不同种类碳源对SiC-B4C超细复合粉体合成的影响

选择不同种类的碳源(炭黑和淀粉)、硅溶胶和硼酸为原料,采用碳热还原法在氩气气氛下合成SiC-B4C复合粉体.对比研究了不同碳源对SiC-B4C超细复合粉体的质量失重率、物相组成、粒度大小及分布等方面的影响.结果表明:以炭黑为碳源合成SiC-B4C复合粉体的适宜条件为在1550℃下保温2h.而以淀粉为碳源合成SiC-B4...     

B4C-C复合粉体的合成及其在低碳镁碳砖中的应用

以炭黑和硼酸为原料,采用碳热还原法合成了部分石墨化B4C-C复合粉体,并将其作为碳源和抗氧化剂用于低碳镁碳砖中. 研究了加热温度对B4C-C复合粉体合成的影响,分析了其物相结构、成分、形貌和粒度. 通过测定低碳镁碳砖的常规物理性能、抗氧化性和热震稳定性,考察了复合粉体对低碳镁碳砖性能的影响. 结果表明,随加热温度升高,B4C-C复合粉体的石墨化度增大,B4C含量下降,1900℃时石墨化度达23.26%,B4C含量为20%左右,复合粉体中除部分微米、亚微米级的B4C外,85%以上为纳米级的B4C和部分石墨化炭黑. 添加复合粉体的低碳镁碳砖具有良好的常规物理性能、抗氧化性和热震稳定性.     

锆英石碳热还原合成ZrB_2—SiC复合粉体

以锆英石、氧化硼、活性炭为原料,采用碳热还原合成工艺制备了ZrB2—SiC复合粉体,并对合成过程进行了热力学分析。考察了反应温度及原料配比对碳热还原合成ZrB2—SiC复合粉体的物相的组成、含量和显微结构的影响。结果表明:提高反应温度有利于ZrB2—SiC复合粉体的合成,适当过量氧化硼及活性炭有利于ZrB2—SiC复合粉体的合成。合成ZrB2—SiC复合粉体的最优参数为:当ZrSiO4、B2O3和C的摩尔比为1∶2∶12,在1 773K保温3h,可得到几乎纯相的ZrB2—SiC复合粉体。     

用煤矸石制备Al2O3-SiC复相粉体的研究

以煤矸石和碳质材料(工业炭黑、活性炭、无烟煤)为主要原料,在流动氩气中碳热还原制备了A l2O3-SiC复相粉体,研究了碳过量数、碳源、反应温度、保温时间、成型压力、添加剂种类及数量等工艺参数对制备的A l2O3-SiC复相粉体的相组成和显微结构的影响。结果表明,反应温度、保温时间及氯化物添加剂对煤矸石碳热还原反应有显著影响。通过优化工艺,以煤矸石为基料,加入适量炭黑,在1 550℃3 h下制备出了w(A l2O3)=58%、w(SiC)=42%的复相粉体,其粒度d50≤5μm;加入适量添加剂,可降低合成温度50℃。     

不同种类碳源对TiC–TiB_2复合粉末合成的影响

以二氧化钛、硼酸和不同碳源(炭黑、蔗糖、葡萄糖)为原料,用碳热还原法合成了TiC–TiB_2复合粉末。研究了不同种类碳源及反应温度对TiC–TiB_2复合粉末的影响。用X-射线衍射仪、激光粒度分析仪和扫描电子显微镜对样品的物相组成、晶粒尺寸及颗粒形貌进行了分析。结果表明:以炭黑、葡萄糖为碳源合成TiC–TiB_2复合粉末的适宜宜条件为在1400℃保温2h;以蔗糖为碳源合成TiC–TiB_2复合粉末的适宜条件为在1350℃保温2h。在最适宜反应温度下,以炭黑为碳源合成的TiC–TiB_2复合粉末样品粒径最小,且颗粒之间相互团聚较少,大部分颗粒尺寸在100nm左右。     

B4C-部分石墨化炭黑复合粉体的合成及其抗氧化性

分别以64.7%的硼粉 35.3%的炭黑或55%的硼粉 45%的炭黑为试样组成,分别在真空和非真空条件下,采用自蔓延燃烧法于1400℃保温10~20min进行了B4C-部分石墨化炭黑复合粉体的合成研究。采用XRD、SEM及电子探针等方法对合成粉体的物相及形貌进行了分析;以差热法(TG-DSC)研究了合成粉体的氧化特性。结果表明:炭黑和硼粉加入量(w)分别为45%和55%时,经自蔓延燃烧反应后可以得到粒度均匀的碳化硼(B4C)粉体,且碳黑已部分石墨化。与工业B4C相比,复合粉体中的B4C具有更好的保护碳不被氧化的特性。     

NaBr-KCl和不同炭源对合成Ti(C,N)粉末的影响

采用质量分数76.9%的钛白粉分别和23.1%的炭黑、石墨或活性炭,或者40%的钛白粉和60%的淀粉为原料,10%NaBr-KCl为添加剂,试样经干法成型后,在埋炭条件下分别于1300℃、1400℃保温3h处理,利用XRD、SEM、EPMA分析了合成粉末的物相组成和微观形貌,研究了在埋炭条件下不同炭源及NaBr-KCl的存在与否对碳热还原法合成Ti(C,N)的影响。结果表明:分别以石墨、炭黑、活性炭或淀粉作为炭源均可合成Ti(C,N);外加剂NaBr-KCl的存在对以淀粉和炭黑为炭源的反应促进作用较大。在NaBr-KCl存在条件下,以炭黑为炭源经1300℃3h合成的Ti(C,N)晶粒大小为5~8μm;而分别以石墨、活性炭或淀粉作为炭源经1400℃3h合成的Ti(C,N)晶粒大小为1~3μm。     

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.     

碳化物及碳化硅基复合粉体制备的新进展

综述了采用碳热还原天然矿物、工业固体废弃物和前驱体制备碳化物(Si C、Ti C、B4C、Zr C、Mo2C和Al8B4C7)及碳化硅基复合粉体(Si C-Al2O3、Si C-Zr O2、Si C-Zr B2、Si C-Si Al ON、Si C-Al6Si2O13、Si C-Ti C、Si C-Zr C)的最新研究进展,分析了碳热还原法制备陶瓷粉体的优缺点及合成反应机制,并展望了由天然矿物、固体废弃物和前驱体制备碳化物及碳化硅基复合粉体的发展前景。     

SiC晶须在SiO2-C-N2系统中的合成

对SiO2-C-N2系统中的主要化学反应和SiC晶须在该系统中的合成条件进行了热力学分析,采用SiO2微粉为硅源、石墨、活性炭和碳黑为碳源,氧化硼为催化剂,分别在1 500℃、1 550℃和1 600℃利用碳热还原法合成碳化硅晶须,通过x射线衍射、扫描电子显微镜和电子探针分析合成晶须的特征.结果表明:在氮气气氛下利用碳热还原反应合成SiC晶须的温度在1 450℃以上,且随着温度的升高,SiC晶须的生成量增多,晶须直径变大;以炭黑和活性炭等较高活性的碳源代替石墨可以使反应速度加快,但合成的SiC晶须较粗甚至生成SiC颗粒;杂质含量较多会使得SiC晶须生成数量降低,同时晶须出现弯曲现象.