碳化硼微粉的制备及其性能表征

为对比不同品质的碳化硼微粉在纯度、晶型、形貌和硬度上的差异,先采用Fact Sage软件对碳热还原法制备碳化硼的反应过程进行热力学计算理论合成温度;再以硼酸和石油焦为原料,采用电弧炉碳热还原法制备了碳化硼结晶块,并根据其品质的不同分为一级品和二级品;然后采用化学分析、XRD、SEM和显微硬度等分析其纯度、硼碳比、晶型、物相结构、表观形貌和显微硬度。研究表明:碳热还原法制备碳化硼的理论合成温度应为1 600~1 800℃;一级品碳化硼微粉的纯度高(B4C质量分数达98.35%),n(B)n(C)接近B4C化学计量比4,结晶好,致密度高,硬度高。     

前驱体法制备B4C-TiB2复相陶瓷及其性能研究

以B4C粉、钛酸四丁酯为主要原料，通过烧结过程中的原位反应，在2100℃热压烧结制备了B4C—TiB2复相陶瓷。分别采用XRD和SEM分析了其物相组成和显微结构，并测试了其致密度和力学性能。结果表明，在B4C基体中生成了弥散分布的超细TiB2颗粒，TiB2的引入使样品的致密度提高。添加2vol％TiB2的样品的硬度、抗弯强度、弹性模量和断裂韧性分别达到了31GPa、586．6MPa、4087GPA和7.61MPa.m^1/2，比相同条件下制备的碳化硼单相陶瓷均有提高。     

热压碳化硼氧化行为及其对摩擦特性的影响

研究了热压碳化硼在973－1273K的氧化行为及其对摩擦性能的影响。氧化试样用X射线衍射分析其成分。用电子显微镜观察其微观形貌。结果表明,氧化试样表面生成一层薄而透明的B2O3薄膜。由于B2O3与B4C材料的热膨胀系数相差甚远,因而冷却时发生龟裂B2O3继而与空气中的水蒸汽发生反应,生成白色的H3BO3。H3BO3是一种固体润滑剂,当其出现于碳化硼摩擦副表面,可将摩擦系数由未经氧化处理的B4C／B4C摩擦副的0．25－0．35降至0．05左右,但氧化温度达1273K时,由于表面氧化腐蚀较严重,可能造成表面颗粒剥落,不利于降低摩擦系数。     

保温温度对固相烧结SiC/B4C复合陶瓷力学性能及微观形貌影响

以碳化硅、碳化硼微粉为原料,酚醛树脂为粘结剂,用固相烧结法制备了高温性能优异的SiC/B4C复合陶瓷,研究了保温温度对SiC/B4C复合陶瓷力学性能及微观形貌的影响.研究结果表明:2150℃保温45min可制备出相对密度高达96.60％且综合性能优异的SiC/B4C复合陶瓷,其维氏硬度为26.5GPa,断裂韧性为4.04MPa·m1/2,抗弯强度为345MPa;B4C晶粒周围被SiC呈板状结构包裹,少量B2O3存在于晶界处;当温度高于2150℃时,出现整体排列的片层状SiC,SiC由6H-SiC向4H-SiC转变.     

高压合成B-C-N化合物的结构表征

将三聚氰胺和硼酸的混合物进行高温处理，制备出成分为B0．54C0．28N0．18的B－C－N前驱物，这种前驱物与Ca3B2N4触媒混合后在5．5GPa,1600℃条件下获得平均成分为B0．47C0．23N0．30的化合物，采用X射线衍射和选区电子衍射分析了高压合成产物的晶体结构，发现合成的B－C－N化合物由3种相组成，主晶相为正交相，其余为六方相和立方相，用X射线光电子谱和红外光谱分析了合成产物的价键结构。     

Na_2CO_3添加剂和反应温度对碳热还原法制备碳化硼的影响

为了制备高品质、结晶良好的碳化硼,以石油焦和硼酸为原料,Na_2CO_3为添加剂,通过碳热还原法采用中频感应炉进行冶炼,研究了Na_2CO_3添加量(质量分数分别为2%、3%和5%)和反应温度(1 600、1 700、1 800和1 900℃)对制备碳化硼的影响。结果表明:随着Na_2CO_3添加量的增加,生成碳化硼的晶体尺寸逐渐增大,且晶粒形状趋于规则的多面体型,晶粒表面较为光滑,较好的Na_2CO_3添加量为3%(w);随着冶炼温度的升高,B_4C结晶化程度提高,游离碳含量减少,且晶型逐渐趋于规则,1 800℃为冶炼的较优温度; B_4C晶体显示明显的螺纹生长痕迹,表明其晶粒的生长符合螺旋位错生长。     

