自蔓延高温合成制备钨粉的热力学研究

计算了镁热还原自蔓延高温合成金属钨粉的吉布斯自由能和绝热温度,并进行了实验验证,结果显示:自蔓延高温合成制备金属钨粉在热力学的角度上是可行的,Mg-WO3体系中WO_3在273～2 350 K,2 350～3 200 K和3 200 K以上分别按照WO_3→WO_(2.9)→WO_(2.72)→WO_2→W,WO_3→WO_(2.72)→WO_2→W和WO_3→WO_2→W的顺序被还原成金属钨粉;体系的绝热温度为3 680 K,可以维持自蔓延反应,添加稀释剂可以降低其绝热温度,降低绝热温度的能力由大到小依次为碳酸钠氧化镁氯化钠;Mg-WO_3体系自蔓延高温合成可以制得Dv(50)约为1.39μm的单相金属钨粉.     

燃烧合成法制备NdB6超细粉体及反应机理

以B₂O₃、Nd₂O₃和Mg为原料, 采用燃烧合成法制备出NdB₆超细粉体。考察了反应气氛、制样压力和物料配比对反应产物微观形貌和物相的影响。采用XRD、SEM对产物进行了表征, 结果表明: 燃烧产物由NdB₆、MgO以及少量Mg₃B₂O₆和Nd₂B₂O₆组成, 稀硫酸处理去除可溶性成分后, 产物为单一的NdB₆相, 纯度为99.1%。随着制样压力的增大, NdB₆颗粒尺寸逐渐变小。制样压力为20 MPa时, 制备的NdB₆粉末平均粒度小于500 nm。Mg-B₂O₃-Nd₂O₃三相反应历程: 首先Mg还原Nd₂O₃生成单质Nd和MgO, 然后引发Mg还原B₂O₃生成单质B和MgO, 同时生成的Nd和B反应得到NdB₆, 反应的表观活化能为691.59 kJ/mol, 反应级数为3.2。     

Al2O3和Cr2O3对自蔓延冶金法制备 CuCr合金冶炼渣性能的影响

自蔓延冶金法制备CuCr合金时，合金中的Al₂O₃和Cr₂O₃夹杂物会在熔渣精炼过程中被冶炼渣溶解，改变熔渣成分，从而影响冶炼渣的熔点、黏度、密度和表面张力等性能，给精炼过程带来不利影响.使用熔体物性测定仪针对Al₂O₃和Cr₂O₃含量变化对冶炼渣的性能影响规律进行了研究，结果表明:Al₂O₃和Cr₂O₃含量的增加均可以提高熔渣的黏度、凝固温度和表面张力，Cr₂O₃对黏度和表面张力的影响较大，Al₂O₃对凝固温度的影响较大；Al₂O₃使熔体密度上升，Cr₂O₃使熔体密度先上升后下降.      

Cr2O3对Al2O3基渣系黏度的影响

铝热还原制备铜铬合金时,合金中会存在气孔以及Al2O3、Cr2O3等夹杂物,采用电渣重熔工艺可有效去除气孔及夹杂物等缺陷。采用内柱体旋转法测量了不同组成的CaO-Al2O3-Cr2O3、CaO-Al2O3-CaF2-Cr2O3渣系的黏度,采用XRD技术分析了高温熔炼渣的物相,并计算了各渣样的黏流活化能。研究结果表明,当碱度不变时,随着CaO-Al2O3中Cr2O3含量的增加,渣样的黏度逐渐降低。当Cr2O3含量为4%时,下降的趋势很大,当Cr2O3含量为2%时黏度下降趋势平缓,当渣系中Cr2O3含量较高时会出现Ca3Al2O6等高熔点相,造成渣黏度增大。CaO-Al2O3-CaF2-Cr2O3渣的高温黏度较低,1500℃时渣样的粘度均小于0.1Pa.s。渣系的黏流活化能变化趋势与渣样的黏度值变化趋势一致。     

硫酸法处理高钛渣制取硫酸氧钛

高钛渣主要用于生产钛白粉或钛合金, 用于制备硫酸氧钛这种中间产物的研究较少。采用硫酸法处理高钛渣制备硫酸氧钛, 为高钛渣的资源化利用提供一种新途径。热力学计算发现, 高钛渣与浓硫酸反应一步转型成硫酸氧钛可行, 加热温度不宜过高, 以避免浓硫酸热解带来的成本和环境污染问题。单因素实验表明, 在温度350 ℃、时间150 min、液固体积质量比(单位: mL/g, 下同)3: 1的条件下, 硫酸氧钛产率可达95%;X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱(SEM-EDS)检测表明, 产物TiOSO₄晶型良好, 为多层片状叠聚物。      

高活性无定形硼粉的制备及表征(英文)

采用高能球磨-燃烧合成法制备高活性无定形纳米硼粉。考察球磨转速、球磨时间等因素对无定形硼粉结晶度、微观形貌以及反应活性等性能的影响。结果表明:无定形纳米硼粉结晶度只有22.5%,纯度达92.86%;高能球磨预处理显著细化了硼粉粒径,平均粒径在50 nm以下,比表面积达70.03 m2/g。当透射电子束照射到试样时,试样快速熔化。由试样熔化痕迹可看出无定形硼粉单体颗粒粒径小于30 nm,说明试样具有极高的反应活性。     

砷酸钙与碳粉混合共热解过程解析

研究了砷酸钙与碳粉体系共热解反应过程。利用热重分析仪监测不同升温速率下,砷酸钙与碳粉质量比为4∶1混合物在氩气气氛、加热区间温度30～1 200℃过程中的失重情况,并采用XRD表征各失重阶段残余物。结果表明,混合体系失重过程分为三个阶段:第一失重阶段,温度240～325℃,Ca_2As_2O_7·H_2O脱水生成Ca_2As_2O_7;第二失重阶段,温度560～668℃,Ca_2As_5O_7到Ca_3(AsO_4)_2的晶型转变及Ca_5(AsO_4)_3OH和Ca(OH)_2失水生成Ca_5(AsO_4)_3和CaO;第三失重阶段,温度904～1 120℃,碳还原砷酸钙反应生成CaO和砷蒸气。动力学模型拟合结果表明:相边界反应动力学模型能较好地解释砷酸钙与碳粉共热解第三个失重阶段的反应机制。     

碳热焙烧还原砷酸钙制备金属砷

致力于碳热焙烧还原砷酸钙制备具有商业价值的金属单质砷,为推进砷危废物无害化处理向砷资源化回收利用前进展开科学研究。其中热重分析表明,砷酸钙与碳粉混合热解的质量损失分为3个阶段,阶段1和阶段2为失水过程,阶段3为碳还原砷酸钙生成CaO和砷蒸气过程。且研究发现,可以利用相边界反应动力学模型解释阶段3反应机制。而单因素条件实验结果表明:在温度1000 ℃、碳配入系数1.4、恒温时长60 min条件下砷挥发率高达99.94%。X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM?EDS)对反应体系中有关产物表征表明,较优条件下产品砷主要为片状金属砷和粉末非晶体砷,焙烧残渣为CaO。