钒钛论文李初爱

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1、碳化飢钛粉体姓名：李立学院：生物与化学工程学院专业：园艺学号：201310908013教师：杨绍利摘要木文结合热力学分析、X■射线衍射等分析方法，通过回归正交实验系统研究了偏饥酸钗、石墨粉和钛粉碳热还原法制备碳化锐钛粉体的反应机制。结合反应产物物相分析，通过正交回归方程详细研究了反应温度、保温时间、偏饥酸镀和钛粉的配比以及配碳比对反应产物的影响。热力学分析表明：偏锐酸钱、石墨粉和钛粉合成碳化锐钛粉体时，随着反应温度的升高，偏饥酸镀和石墨粉首先反应形成一系列中间饥氧化物，当碳化锐和碳化钛形成后高温固溶形成碳化锐钛。热分析对反应物的还原进程表明，当反应

2、温度低于1400°C时，偏帆酸彼、石墨粉和钛粉的混合反应与偏锐酸馁和石墨粉的分级反应进程相似。通过反应产物物相和回归正交方程分析可知，保温时间和配碳比对碳化锐饮固溶体的形成影响较大。当反应温度为1700°C、保温吋间为3.5h、偏饥酸钱和金属钛粉配比为1.05、配碳比为1的条件下形成碳化饥钛固溶体峰形较佳，但存在游离碳峰。进一步优化实验表明当配碳比为（）.825时可以得到单相碳化饥钛固溶体。1•刖H碳化帆是一种非化学计量化合物，具有面心立方结构，作为一种重要的合金添加剂，在钢铁和硬质合金中得到了广泛的应用。研究表明：在冶炼高强度低合金钢等钢种时，添

3、加碳化锐能捉高钢的耐磨性、耐蚀性、韧性、延展性、强度、硬度以及抗疲劳性等综合机械性能，并使钢貝•有良好的可焊接性能。帆为碳生成VC和VqC两种化合物。VC（含19.08%C）存在于43%〜49%（原子分数）碳间，为面心立方品格NaCl型结构；V2C（含10.54%C）存在于29.1%〜33.3%（原子分数）碳间，为密排六方品格，在1850°C吋分解。碳化钛属NaCl型血心立方结构，空间群为fm3m,品胞常数为a=4.339入。碳原子（或称离子）而心立方密堆积结构，钛原子填入碳原子密堆积的八而体空隙Z中。如果钛和碳数为1:1,则所有的八面体空隙被填充

4、。钛原了位置和碳原了位置是等价的，即也可以认为钛原子为立方结构密堆积，碳原子填入钛原子密堆积的八面体空隙中，所有的八面体空隙被完全填充。TiC化学和物理性质稳定，具有高熔点、高硬度、高强度、高耐磨性和耐腐蚀性、高抗热震性等特性，而R还具冇很好的导电性。在结构陶瓷中占冇垂要的地位，广泛川于刀具、磨料、涂层材料及复合材料的增强体。2.本研究制取碳化飢钛的原理分析NH[TV2O5+H2O+NH3（式2-1)V2O5+7C=2VC+5CO?（式2-2)VC+Ti+C=(Ti,V)C（式2-3)VC的生成实际上是分步进行的：V2o5+C=2VO2+C0T（式

5、2-4)GT=-79600-96.73T2VO2+C=V2O3+COT（式2-5)GT=95300—15&86TV2O3+5C=2VC+3COT（式2-6)GT=218500—15&56TVC和V°C的生成反应如卞：V2O5+6C=V2C+5COT(式2-7)GT=8558130—882.5TT=298〜2000KV205+7C=2VC+5COTGT=8OO363.2—874.16T(jU-8)T=298〜1700K提高反应温度有利于碳化饥的生成。反应式（2-3）中Ti和C并不是生成了TiC,因为熔化的金属钛直接和碳反应生成TiC需在1800~24

6、00°C条件下，本实验并没有达到所需温度。实际的反应如前述反应（3）所示，是在真空气氛和高温条件下，由于C原子吸引Ti原子的能力略大于C原子吸引V原子的能力，Ti原子取代V原子在VC晶体中的位置，直换出来的V原子则和游离碳或配加的C粉化合生成新的VC。从而制取出VC和TiC的连续固溶体TiVC2o3•碳化帆钛固溶粉体的研制及实验方法3.1试验原材料及设备BK-80A超声波振荡仪DX-2700XRD检测仪BLMT-1600°C温节能箱式炉利用偏锐酸彼同高纯度的金属钛粉，采用碳热还原碳化法，通过控制温度、反应时间和配比系数等参数，从减少生产成木和安全合

7、理的角度来研制碳化饥钛.实验辅助材料包括:无水乙醇,粘结剂（聚乙二醇），小刚玉堆竭,大刚玉堆竭,自制石墨删,锻子,勺子,模具，烧杯等.实验所需的主要设备见表3.1。表3.1实验设备设备型号生产厂家电子夭平JY5001上海雷韵试验仪器制造冇限公司超声波振荡仪BK-80A巴克超声设备（集团）有限公司压力机YA32-40C上海景信液压机械有限公司电热鼓风十燥箱ioim北京市永光明页疗仪器厂真空热压炉ZT-40-20Y上海恳华电炉有限公司XRD检测仪DX-27(X)丹东浩元仪器冇限公司高温节能箱式炉BLMT-1600°C洛阳市博莱曼特试验电炉有限公司ZT-

8、40-20Y真空热压炉YA32-40C压力机101型电热鼓风十•燥箱3.2分析测试方法3.2.1综合热分析(TG-DSC)