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《TiC的合成方法研究-有色金属科学与工程.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、非传统TiC合成研究进展白鑫涛a,王锦霞b,谢宏伟a,崔富辉a,翟玉春a(东北大学,a.材料与冶金学院;b.理学院,沈阳110819)摘要:传统上,TiC一直采用碳热还原法进行生产。该法存在温度高,设备要求严格和产品纯度低等不足。为了加深针对上述不足和TiC产品特殊需求而开发的一些非传统的TiC合成方法的了解,论文根据反应机理,将非传统的TiC合成方法按照活泼金属热还原法、化学气相沉积法(CVD)、直接碳化法和电化学还原法等进行了分类和评述。对比发现,电化学还原法合成TiC具有原料成本低、合成温度低、工艺简单和对环境友好等特点,该法必
2、将引起学术界和产业界的关注。关键词:TiC;非传统合成方法;电化学还原法;熔盐DevelopmentofNon-TraditionalmethodsforTiCBAIXin-taoa,WANGJin-xiab,XIEHong-weia,CUIFu-huia,ZHAIYu-chuna(NortheasternUniversity,a.Schoolofmaterialandmetallurgy;b.SchoolofScience,Shenyang110819)Abstract:Traditionally,TiChasalwaysbeenp
3、roducedbythecarbon-thermalreductionmethod,whichexistsomedrawbacks,suchashightemperature,seriousrequirementtodevice,impurity,andsoon.Accordingtothecarbon-thermalreductiondeficienciesandthemarketdemandstoTiC,somenon-traditionalwayshavebeendeveloped.Inordertodeeplyundersta
4、nd,thispaperoverviewthesenon-traditionalmethodsforTiCandtheirdevepolments,andaccodingtothemechanismtoclassify,theyincludethemetal-thermalreduction、thechemicalvapordeposition、thedirectcarbonation、theelectrochemicalreduction,andsoon.Theresultsindicatethattheelectrochemica
5、lreductionforTiC,lowrawmaterialscost,lowtemperature,simpleandfriendlytoenviroment,shouldattracttheacademiaandenterprises’sinterest.Keywords:TiC;Non-Traditionalmethods;Electrochemicalmethod,Moltensalts.0引言基金项目:国家自然科学基金资助项目(51204039);中央高校基本业务费资助项目(N110405002)作者简介:白鑫涛(1990
6、-),男,硕士研究生,主要从事熔盐电化学方面研究,E-mail:1226055261@qq.com通讯作者:谢宏伟(1977-),男,博士,副教授,主要从事熔盐电化学和高纯材料及材料高纯化物理化学方面研究,E-mail:xiehw@smm.neu.edu.cnTiC具有熔点高(3067℃)、硬度大(维氏硬度29~34GPa)、弹性模量高(410~450GPa)、耐磨性和耐腐蚀性好、高抗热震性、高抗氧化性和良好的导电性等特性,被广泛应用于日常生活中的刀具材料、宇航领域、涂层材料领域、泡沫陶瓷制备以及红外辐射陶瓷制备等领域。传统的TiC生
7、产主要是采用以二氧化钛和碳为原料的碳热还原法。然而该方法需要高的反应温度,对设备耐高温要求不但非常严格,而且给安全生产也带来了隐患。同时,产品也存在粒度不均匀,纯度低等诸问题。尽管,经过科研人员不断努力,该方法产品质量有所改善,但高的反应温度仍然无法克服。基于上述原因和对TiC产品需求的不断发展,非传统的TiC合成方法研究也不断开发和发展。本文对非传统TiC合成方法研究进展进行综述。1非传统TiC合成方法目前,国内外非传统的TiC合成方法根据反应原理主要包括:活泼金属热还原法、化学气相沉积法(CVD)、直接碳化法、电化学还原法等。1.
8、1活泼金属热还原法活泼金属热还原法主要包括镁热和钙热还原两种方法。1.1.1镁热还原法镁热还原法是用液态镁还原出金属Ti和C原子,同时通过放热反应形成TiC。Lee等[1]采用TiCl4(OTT-O,99.995)和CC