碳热还原法制备纳米碳化铬粉末及其特性表征.pdf

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1、第22卷第7期中国有色金属学报2012年7月Vol-22NO．7TheChineseJournalofNonferrousMetalsJuly2012文章编号：1004—0609(2012)07．2005．05碳热还原法制备纳米碳化铬粉末及其特性表征赵志伟，彭泳丙，袁海荚，郝春艳，马建强，刘亚培，张静文(河南工业大学材料科学与工程学院，郑州450001)摘要：以纳米Cr203和纳米碳黑为原料，采用碳热还原法制备纳米碳化铬(Or3C2)粉末。采用XRD、SEM和TEM等测试手段对反应产物进行表征。结果表明：当碳含量为28％(质量分数)、反应温度为1100

2、℃及保温时间为1h时，反应产物为单一的Cr3C2，平均晶粒尺寸为25．6am；反应产物分散较好且颗粒呈球形或类球形，无明显团聚现象，颗粒尺寸在30nm左右；试样表面主要由Cr、C和O这3种元素组成，Ols谱主要包括3个峰(Oa，Oh和Od)，分别对应于0一、OH和C2O3；Cls谱主要包含4个峰(cCCc，Cd和Ce)，分别对应污染碳、碳化铬(Cr3C2)及其他类型的碳化铬Cr3Ch(0≤≤0．5)。关键词：碳化铬；纳米粉末；碳热还原；相组成；微观结构中图分类号：TF123文献标志码：APreparationandcharacterizationofc

3、hromiumcarbidenanopowdersproducedbycarbonthermalreductionZHAOZhi-wei，PENGYong—bing，YUANHai—ying，HAOChun—yan，MAJian—qiang，LIUYa·pei，ZHANGJing—wen(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450001，China)Abstract：Thecarbonthermalreductionmethodwasu

4、sedtosynthesizechromiumcarbide(Cr3C2)nanopowdersusingnanometerCr203andnanometercarbonblackasrawmaterials．TheproductswerecharacterizedbyXRD，SEMandTEM．TheresultsshowthatthepowderswiththesinglephaseofCr3C2canbesynthesizedundertheconditionsof28％C(massfraction)，1100~C，1h，andtheaverag

5、ecrystallitesizeis25．6nm．Thepowdersshowgooddispersionandaremainlycomposedofsphericalornear-sphericalparticleswithameandiameterofabout30nm，andtheyhavenoobviousagglomeratingphenomenon．ThesurfaceofthespecimenmainlyconsistsofCr,CandOthreespecieselements．TheXPSspectrumofOlsmainlycons

6、istsofthreepeaks(Oa，Ohand0d)，whichareconsideredtobeduetoO-，OH-andCr203，separately．ThespectrumofClsmainlycontainsfourpeaks(cf,Cc，CdandCe)，whichareascribedtothecontaminatedcarbon，Cr3C2andotherchromiumcarbides(Cr3Cz-x，O≤≤O．5)，separately．Keywords：chromiumcarbide；nanopowder；carbonthe

7、rmalreduction；phasecomposition；microstructure过渡金属碳化物具有较高的熔点f”、硬度和高温碳化铬粉末的制备通常采用微米级Cr20，与固体强度f】，同时具有良好的导电和导热性’Be[钔。这些优碳混合碳化而成，由于原料粉末粒度较粗，因此，碳异的性能确保了它们在冶金、电子、催化剂和高温涂化温度较高(≥1400℃)、碳化时间较长(≥4h)，合成层材料等方面的广泛应用【】，尤其是碳化铬具有较高的碳化铬粉末一般为微米级，难以满足现代工业需的强度、硬度和优异耐腐蚀等特性。因此，碳化铬被求，现代工业迫切需求超细纳米级碳化铬粉

8、末。广泛应用于生产轴承、密封材料、高温窑炉、喷嘴和目前，已有各种各样合成碳化物粉末的方法，包金