微波辅助碳热还原法制备碳化硅粉体

基于碳热还原法制备碳化硅的原理,针对该方法合成成本高,反应时间长,所用设备昂贵,合成条件苛刻等缺陷．利用微波的良好加热性能,采用微波辅助碳热还原法制取碳化硅粉体．经实验表明,最优条件为：锌粉作催化剂,碳硅原子比为4：1,微波功率800W,微波时间30min．该方法制备的碳化硅为3C—SiC晶型,晶粒粒径相对较小．微波辅助碳热还原法具有成本低、产量大、反应时间短、尺寸相对较小,具有工业化应用的前景．     

具有粗糙表面的TiC纳米线的制备和表征

采用碳热还原TiO2的方法,向TiO2和活性炭原料中加入一定比例的NaCl,通过氯化物辅助碳热还原过程,以Co@C纳米粒子为催化剂,取摩尔比为1∶4∶0.5∶0.1的TiO2、活性炭、NaCl和Co@C纳米粒子混合物,在1 350 ℃反应合成TiC纳米线.利用XRD、SEM、TEM、HRTEM及EDS对产物进行物相、形貌、晶形及成分分析,结果表明,该产物为无定形CoO纳米包裹的单晶面心立方TiC纳米线.     

高岭土碳热还原氮化制备Sialon粉末的反应过程研究

以高岭土为原料，采用碳热还原氮化法合成了Sialon粉末．通过对产物物相组成分析，探讨了合成Sialon粉末的反应过程，并对可能发生的不利于Sialon粉末合成的部分反应进行了热力学分析．研究表明：反应条件对产物组成有显著影响．氮气流量小，产物中有SiC生成；反应温度低、时间短将有莫来石相存在；温度过高或时间太长则产生A1N多型体和Si3N4相；只有足够的氮气流量、适宜的温度和反应时间才有利于Sialon的合成．     

硼铁精矿的碳热还原动力学

为了揭示硼铁精矿的碳热还原机理,以高纯石墨为还原剂,进行硼铁精矿含碳球团等温还原实验,并采用积分法进行动力学分析.还原温度分别设定为1000、1050、1100、1150、1200、1250和1300益,配碳量即C/O摩尔比=1.0.当还原度为0.1<α<0.8时,温度对活化能和速率控制环节有重要影响：还原温度≤1100益时,平均活化能为202.6 kJ·mol-1,还原反应的速率控制环节为碳的气化反应;还原温度>1100益时,平均活化能为116.7 kJ·mol-1,为碳气化反应和FeO还原反应共同控制.当还原度α≥0.8时(还原温度>1100益),可能的速率控制环节为碳原子在金属铁中的扩散.碳气化反应是含碳球团还原过程中主要速率控制环节,原因在于硼铁精矿中硼元素对碳气化反应具有较强烈的化学抑制作用.     

以碳化细菌纤维素为模板制备碳化硅纳米线

以碳化细菌纤维素为模板和碳源,通过气相渗硅法制备碳化硅纳米线。X射线衍射和扫描电镜(SEM)研究了碳化硅样品的结构与形貌,结果表明所得碳化硅都是纯立方相结构,并且粒度随温度的升高而增大。碳化硅纳米线表面光滑,长度达到微米级。     

硼镁铁矿碳热还原的研究

用 MoSi_2电炉、高频感应电炉加热,在石墨坩埚里进行了硼镁铁矿碳热还原研究。探讨了在 1 450—1 800℃ 温度下矿石中有价值元素 Fe,B,Si,Mg 在碳热还原过程中的行为。结果表明,在 1 500℃以下主要是铁的还原;随着反应温度的提高,进入合金相中[B],[Si]含量增加。在 1 800℃ 左右,有利于B,Si 的还原,并有少量 MgO 被还原,合金相中碳的溶解度随[B],[Si]含量的增加而减少,而碳的活度系数γ_c却增大。反应平衡时,a_c≈1。     

真空碳热还原直接制备铁/碳化钛复合粉体和陶瓷

传统生产碳化钛系钢结硬质合金的方法是将金属钢粉和TiC粉机械混合后压块烧结成型。该方法原料成本高,且TiC粉表面极易氧化,使得后续的粉末冶金过程中TiC表面与Fe的接触变差,不能紧密黏结在一起,严重影响最终产物的材料性能和纯度。实验采用TiO2粉、石墨粉和还原铁粉作为原料,通过真空碳热还原直接制备出Fe-TiC复合粉体,作为生产TiC系钢结硬质合金的原料。该方法成功避免了TiC粉表面氧化的问题,且原料成本低,产品纯度高,制得的陶瓷性能优良。研究发现,随着原料中碳配比的增加,最终得到的陶瓷产物硬度逐渐降低,而其弯曲强度先升高后降低。同时发现使用Ti粉作为烧结添加剂有助于增强产品的硬度及弯曲强度。最终产品的硬度为1 191.7 HV(11.7GPa),弯曲强度为1 776 MPa;其制备工艺为:原料配比TiO2∶C∶Fe=20∶8.6∶15,温度1 400℃,烧结时长6h,并加入质量分数为1%的Ti粉作为添加剂。     

真空碳热还原含锌粉尘制备锌热力学模拟研究

采用FactSage7.2软件模拟研究真空碳热还原高炉、电炉和转底炉粉尘在不同温度、配碳量条件下的热力学行为,分析了不同条件下锌的挥发率.结果表明:以高炉粉尘为实验原料,升高实验温度和增加配碳量有利于粉尘的还原和锌的挥发,在温度为700℃、配碳量为14％条件下锌被完全还原并挥发;以电炉粉尘为实验原料,升高温度和增加配碳...     

