力学方程为2[(1-α)-1/2-1]=kt,受1.5级化学反应控制,还原剂不足对反应影响较大,表观活化能为53.93kJ/mol,第四阶段动力学方程为1-2α/3-(1-α)2/3=kt,受三维扩散控制,物料疏松成为晶核长大的限制环节,表观活化能为99.22kJ/mol。     

铁闪锌矿碳热还原机理研究

研究了人工合成铁门锌矿（Zn，Fe）S的高温反应性能，明确了其在只有碳质还原剂存在时具有良好的热稳定性，但极易被氧化钙分解；在碳质还原刘存在的强还原气氛下，铁门锌矿与氧化钙之间的反应更易进行，查清了其离解的条件与机理。     

钼酸铁的碳热还原

用水溶液沉淀法制备钼酸铁[Fe_2(MoO_4)_3]。用900～1100℃温度范围内获得的反应产物的热重法和X射线衍射法来研究石墨还原—碳化钼酸铁。又在700～800℃温度范围内研究了用一氧化碳的还原-碳化法。发现用石墨还原是通过产生铁和Magneli相而进行的,后者再还原成MoO_2和Fe_3Mo_3C,最后,在Fe_3Mo_3C消耗后,生成了Fe_2MoC。另一方面,用CO的还原-碳化,在生成MoO_2后,直接碳化成Mo_2C和Fe_2MoC,并未生成中间相Fe_3Mo_3C。     

溶胶凝胶-碳热还原法制备Si_3N_4纳米粉末

以硅溶胶为硅源,有机碳为碳源,有机氮和氮气为氮源,先采用溶胶-凝胶法制备前驱体,然后进行碳热还原制备Si3N4陶瓷纳米粉体.主要研究了硅碳比、反应温度、氮气流量、保温时间等工艺因素对氮化硅粉体生成的影响.碳热还原制备Si3N4纳米粉体的最佳工艺条件为:碳硅比(摩尔比)为3.5: 1,氮气流量为3L/min,煅烧温度为1 500℃,保温时间2h.在以上最佳工艺条件下,可制备出纯的Si3N4纳米粉体,其中α-氮化硅为90.8%,β-氮化硅为9.2%,平均粒径为43.82nm.     

SiC/Si3N4复合纳米粉的微观结构与形态

用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和图像分析等分析手段，对激光诱导六甲基乙硅胺烷加氨气气相合成纳米陶瓷粉进行了结构分析及表征．结果表明：利用激光诱导六甲基乙硅胺烷合成出了理想的纳米陶瓷粉，实验制备的粉体由非晶态相和少量晶态相组成，颗粒形状规则呈球形；其微粒粒径多为10—20nm范围，大部分分散性较好，粉中无游离的硅生成；主要相为非晶态结构的SiC和Si3N4组成，少量晶态相为α-SiC、β-SIC和Si3N4．在可控制备工艺条件下能够合成理想的非晶纳米SiC粉体．     

Influence of RE Addition on the Synthesis Mechanism of Si_3N_4from Silica Reduction by Carbon in Nitrogen Atmosphere

ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＲＥＡｄｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅＳｙｎｔｈｅｓｉｓＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＳｉ_３Ｎ_４ｆｒｏｍＳｉｌｉｃａＲｅｄｕｃｔｉｏｎｂｙＣａｒｂｏｎｉｎＮｉｔｒｏｇｅｎ　ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｅＬｉＷｅｎｃｈａｏ（李文超）；ＺｈｕａｎｇＹｏｕｑ...     

“前驱体+真空碳热还原”法制备超细Mo_2C粉末的研究

利用"前驱体+真空碳热还原"法制备了超细Mo_2C粉末,采用XRD、FESEM等表征手段研究配碳量、合成温度以及保温时间对Mo_2C粉末微观形貌和物相组成的影响。结果表明:在配碳量为150%(质量分数)、合成温度1 150℃、保温2.0 h条件下制备的超细Mo_2C粉末,粒径约为100~500 nm。     

RS-Si_3N_4/SiC复相耐火材料的组织与性能

利用三点弯曲试验 ,RXD,SEM等手段研究了原料组成对 RS-Si3N4 /Si C复相耐火材料的密度、抗折强度、抗热震能力以及相组成、显微组织和断口形貌的影响 .结果表明 ,当原料中硅质量分数为 2 5%时 ,Si3N4 /Si C复相耐火材料具有最高的抗折强度和抗热震稳定性 .论文中对此种材料的相结构、显微组织和断口形貌进行了分析     

