孝义铝土矿区半软质粘土烧结性研究

通过全面分析研究孝义铝土矿区半软质粘土的矿物构成和化学成份，证明该矿物属含有少量多水高岑石的高岑石型半软质粘土。根据矿物的性质制定出矿物原料的成型、煅烧工艺。实验表明：该矿物的烧结性与煅烧温度关系密切，且烧结温度范围较窄，是良好的陶瓷及耐火材料原料。     

TiSi_2改善TiB_2陶瓷烧结性能的研究进展

本文介绍了硼化钛陶瓷的性能与应用,重点介绍了不同的烧结方法、不同的烧结助剂对硼化钛陶瓷烧结性能的影响,在对TiSi2材料性能特点分析的同时,阐述了TiSi2作为烧结助剂改善硼化钛陶瓷烧结性能与抗氧化性能的依据,指出了开展TiSi2改善TiB2陶瓷的烧结性能与抗氧化性能的研究亟待解决的问题,提供了一条改善TiB2陶瓷烧结性能的新途径,具有理论意义与应用价值。     

碳热还原法合成TiB2的反应传质机理

在XRD、SEM、能谱分析、TEM、TG-DSC等实验分析的基础上,对以TiO2、B2O3、C为原料,通过碳热还原法合成TiB2粉末的反应传质机理进行了研究,阐明碳热还原法合成TiB2的反应传质机理,建立碳热还原法合成TiB2的反应传质模型。研究表明:在碳热还原TiO2的过程中,由低温到高温,最稳定的还原产物分别是Ti4O7和Ti3O5,尤其当温度超过1300℃以后,Ti3O5为最稳定的还原产物。在碳热还原TiO2与B2O3合成TiB2的反应过程中,DDSC曲线上有几个明显的吸热峰,这分别对应于TiO2→Ti4O7→Ti3O5→TiB2的反应阶段。碳与氧化物颗粒之间是通过CO/CO2气体偶实现质量传递的。在反应体系中,B2O2(g)气相、Ti3O5(s)固相分别是形成TiB2的前驱体。     

固相反应法合成锌铝尖晶石

以ZnO、Al(OH)3为原料,采用固相反应法合成了锌铝尖晶石粉体,研究了固相反应温度、保温时间对粉体的相组成和显微结构的影响。并运用热分析、X射线衍射以及扫描电子显微镜等分析测试方法对制备的锌铝尖晶石粉体进行了表征。热分析显示,Al(OH)3的分解是分两步完成的;当固相反应温度为800℃时,开始有锌铝尖晶石生成;适当延长保温时间有助于锌铝尖晶石生成。固相反应法合成锌铝尖晶石的最佳工艺条件为1400℃×3 h。合成的锌铝尖晶石粉体晶形发育完整,平均粒径为15μm左右。     

碳热还原TiO2与B2O3合成硼化钛粉体

在碳管炉内,碳热还原TiO2与B2O3合成了TiB2粉体.采用XRD、SEM、TG-DSC等分析技术,研究了碳热还原法合成TiB2时B2O3的加入量、还原剂C的加入量及还原剂的种类对合成TiB2产率的影响.研究表明,为提高TiB2的合成产率,原料配比中B2O3和C应适当过量,最佳的原料配比(物质的量)为:TiO2∶ B2O3∶C=1∶2∶5.5;在炭黑、活性炭和石墨三种碳源的选择上,以炭黑的还原效果最佳.     

