AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相淀积AIN超细粒子 Ⅰ.AIN合成过程的机理

利用化学气相淀积(CVD)技术,在700～1000℃下合成了AlN超细粒子,研究了操作参数对粒子特性和AlN薄膜生长规律的影响。AlN超细粒子表面形态和反应温度、AlCl_3浓度等有关,其粒度及分布宽度随反应温度的升高、AlCl_3浓度减小和总流量增加而减小,AlN薄膜生长速率随反应温度的减小和总流量的增加而增大。在AlCl_3和NH_3的CVD反应中出现中间产物Al(NH_2)_3和Al_2(NH)_3,它们促使了粒子的形成和薄膜的生长。     

AlCl_3-NH_3-N_2体系化学气相淀积AIN超细粒子 Ⅱ.AIN的粒度及分布模型

考虑轴向温度分布和浓度分布,建立了热化学气相淀积反应器中描述粒子粒度及分布的一维反应-凝并模型。研究了AlCl_3-NH_3-N_2体系物系参数和操作参数对AlN超细粒子粒度及分布的影响。温度通过改变反应速率、气体粘度和平均分子自由程等影响AlN粒子的合成,并存在最佳温度分布;随停留时间的增加,AlN粒子粒度增大,几何标准方差GSD减小;反应物浓度升高时,AlN粒子粒度增大,但GSD变化不大。模型化研究结果和实验结果相一致。     

Al-Cl-N-H体系化学气相淀积AIN粉末的热力学研究

给出了Al-Cl-N-H体系的一组关联反应,探讨了化学气相淀积过程的关联反应热力学特性。根据Gibbs自由焓最小的原则,研究了Al-Cl-N-H体系的平衡组成。Al-Cl-N-H体系合成AlN超细粒子粉末的最佳温度为600～1200℃,AlN平衡得率和体系的初始组成有关,AlCl_2和AlCl的平衡得率随温度的升高而增大。     

流态化CVD制备超细Al_2O_3－SnO_2复合粒子过程模型研究

基于流态化ＣＶＤ制备超细复合粒子过程中的反应、成核、包敷、气流夹带，建立了流态化ＣＶＤ反应器中描述超细粒子的粒度、分布及成核包敷、成膜包敷的一维过程模型。针对ＳｎＣｌ＿４－Ｈ＿２Ｏ－Ｎ＿２体系包敷超细Ａｌ＿２Ｏ＿３粒子的过程，研究了反应器中ＳｎＯ＿２粒子的形成过程及操作参数对其在Ａｌ＿２Ｏ＿３粒子表面的淀积速率及形态的影响。结果表明，反应温度和ＳｎＣｌ＿４浓度升高，包敷速率加快，包敷形态变差；背景气氛粘度增大，包敷形态变优，包敷速率减小；操作气速增大，包敷速率加快，包敷形态变优。     

化学气相淀积反应器中超细粒子的形态控制 Ⅲ.TiO_2超细粒子晶体组成

在超细粒子粒度及粒度分布控制模型的基础上,对快相变速率和慢相变速率两种晶型转变情形,建立了化学气相淀积合成超细粒子过程中,表征超细粒子晶体组成及含量的物理模型和数学模型。利用该模型探讨了物系参数和操作参数对超细粒子晶体组成的影响,理论预测和实验结果相一致。     

化学气相淀积反应器中超细粒子的形态控制 Ⅱ.超细粒子粒度及粒度分布模型

将单分散气溶胶的凝并-生长模型和高温均相反应动力学结合起来,着眼于产物性能,提出CVD反应器中超细粒子形成过程的物理模型,建立了表征粒子粒度和粒度分布的反应-凝并数学模型。利用该模型探讨了操作参数和物系参数对柱子粒度和粒度分布的影响,模型化研究结果和实验结果相一致。     