原位制备细晶Si3N4-Si2N2O复相陶瓷

以Y2O3和Al2O3纳米陶瓷粉体作为烧结助剂，液相烧结非晶纳米Si3N4陶瓷粉体，制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷。Si2N2O相通过原位反应2Si3N4(s) 1．5O2(g)：3S12N2O(s) N2(g)生成。160012烧结，烧结体保温30min，Si2N2O体积分数达到52％，基本由细小均匀的球形晶粒构成。平均粒径尺寸210nm，相变过程中，个别颗粒异常长大，长径比达到1．5。保温时间对孔隙、密度和粒径产生重要影响：随着保温时间的延长，孔隙逐渐收缩减小，烧结体的致密度逐渐提高，晶粒逐渐长大，保温60min，孔隙几乎完全闭合，相对密度达到99．1％，平均粒径280nm。当保温时间达到90min时，相对密度增加并不明显，但平均粒径长大到360nm。     

SiC纳米及晶须增强Si_3N_4基复相陶瓷断裂行为的研究

用扫描电镜、透射电镜及努氏压痕法研究了添加SiC晶须、纳米颗粒及晶须和纳米颗粒的三种Si3N4基复相陶瓷在外力作用下的断裂行为。这三种材料断裂的主要方式是沿晶断裂 ,偶尔可见穿晶断裂。在裂纹发展的路径上当裂纹尖端遇到了晶须、集聚的纳米颗粒及类晶须时 ,会产生扭转、偏转、断裂、拔出和终止 ,从而使裂纹能量消耗 ,抑制和阻碍了裂纹的扩展和传播 ,起到了增韧补强的作用。     

工艺条件对溶液雾化氧化法制备Co_3O_4粉末的影响

以CoCl2·6H2O为原料,采用溶液雾化氧化法制备Co3O4粉末,对反应温度、溶液浓度、载气压力等工艺条件对产物粒子形貌及粒度分布的影响进行系统研究.结果表明,反应温度对Co3O4粉末的形貌和粒度都有影响,高温下粉末粒度较小,球形度较好,但温度过高会导致粒子团聚;COCl2·6H2O溶液的浓度对Co3O4粉末粒度也有影响,高浓度下所得Co3O4粉末的粒径较大;雾化压力增大,有利于得到颗粒分布均匀、分散性好的Co3O4粉末,但粉末粒度随之增大.在反应温度为850℃、CoCl2·6H2O溶液浓度为1.5 mol/L、雾化压力为1.5×10 5Pa的条件下,反应较完全,可制备物相单一的Co3O4粉末,产物为均匀分布的球形粉末,且粒度分布较窄.     

纳米Fe包覆Si3N4及烧结组织分析

非均相沉淀-热还原法制备Fe/Si3N4颗粒复合粉末及常压烧结与热压。通过SEM、TEM、EDS、XRD等方法观察Fe/Si3N4复合粉末的结构形貌,常压烧结与热压后的微观组织。结果表明:复合粉末主要存在Fe相与Si3N4相,结构为纳米薄层Fe均匀包覆Si3N4颗粒;常压烧结与热压的样品微观组织有较大的不同:常压烧结样品存在的主要衍射峰为Fe/Si化合物、SiC和Si3N4,SEM图观察Fe/Si化合物晶粒粗大(2～3μm),分布在Si3N4(1μm左右)相之中;热压样品存在的主要衍射峰为Fe、Fe/Si化合物和Si3N4,SEM图观察Fe/Si化合物晶粒较细(1μm左右),镶嵌在类似玻璃态物质中。并通过热力学分析进行讨论与解释。     

碳热还原法制备锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3的研究

以LiCO3、V2O5、NH4H2PO4为原料,采用碳热还原法合成锂离子电池正极材料Li3V2(PO4)3(LVP).根据TG分析得到制备样品的温度范围.对所得材料分别进行了XRD、粉末微电极循环伏安及恒电流充放电测试.XRD分析表明, 850 ℃煅烧所得样品特征衍射峰型尖锐,晶体结构发育良好,为纯相的Li3V2(PO4)3;循环伏安测试表明,锂离子脱嵌分三步进行,循环伏安曲线对称性好;合成的正极材料在7 mA/g恒流充放电,首次充、放电比容量分别为129.8 mA·h/g、116.8 mA·h/g,充放电效率达90%,循环性能有待提高.材料中过量碳的加入提高了其充、放电比容量,使其循环性能有所改善.