mgtiolt2gt自蔓延高温合成反应研究

《mgtiolt2gt自蔓延高温合成反应研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文摘要本文从热力学、动力学两方面研究了2Mg+Ti02=Ti+2MgO自蔓延高温合成反应的可行性，并且从工艺参数对反应的影响方面研究了2Mg+Ti02；Ti+2MgO的反应过程，该研究可以发展成为制备金属钛的一种新方法．基于热力学理论，对Mg．Ti02体系反应的吉布斯自由能、绝热温度、Ti的熔化率以及Mg的气化量进行了理论计算和分析．吉布斯自由能计算表明：反应2Mg+Ti02=Ti+2MgO在2242K以下的吉布斯自由能(AG，)都小于零，即反应可以自发进行；通过对Mg．Ti02体系的吉布斯自由能的计算可知，

2、在Mg．Ti02体系中可能进行生成Ti305、Ti203、TiO等多种低价氧化物的反应，随着温度的升高，单质Ti还原反应趋势下降．另外通过对AI．Ti02体系吉布斯自由能的计算得出了与Mg．Ti02体系同样的规律。绝热温度的计算表明：随着x的增加，反应(2+x)Mg+Ti02=Ti+2MgO+xMg的绝热温度逐渐降低，在x<0．5时绝热温度均大于1800K．Ti的熔化率计算表明：绝热温度曲线上出现的平台是Ti的熔化吸热所致．Mg的气化量计算表明：在反应过程中Mg大量气化，要得到Ti单质，反应中X必须在0．9以上。基于差

3、热分析和动力学理论，研究了2Mg+Ti02=Ti+2MgO的反应过程。从差热曲线上可以看出：反应的放热峰出现在767K～886K之间小于Mg的熔点(933K)所以反应为固一固反应；由DTA结果推算动力学参数：活化能E=248．9KJ．tool一，反应级数n=0．55。结合x射线衍射分析研究工艺参数的影响表明；由于反应过程中Mg大量气化，要使反应2Mg+Ti02=Ti+2MgO进行完全，即得到Ti单质，Mg必须过量0．9tool；反应环境的真空度越高，反应生成氧化物的价态越低，反应进行的越完全，越容易得到Ti；压坯压力越

4、大，燃烧产物的孔隙越小，完整性越好，燃烧波速度越高，燃烧温度随压坯压力的增大先升后降，其界限为275MPa；随着坯料直径的增加，燃烧波速度先升后降燃烧温度先升高，然后趋于稳定。关键词：自蔓延高温合成；Mg·TiOz；绝热温度；差热分析；X射线衍射Mg-Ti02白蔓延高温合成反应研究AbstractInthispaper，thefeasibilityof2Mg+Tie2=Ti+2MgObySHSwasstudiedfromtwoaspectsofthermodynamics，reactionkineticsandther

5、eactionprocesswasstudiedfromtheprocessingparameter，theresearchcoulddevelopeanewmethodofreducingTi．Accordingtothethermodynamicstheories，reactionGibbsfreeenergy，adiabatictemperatureandmeltingrateinMg·Tie2systemhavebeentheoreticallycalculatedandanalyzed．ResultsofGi

6、bbsfreeenergycalculationshowedthatthereactionof2Me+Tie22Ti+2MgOwouldoccurbelowtemperature2242KbecauseitsreactionGibbsfreeenergywaslowerthanzero；mightgeneratethelowvalencyoxideofTi：Ti305、Ti203、TiOcta1．intheMg-Ti02systemandthetrendofgettingTibymeanofreducingreacti

7、onwoulddescentwithtemperatureraised．ThroughcalculationsoftheGibbsfreeenergyinAI·Tie2system，therulerwasthesameinAI·Tie2systemasinMg-Tie2system．Resultofadiabatictemperaturecalculationshowedthattheadiabatictemperaturebecamelowerwiththeincreasingofxin(2+x)Mg+Tie2=Ti

8、+2MgO+xMg．theadiabatictemperatureswereover1800Kwhenthex<0．5．ResultsofmeltingratecalculationofTishowedthattheadiabatictemperatureplateauwastheresultofTimeltingendother