外加电场气相法制备纳米无机氧化物

气相燃烧法纳米无机氧化物粉体特征一方面取决于前驱体的水解反应速度和粒子的成核生长动力学, 另一方面受到燃烧反应器内物料的流动混合、热质传递等多种过程因素的影响。电场控制气相燃烧法制备纳米 无机氧化物是在原有的基础上外加电场,使火焰的轴向高度降低、径向宽度增大,形成厚度相对均匀的火焰层, 火焰温度梯度也随之增大,抑制粒子表面的生长和粒子之间的烧结,获得“粒径分布较窄的粒子和结构相似的 聚集体”。     

谷氨酸阴离子和晶种对晶体成核与生长的影响

研究了谷氨酸阴离子（Ｇ－）和晶种对其晶体二次成核与生长的影响．结果表明成核速率随晶种粒度和晶种量减少而减少；在高过饱和度时Ｇ－对成核有促进作用，而在低过饱和度时则有抑制作用；晶体生长速率随粒度减小而增大；Ｇ－对晶体生长有抑制作用；结晶时使用粒度小的晶种可得到粒度分布较均匀的晶体．     

针形超微粒α－Fe_2O_3还原过程成核生长动力学

基于成核生长动力学经验方程，导出了气固反应过程成核生长动力学方程，应用于针形超微粒ａ－Ｆｅ２Ｏ３在氢氮气氛中还原过程。利用ＴＰＲ技术得到还原过程成核生长动力学方程。针形超微粒ａ－Ｆｅ２Ｏ３表面氧还原速率随还原程度的增加而增加，体相氧还原速率随还原程度的增加而减小。以制备磁粉为目的的还原最佳温度为３６０～４００°Ｃ。     

CVD金刚石膜反应器内气相化学的理论研究进展

综述CVD金刚石膜沉积过程中反应器内气相化学的理论研究进展,阐述不同条件下反应器内的气相化学反应模型、反应机理及各种数值仿真方法,总结这些气相反应的选取及所对应的动力学机理。研究结果表明:CVD金刚石膜反应器内的气相化学是一个十分复杂的过程,与双碳组元相比,单碳组元对膜沉积的贡献较大,在组元C2H2,C2,CH3,C和CH中,决定膜生长的组元由具体操作条件而定。对CVD金刚石膜反应器内气相化学的研究结果不但可以为探讨膜生长机理的表面化学提供准确输入,还可为高效、优质膜的获得提供理论依据。     

Synthesis of Ultrafine AlN Powders in an Al-O-C-N System

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌｕｍｉｎｕｍｎｉｔｒｉｄｅ（ＡｌＮ）ｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｍｕｃｈａｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄｍｅｔａｌｕｒｇｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｆｏｒｉｔｓｍａｎｙａｔｒａｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，...     

三水碳酸镁粒度分布影响因素的研究

通过实验的方法研究氢氧化镁悬浮液和二氧化碳反应结晶析出水合碳酸镁的沉淀过程,探讨不同操作条件对最终产品粒度分布特征的影响.研究结果表明:沉淀析出的结晶产物均为三水碳酸镁(MgCO3·3H2O),其晶体粒度分布随着温度的升高和气体分布器孔径的增大而增加,而随着氢氧化镁悬浮液的初始固体含量的增加而减小.氢氧化镁初始粒度在通气流量低时对三水碳酸镁的粒度分布无影响,而在通气流量高时则产生了显著的影响.     

反应条件对银胶体粒径及分布的影响

重点考察了利用液相化学还原法制备银胶体时温度、浓度和加料方式对粒径分布的影响。以PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和六偏磷酸钠为稳定剂,以次亚磷酸钠为还原剂液相还原硝酸银,制备出有不同粒径和分布的银胶体。利用激光衍射粒度分析仪、UV-vis分光光度计和透射电镜(TEM)确定胶体的粒径、分布和形态。研究结果表明:一次性加料获得的粒径和分布较小,硝酸银浓度和温度影响聚并和生长,从而对粒径分布产生复杂影响。     

Behaviors of different inhibitors during secondary recrystallization of a grain-orientated silicon steel

The behaviors of different inhibitors including their composition, size, distribution, coalescence and coarsening were experimentally studied. It was observed that during secondary recrystallization of the tested steel, the key inhibition effect was produced by Cu₂S and AlN, but not MnS. With the increase of temperature, the size distributions of AlN and Cu₂S were changed to some extent. However, significant changes in particle size were not observed. The initial temperature of abnormal growth was determined by measuring the evolution of particle sizes and their distribution density during heat treatment. AlN and Cu₂S are the dominant inhibitors and both are necessary, which is verified by calculating the Zener factor.     