碳热还原法合成硼化钛

以金红石型TiO2、石墨和B2O3为原料,采用碳热还原法合成了TiB2粉末。借助X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段,研究了工艺条件对合成TiB2的影响。结果表明:合成温度、球磨时间、保温时间、合成气氛是影响TiB2合成的主要因素。随着合成反应温度升高,TiO2的碳热还原顺序依次为:TiO2→Ti4O7→Ti6O11→Ti5O9→Ti3O5→Ti2O3。TiB2的生成反应温度开始于1300℃左右。真空下合成TiB2的最佳工艺条件为:球磨时间为24h,合成温度为1450℃,保温时间为3h。合成TiB2粉末的纯度达到98%,晶粒发育完整,平均粒径为2～3μm。     

TiB2粉末的氧化行为研究

采用TG-DSC热分析仪,对TiB2粉末氧化进行了热重分析;采用等温氧化增重法,对TiB2粉末的氧化行为进行了研究,并对氧化产物进行了XRD分析和SEM分析.结果表明,TiB2粉末的氧化行为,在氧化温度低于1000℃时,其氧化增重与氧化时间之间符合抛物线规律,氧化机理为氧通过产物层的向内扩散为主要控制步骤;当氧化反应温度高于1000℃时,在氧化界面上的化学反应速度成为控制步骤.XRD和SEM分析表明,当氧化温度低于1200℃时,氧化产物相为TiO2(金红石)和B2O3(液相)当氧化温度高于1200℃时,由于B2O3液相转变为气相B2O3,氧化产物为TiO2(金红石).     

TiB2-TiSi2复相陶瓷的氧化行为研究

采用等温氧化增重法,研究了1650℃热压烧结的TiB2-TiSi2复相陶瓷的高温氧化行为.通过XRD、SEM等分析手段,研究了高温氧化层的物相组成与显微结构,并结合热力学计算,探讨了TiB2-TiSi2复相陶瓷高温抗氧化机理.研究表明:TiB2-TiSi2复相陶瓷的氧化增重随时间变化符合抛物线变化规律;随着在空气中氧化时间延长,氧化增重初期增加较快,进而增加较为平缓,进入钝化氧化阶段;TiB2-TiSi2复相陶瓷的高温抗氧化机理为TiSi2先于TiB2与氧发生反应形成TiO2与SiO2保护层,阻碍了氧气与材料的进一步接触,使材料具有高温自愈合抗氧化性,提高了TiB2-TiSi2复相陶瓷的高温使用温度.     

Al2O3原料种类对固相反应法合成锌铝尖晶石的影响

采用固相反应法,合成了锌铝尖晶石粉体。运用热分析、XRD、SEM分析等方法,研究了Al2O3原料种类对合成锌铝尖晶石的影响。研究表明:原料种类对合成反应开始温度有直接影响,以Al(OH)3作为Al2O3的原料与以非活性Al2O3作原料相比,生成锌铝尖晶石的开始反应温度降低近400℃;XRD和SEM分析表明,以Al(OH)3作为Al2O3的原料,锌铝尖晶石的开始生成温度为800℃,随合成反应温度升高,锌铝尖晶石的生成量显著增加;以ZnO、Al(OH)3为原料合成锌铝尖晶石的最佳合成温度为1200℃,保温时间为3h,合成得到的锌铝尖晶石呈立方晶粒,晶形发育完整,平均粒径为15μm。     

生物模板辅助合成形貌可控的BiOBr微球及其光催化性能

通过生物模板(L-赖氨酸)辅助水热法制得微球状BiOBr,探究L-赖氨酸的加入量对BiOBr形貌及其性能的影响,采用X射线衍射、场发射扫描电镜、透射电镜、全自动多功能气体吸附仪、紫外可见漫反射谱以及电化学工作站等技术对样品进行表征.分析并提出了BiOBr微球的形成机理和光催化降解机理.结果表明:L-赖氨酸的加入量对BiOBr的微观形貌、光吸收性能和光催化性能均有显著影响.当前驱体溶液中n(BiOBr)/n(L-赖氨酸)的摩尔比为1:1时,BiOBr微球的尺寸缩小至300 nm,最大吸收波长提升至445 nm,其在可见光照射90 min内对罗丹明B(RhB)的降解率达99.5％,溶液中总有机碳的去除率达62.2％,且在光照150 min内对盐酸四环素(TC-HCl)的降解率达79.9％.此外,在复合物降解RhB的过程中,·OH和h+是光催化降解RhB过程中的主要活性基团,而·O-2则是次要活性基团.