复合预混合饲料中维生素B族的测定

报道预混合饲料中水溶性维生素B1、B2、B6、B5(烟酸)、B11(叶酸)的高效液相色谱分析方法。以C18柱为分析柱，流动相为甲醇：水：乙酸(150：842：8．V／V／V)．pH为3，O，紫外检测波长为275nm，检测物的平均回收率达到96％，相对标准偏差小于1．0％。     

碳化硼的制备、应用与碳化硼研磨料的回收前景

B4C密度小、熔点高、硬度高,化学稳定性好,具有良好的中子吸收能力,广泛应用于核工业、材料、陶瓷等领域。碳化硼制备复杂,属高能耗产业。本文综述了碳化硼的制备方法及其应用。目前蓝宝石研磨废料中约含70%碳化硼,且尚未有效回收处理,如能将该研磨废料中的碳化硼回收,不但可实现碳化硼资源的综合利用,还能够大幅度降低碳化硼磨料以及蓝宝石的加工成本,因而具有广阔的应用前景。     

反应烧结碳化硼/碳化硅凝胶注模成形工艺的研究

以碳化硼颗粒为增强相,采用凝胶注模成形工艺制备反应烧结B_4C/SiC复合材料。通过对低粘度、高固相含量碳化硼、炭黑和碳化硅浆料的制备技术以及凝胶注模成形工艺参数的研究,制备出了结构均匀、致密度高的反应烧结碳化硼/碳化硅复合陶瓷。并分析了碳化硼、炭黑和碳化硅料浆制备过程中不同碳化硅颗粒级配、碳化硼含量和碳化硼颗粒大小、球磨时间、料浆pH值、固相含量对料浆粘度的影响。     

固相法制备高纯纳米碳化硼

以聚乙烯醇为碳源,硼酸为硼源,利用固相热反应法制备了高纯度纳米碳化硼(B_4C)粉体,用红外光谱分析、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜对产物的物相、结构与形貌做了表征,并研究了制备条件对碳化硼粉体的影响。结果表明,将聚乙烯醇与硼酸在250℃以下反应可制备聚合物前驱体;将该聚合物前驱体于750℃低温裂解2 h可以得到裂解前驱体;该裂解前驱体在1 450℃下反应2 h,可得到高纯纳米碳化硼。     

A low cost,low energy,environmentally friendly process for producing high-purity boron carbide

Boron carbide with purity levels higher than that achievable by traditional manufacturing processes using an electric arc furnace (EAF) was produced by a novel low cost, low energy, environmentally friendly process of carbothermic reduction of boric acid (H₃BO₃) with carbon using a self-designed temperature-controllable electric resistance furnace (ERF). The process is divided into three stages: the pelleting stage, the low-temperature pre-dehydration stage, and the high-temperature reduction stage. The optimal conditions are determined as a pelleting pressure of 20?MPa, pre-dehydration temperature of 400?°C, H₃BO₃/C ratio of 3.38, and reduction temperature of 1900–2300?°C. The formation of boron carbide changes from liquid-solid reactions to gas-solid reactions with increasing temperature. Furthermore, the decreasing CO partial pressure is verified to be beneficial for the synthesis of boron carbide. The proposed process circumvents the disadvantages caused by the evaporation of large quantities of water steam and unstable reduction temperature and B/C ratios exhibited by the traditional EAF process. Moreover, it provides a more stable and controllable reduction temperature for producing high-purity boron carbide that leads to improved energy consumption, product quality, and cost efficiency and reduces air pollution mainly caused by volatilization and condensation of boron oxides.     

碳化硼陶瓷烧结的研究

通过对碳化硼陶瓷烧结机理和烧结过程的描述,得出在整个烧结过程中不同烧结条件对产物影响不同。根据常用B4C陶瓷主要使用性能的要求,从机理和实验结论出发得出影响烧结的几个主要因素。使在热压烧结过程中B4C晶粒的形成和致密度的提高得到更好的控制,从而提高B4C陶瓷材料的力学性能。     

Flash sintering feasibility study and localized densification in boron carbide

The feasibility of flash sintering boron carbide (B₄C) was investigated using a direct current (DC) electric field across different electrodes, field strengths, and thermal profiles. Flash behavior was observed at furnace temperatures as low as 386°C with field strengths of 68-278 V/cm, but only a small channel of the specimen was densified due to hot spot effects. Application of a 2.2 V/cm·s voltage ramp at a constant temperature of 550°C caused uniform heating, but at temperatures too low for sintering. Scalable densification of B₄C at low furnace temperatures with flash sintering is theorized to be possible by applying a higher current density through power supply or specimen modifications.     

