钛金属新型冶金技术

尽管金属钛及其合金具有非常优异的机械性能,很强的耐腐蚀性能和耐高温性能,而且钛的矿藏资源在地球上也非常丰富,但全球金属钛的产量不到原铝产量的1%,也不到钛白粉产量的1/10。造成这一现象的主要原因是现行的钛金属生产方式,Kroll法的成本过高。在过去的几十年里,数十种新型的钛金属生产方式被提出,包括新的金属热还原,氯化物电解,氧化物熔体电解,氧化物固体电解以及复合阳极电解的方式。对上述新型钛生产工艺进行简要介绍。     

熔盐电解制备难熔金属的现状与展望

介绍了传统的熔盐电解法用于难熔金属制备的应用现状,分析了其存在的弊病:主要是传统熔盐电解法对电解质要求严格,难以找到合适的熔盐.而新开发的熔盐电解法--FFC法和SOM法,都从一定程度上降低了电解过程对电解质的要求,成为熔盐电解制备难熔金属发展的新方向,是低成本、连续化、无污染生产难熔金属的可行之路.上海大学综合分析了FFC法和SOM法的优缺点,提出了一种改良的SOM法,该方法有效避免了FFC法中的缺点,并在制备Ti,Ta,Cr上取得成功.     

电脱氧法的发展及应用研究

简述了电脱氧工艺发展经历的3个阶段:阴极精炼技术、改进的钙-卤化物熔盐脱氧法和FFC剑桥工艺;详细阐述了3种工艺的发展及反应机理;重点介绍了具有工艺流程简单、成本低、绿色环保等优点的FFC剑桥工艺,综述了FFC剑桥工艺在制备金属、合金及其他物质方面的广泛应用,并展望了该工艺的发展前景.     

熔盐电解法制备TiW合金

采用熔盐电解法直接由TiO2和WO3混合物电极制备了高W含量的TiW合金,并对电解中的电流变化、物相组成和组织演变进行了研究分析。在900℃和3.1 V的电解条件下,在熔融CaCl2熔盐中,以石墨为阳极、TiO2和WO3的混合物为阴极进行电解,采用SEM、EDS和XRD等方法对电解还原过程中的产物进行了分析。电解后可制得成分可控的钛钨合金,氧含量较低。     

熔盐电解法制备金属钛工艺中TiO2电极性能研究

采用模压成型法制备了TiO2电极。分别用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等测试手段分析了不同烧结温度下TiO2电极的形貌、物相。基于阿基米德定律和欧姆定律测定了不同烧结温度制备的TiO2电极的孔隙率和电阻率。分析结果表明,随烧结温度的升高,TiO2电极晶粒逐渐长大,柱状晶粒结晶程度越来越好,在1100℃和1200℃时平均粒径都在4μm左右;晶型随烧结温度的升高发生变化,温度高于1000℃时锐钛型TiO2全部转变为金红石型。孔隙率和电阻率随烧结温度的升高而减小,烧结温度越高,电极导电性能越好。1100℃和1200℃烧结后在1000~1050℃时电阻率约为0.14Ω.m并最终趋向于恒定。所制备的TiO2电极经熔盐电解实验后得到的金属钛含量高达99.69%。     

熔盐电解法制备金属钴的研究

在850℃的CaCl2熔盐中,以烧结后的Co3O4片体为阴极,高密度石墨碳棒为阳极,采用恒电压电解,成功制备出金属Co.采用扫描电子显微镜(SEM)分析样品电解前后的微观形貌;采用X射线衍射仪(XRD)分析电解产物的相组成.结果表明,烧结温度越高,试样的孔隙率越低,颗粒越大,电解速率越慢,产物的颗粒越大.经850℃烧结的氧化物试样,在3.1V工作电压下电解12h,可制备出海绵状纯相的金属Co.     