碳热还原歧化法制备太阳能级硅的实验研究

以经预处理的废石英和木炭为原料,在高温下通过碳热还原反应生成高纯SiO气体,SiO发生歧化反应生成高纯的硅和高纯SiO2,将SiO2用HF酸分离出去,经ICP检测获得的硅为太阳能级硅.该新工艺具有低能耗、环保和工艺流程简单等优点.     

碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料

在氩气气氛下,以粉煤灰为原料,石墨为还原剂,研究碳还原粉煤灰制备SiC/Al2 O3系复合材料的反应过程,并探索其制备的工艺条件.利用X射线衍射分析还原产物的物相变化规律,使用扫描电镜和能谱仪观察复合材料的微观结构.结果表明：在1673 K粉煤灰中石英相与碳反应生碳化硅,1773 K莫来石相基本分解完全.随着反应温度的升高,生成碳化硅和氧化铝含量增加,较合适的温度条件为1773~1873 K;保温时间的延长,有利于碳化硅和氧化铝的生成,较好的保温时间为3~4 h;增加配碳量对碳化硅和氧化铝的生成有促进作用,较合适的C/Si摩尔比为4~5.在制备出的SiC/Al2 O3复合材料中碳化硅在产物中分散较为均匀,并且粒度小于20μm.     

SiC纳米线改性环氧树脂研究

实验以SiC纳米线为增强剂,利用回流法将偶联剂KH-550嫁接在SiC表面,进而使SiC粒子更好地分散在环氧树脂中.通过对复合材料拉伸强度的测试和断裂面形貌的分析,探讨了复合材料的增韧机理.实验结果表明:纳米SiC可提高环氧树脂的机械性能,而经过表面接枝处理的纳米SiC填充复合材料的抗拉伸等性能显著改善.同时在耐腐蚀测试中,由于偶联剂影响了复合材料的性质,使不同的复合材料在酸碱条件下优势各不相同.     

金属辅助化学刻蚀法制备尺寸可控的硅纳米线

为制备粗细均匀、大长度的硅纳米线,通过金属辅助化学刻蚀方法,以银作为辅助金属,利用场发射扫描电镜(FESEM)和FIB/SEM双束系统作为检测手段,结合微加工工艺,研究了不同的反应离子刻蚀时间和化学刻蚀时间对制备的硅纳米线的尺寸和形貌的影响。结果表明,通过该方法制备的硅纳米线粗细均匀、长度较大。控制反应离子刻蚀时间和化学刻蚀反应时间,可以控制硅纳米线的形貌与尺寸。     

铬铁矿固态碳热还原过程的影响因素

 铬铁矿是一种重要的国家战略资源,它是冶金、耐材和化工领域的重要原料,但在其开采过程中产生的大量矿粉一直难以高效利用.为了能够解决这一难题,科研工作者提出了铬铁矿的固态碳热还原工艺,即将矿石粉末与固体碳的混料在高温炉中直接进行还原反应,此工艺能使铬铁矿中铁的氧化物被选择性还原,从而提高了矿石的铬铁比.本文在系统分析铬铁矿碳热还原反应机理的基础上,着重研究了还原温度、还原时间、还原剂类型、气体流速、矿粉粒度与球团尺寸、添加剂类型等因素对铬铁矿固态碳热还原过程的影响作用,以期为实现低品位铬铁矿粉的高效综合利用提供指导.研究得出多数因素对铬铁矿固态碳热还原反应的影响是非线性的,在作用区间内往往存在最优值.因此,适宜工艺条件的选择对于得到高质量产品、降低生产成本有重要意义.     

反应烧结碳化硅的显微组织

对不同生坯进行硅化处理后得到的反应烧结碳化硅的显微组织进行了研究。结果表明：选用α－ＳｉＣ＋Ｃ粉的混合物作为生坯，ＳｉＣ相的体积分数随生坯中ｗＣ的增加而增加，但过大的ＷＣ将使硅化后的试样出现残碳；选用碳毡作为毛坯，反应烧结碳化硅的显微组织特点是Ｃ／ＳｉＣ反应生成的碳化硅颗粒均匀细小，并呈线状分布在游离硅中，浸渍过树脂的碳毡硅化处理后的显微组织特点是反应生成的碳化硅颗粒粗大呈不均匀分布。Ｘ射线衍射结     

Kinetics of Carbothermic Reduction of MnO2 and Catalytic Effect of La2O3

Kinetics of carbothermic reduction of manganese oxide and the catalytic effect of La2O3 on the reduction have been studied by the measurement of mass loss in N2 atmosphere at different temperatures and followed by SEM analysis. It is concluded that the kinetics of carbothermic reduction of manganese oxide is divided into three stages: gas diffusion controlling stage, carbon gasification controlling stage and solid state diffusion controlling stage. La2O3 has catalytic effect on the reduction. The catalytic effect of La2O3 increases with the added amount of La2O3. SEM analysis shows that the catalytic mechanism is that Laa2O3 promotes the transfer of oxygen ions so that carbon gasifying is catalyzed and thus carbothermic reduction of MnO3 is catalyzed.     

渗硅碳化硅材料的制备与性能研究

采用不同工艺制备渗硅碳化硅,分析了生坯密度、成型方法、颗粒级配等对制品结构及性能的影响.结果表明:恰当的生坯结构及合理的成型方法、烧成制度,是制备结构致密均匀、气孔率低、密度及强度高的渗硅碳化硅材料的关键.