电弧炉电弧放电时氮氧化物的产生及其控制的分析探讨

分析了电弧炉电弧放电的工作原理,详细阐述了电弧炉放电产生氮氧化物的过程及反应机理,并通过减少放电间距、增加电弧柱内气体流量和湿度、增大电弧炉的体积、将气流方向平行于电极和电弧炉工业烟气(废气)通入亚硫酸盐液曝气几个方面进行了分析、探讨,检测数据表明,通过以上方法可有效控制NO_x的排放浓度在国家允许范围内。     

浅谈矿热炉炉盖内衬结构的施工对比

通过对矿热炉炉盖内衬结构的3种施工模式进行对比,提出了炉盖内衬采用轻质浇注料与重质浇注料分层浇注模式的优点,力求达到改善和延长炉盖使用寿命,提高矿热炉冶炼水平,降低热损失,提高经济效益。     

ANN预估补偿算法在炉电极控制系统中的实现

针对电炉的执行机构的调节总是滞后于电弧炉实际状态变化的情况,在专家系统的基础上增加弧炉神经网络预估模型,通过它预估出电弧炉下一时刻的状态,并经过特定的优化程序(ANN预估补偿程序)对专家系统的输出做出优化补偿.系统的实际运行证明:神经网络预估补偿的电弧炉自适应控制是一种可行的电弧炉电极控制方法;在电弧炉的点弧过程中,电弧的稳定性有较大改进,提高了功率因数,降低了电耗.     

钒钛磁铁矿流态化直接还原技术现状与发展趋势

钒、钛是重要的生产生活资料,90%以上赋存于钒钛磁铁矿中. 我国钒钛磁铁矿资源储量丰富,但在当前高炉?转炉工业流程中,受高炉冶炼条件限制,钒钛磁铁精矿中的钛元素未能得到回收利用. 面对钒钛磁铁精矿铁钒钛资源全面提取利用难题和资源环保集约综合利用的迫切需求,直接还原?电炉熔分两步法流程受到广泛关注,其中流化床法因直接采用粉矿入炉、工序流程短、低温综合反应效率高,在直接还原工序中优势突出. 本工作阐述并对比了钒钛磁铁精矿流化床直接还原工艺,分析了钒钛磁铁精矿难还原的原因,重点介绍了流态化预氧化强化还原方法,同时归纳流化床直接还原过程中影响粘结失流的主要因素,总结了5种抑制铁矿粉粘结失流的直接方法,并提出了添加MgO惰性添加剂、碳包覆及改进床型结构的研究发展方向.     

SiC冶炼炉温度场有限元分析

采用有限元分析方法对Ａｃｈｅａｓｏｎ炉内温度场进行研究,进而采用ＡＮＳＹＳ数值模拟软件对冶炼炉内温度分布进行模拟,得到了冶炼炉内温度分布的模拟图,分析了炉内的温度分布规律及其对ＳｉＣ的生成和产率的影响,并提出了扩大ＳｉＣ生成温度区域的措施。     

An efficient way of recycling silicon kerf waste for synthesis of high-quality SiC

In this paper, an efficient approach of recycling and reutilizing of silicon kerf waste (SKW) to prepare high-quality silicon carbide (SiC) by carbothermic reduction method is reported. SKW used as silicon source and petroleum coke as carbon source were submitted to the induction furnace for high-temperature smelting. The effects and mechanism of smelting temperatures and time on micro morphology, crystal structure, and purity of the obtained high-quality SiC were studied by X-ray diffractometry, scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FTIR) as well as the Raman and photoluminescence (PL) analyses. Raman and PL analyses have verified the existence of SiC crystal types as 6H and 3C. The SEM and energy dispersive X-ray spectroscopy results show that the SiC particles size increases with the increasing smelting time and demonstrate that the iron impurity was enriched at the edges of SiC which can be easily removed by the subsequent acid leaching. The enrichment process can be accelerated by the increase of temperature. In addition, the carbothermic reduction mechanism of SKW was studied in detail. The obtained SiC powder after purification can reach 98.7% through this new method, which is of low cost, high efficiency, and environment friendly.