熔盐电脱氧法制备金属Ti的最新研究进展

介绍了熔盐电脱氧法制备金属Ti的基本原理,分析了熔盐电脱氧法(FFC法)的优点,并指出了目前该方法遇到的主要问题,评述了FFC法目前发展的动态,简要介绍了利用FFC法制备其它金属或合金的情况,并综述了该方法将来的发展前景.     

熔盐电脱氧法制备La_(0.5)Ce_(0.5)Ni_5的研究

以烧结后的La2O3、CeO2、NiO混合物片体作为阴极,高密度碳棒作为阳极,在850℃的CaCl2熔盐中,采用恒电压电解,对La0.5Ce0.5Ni5三元合金进行了制备。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的分析结果表明,经1050℃烧结的混合氧化物,在3.1V工作电压下电解12h,可以得到海绵状La0.5Ce0.5Ni5三元储氢合金。不同时间电解后样品的XRD衍射图谱显示,电解过程是逐步进行的,NiO首先在电极上还原为Ni,然后LaOCl(由La2O3与CaCl2反应生成)和CeOCl(由部分还原的CeO2与CaCl2反应生成)在新生成的Ni表面还原并形成La0.5Ce0.5Ni5合金。Ni单质的存在很可能是由于生成的LaOCl和CeOCl部分溶解在熔盐中造成损失,使得Ni量多于化学计量比。     

用熔盐电解法制备超细钨粉

在NaCl-KCl-Na2WO4-WO3熔体中,用熔盐电解法电解氧化钨制取细钨粉和超细钨粉。在电解温度为720℃,阴极电流密度为250mA/cm^2的条件下,得到平均等积圆直径为1．2μm、长宽比为1．6的超细钨粉。在低阴极电流密度时,阴极的电解反应为W^6 放电,在高阴极电流密度时,阴极的电解反应为Na^ 放电。研究了温度、阴极电流密度和Na2WO4的含量对电流效率的影响。     

熔盐电解渗铝的研究

采用含有少量冰晶石的等摩尔氯化钠和氯化钾熔盐体系,对镍基高温合金实现电解渗铝.结果表明,在800～900℃温度范围内,可获得由δ相和β相组成的铝化物涂层,其结构与固渗法所得相仿.作者运用循环伏安技术,恒电位和恒电流暂态测量等电化学方法,研究了电极/熔盐界面的电化学行为;揭示出铝原子往基体内部的扩散是整个过程的速度控制步骤;并求得铝原子在δ(Ni_2A1_3) 相金属间化合物中的扩散系数以及这一参数随温度变化的阿累尼乌斯线性关系.     

金属纳米线的制备方法

综述了金属纳米线近年来的研究现状,总结了多孔氧化铝模板法、聚合物膜模板法、软模板法和外场诱导法制备金属纳米线的研究成果,并提出了金属纳米线目前研究中存在的问题和潜在的发展方向。     

溶液燃烧合成法制备纳米金属氧化物的研究进展

简要介绍了纳米金属氧化物的一些应用;综述了近年来纳米金属氧化物的制备方法———溶液燃烧合成法;其中着重评述了近年来改进的溶液燃烧制备方法:自蔓延溶胶-凝胶燃烧合成法、浸渍在惰性支撑物中的燃烧合成法、浸渍在活性支撑物中的燃烧合成法、盐助溶液燃烧合成法、微波助溶液燃烧合成法、乳液燃烧合成法和纤维素辅助溶液燃烧合成法;并展望了该领域今后的研究方向。     

过渡金属氮氧化物制备方法的研究进展

综述了近10年来过渡金属氮氧化物的制备方法,主要包括溅射法(磁控溅射法和等离子体溅射法)、化学气相沉积法(等离子体增强化学气相沉积法、低压化学气相沉积法和催化化学气相沉积法)和化学合成法(氨解法、原位热解法和氮化物氧化法)三大类,并总结了常用的溅射法和化学气相沉积法合成技术参数。     