氮化铝粉末的水解行为研究

研究了亚微米和纳米氮化铝粉末在不同温度下的水解行为,通过测定500nm和40nm的AlN粉末在不同温度水解时pH值随时间的变化,分析了粉末粒度和温度对AlN粉末水解行为的影响,并利用XRD和TEM研究了AlN粉末水解时物相和表面形貌的演变规律.结果表明：AlN粉末的水解速率与温度和粒度相关,并随温度的升高和粒度的减小而加快,XRD表明AlN粉末水解的产物为Al（OH）3和AlOOH,并且常温水解时Al（OH）3占主导,高温水解时AlOOH占主导.TEM显微图表明AlN粉末的水解在粉末表面的台阶上进行.     

沉淀过程中超细颗粒的凝并与生长模型

建立了适合于高源速率沉淀过程的凝并生长动力学模型,系统地考察了操作参数对超细颗粒粒径及其分布的影响规律。研究表明,随着反应物浓度的增加,凝并生长速率加快,粒径及分布均呈单调增大趋势;生长速率对温度变化不敏感,在较高过饱和度之下,温度对合成粒子粒径影响很小;随着反应时间的延长,粒径变大,分布变宽,并趋于“自保”形式。提出了液相化学合成法制备超细颗粒过程中颗粒性能的控制策略。     

松木屑非等温热解动力学研究

通过热重分析法在不同升温速率(分别为10,30,50℃.min-1)下,采用非恒温热重法,以氩气为载气,流速60 mL.min-1,初温为30℃,加热终温为950℃.对粒径为80目的松木屑热裂解时的热失重行为进行了研究.结果表明:松木屑热解分为四个阶段,主要由预热干燥阶段、热解预热阶段、热分解阶段和热缩聚阶段4个阶段组成;生物质松木屑主反应阶段主要集中在180～600℃左右;随着升温速率的增大,松木屑原料热解的起始温度、热解最大速率所在的温度Tmax及热解终止温度都向高温处稍微移动.使用了Flynn-Wall-Ozawa积分法、Coats-Redfern积分法和Achar微分法对松木屑热解动力学参数进行求取,Flynn-Wall-Ozawa积分法得到的松木屑在热解过程中不同失重率下(0.1～0.80)的活化能都集中在142.35～220.12 kJ.mol-1范围内.按照Bagchi法对松木屑热裂解过程的最概然机理函数进行了推断.松木屑热裂解的最概然机理函数为15号机理函数随机成核和随后生长,反应级数n=2(Code:AE2),函数名称是Avrami-Erofeev方程.     

蒸发结晶系统传热传质规律的研究

工业蒸发结晶是一个复杂的多相传热与传质过程,其传热传质规律直接决定着晶体的成核和生长,并最终决定产品的粒度分布。根据双步结晶理论,对蒸发结晶的成核和生长动力学进行分析,建立了成核和生长的理论模型。该模型准确描述了蒸发结晶的生长规律,对其中参数的求取和分析可以确定结晶的控制步骤。研究以氯碱工业中烧碱提纯单元NaCl蒸发结晶为例,通过对模型参数的求取,分析NaCl蒸发结晶过程的控制步骤。结果显示,在高温和低流速下,NaCl结晶受扩散过程控制。从而以扩散控制理论为基础,建立了NaCl蒸发结晶的传质传热模型。综合考虑了温度、流速、过饱和度、晶体粒度对结晶粒度分布的影响规律,建立了涵盖各个参数的数学模型。结合粒数衡算,进行了模型计算,得到结晶粒度与操作参数的关系。模型计算结果与实际结果吻合良好,表明该模型可以很好地表示蒸发结晶过程中各操作参数对结晶粒度分布的影响规律。