金属液电解质制备及性能研究

采用固相反应法在1673K合成了Al2-xYbxO3-α(x=0,0.005,0.01,0.02)陶瓷粉体,在空气气氛中1873K、10h对材料进行二次烧结。XRD物相分析结果确定合成后的样品中有α-Al2O3基固溶体和微量Yb2O3存在。为了明确Yb掺杂α-Al2O3的电化学性能,采用交流阻抗测试法、红外光谱分析仪在1073~1473K,高氧气氛(Ar/O2/D2O)/(Ar/O2/H2O)、高氢气氛(Ar/H2/H2O)/(Ar/D2/D2O)下测量了固体电解质的同位素效应、气氛依赖性及交流阻抗谱。通过检测电导的H/D同位素效应,确定了固体电解质的质子导电优势区域,结果在富氢气氛下,1073~1473K温度范围内有明显的H/D同位素效应,质子是主要的载流子。在富氧气氛下,1073~1273K温度范围内,质子是主要的载流子。     

金属Ti/Cu多层膜紫外光反射性能研究

采用直流磁控溅射方法制备Ti/Cu和Cu/Nb多层金属反射膜,并对膜的紫外反射性能进行研究,发现该膜的反射性能与基片的结构和温度、多层膜的周期和结构有关。选用取向为（100）的单晶Si为基片,在基片温度为470℃左右、多层膜的周期为30时,膜的结晶性较好,且多层膜的反射率随波长的减小而增加,在波长为250nm时,反射率可达到65％。     

复合金属离子抗菌沸石的制备及研究

以13X沸石为载体,用不同的方法制备了四类金属离子抗菌沸石.用WAXD、EDS、AAS、抑菌环法等表征了抗菌沸石的结构、抗菌金属离子相对含量和抗菌性能.结果表明,金属离子交换过程没有改变13X的基本结构,进入13X的抗菌金属离子具有缓释性. 采用复合离子交换法制备的多金属的含银抗菌沸石具有最佳抑菌性能,其相对抗菌强度优于阳性对照AGZ-330,且成本较低.复合金属离子抗菌沸石较高的多种抗菌离子含量及缓释能力具有协同抑菌作用和广谱抑菌性.     

纳米金属颗粒－绝缘体膜制备的研究

本文介绍了一台利用磁控溅射产生金属团簇，同时蒸发绝缘介质得到金属颗粒－绝缘体包埋团簇的设备，并利用该设备成功地制备出了Ｃｕ：ＣａＦ２和Ｔｉ：ＣａＦ２等金属颗粒膜。该设备适应性广，可产生几乎所有固体金属和半导体团簇。从而可以得到众多组合的功能膜。包埋在绝缘体中的团簇大小在１０ｎｍ－７０ｎｍ之间，为多晶结构；基质ＣａＦ２也为多晶     

环己烷制备内包金属洋葱状富勒烯的研究

采用CVD法制备了内包金属洋葱状富勒烯(Onion-like Fullerenes,OLFs),并通过XRD、SEM、EDS和TEM等手段对产物进行了结构表征.结果表明,以二茂铁溶于环己烷中制成的溶液为碳源,在900℃经化学气相沉积制备出的内包金属OLFs呈球状或准球状,直径在10～60 nm之间,包含有11.6 wt?,石墨化程度较高.     

TiO2纳米管的制备及其光催化性能研究

利用水热法制备了TiO2纳米管,采用TEM、XRD等分析手段对其形貌和晶体相态进行了表征,并进行了光催化实验。实验结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米管的管径小、营形均匀,TiO2纳米管的光催化性能明显高于TiO2纳米粒子。     

氮氧化硅薄膜制备方法的研究

氮氧化硅薄膜综合了ＳｉＯ２膜和Ｓｉ３Ｎ４膜的优点,具有优秀的光电性能,力学性能和稳定性能,已经在光电领域获得了广泛地应用,此外在材料改性方面也有广阔的应用前景。本文综合评述了几种氮氧化硅薄膜的制备方法,比较了各自的优缺点,并指出了今后制备方法的发展趋势。