微納米球磨氧化鐵粉還原制備超細鐵粉的研究.pdf

1、隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，技術(shù)的全面進步，人們?nèi)找鎸ΜF(xiàn)今使用的材料的性能有更高的要求，因此新材料的研究和開發(fā)日益重視，新材料近年來得到了飛速的發(fā)展，在這些琳瑯滿目的新材料家族里，超細粉體材料更引人注目。這種材料不僅具有奇特、優(yōu)異的性能，而且還可能會由此掀起材料領(lǐng)域的革命，為材料科學帶來更多的機遇和發(fā)展。 本文研究了用高能球磨方法將粉末破碎到超細的粒度，再將球磨后獲得的超細氧化鐵粉用氫氣還原制取超細鐵粉的工藝技術(shù)，同時探索了超細氧化鐵粉

2、的還原特性和還原機理。在高能球磨過程中，調(diào)節(jié)球磨時間，得到不同粒度的氧化鐵粉末，并分析氧化鐵粉末的粒度和粒度分布，觀察其形貌。在進行氫氣還原氧化鐵粉末的實驗時，分別改變還原溫度，還原時間，氫氣流量等工藝參數(shù)，以獲得制取超細鐵粉的最佳的工藝條件。對還原后的粉末進行氧含量的測定并計算出氧化鐵粉末的還原率，對還原鐵粉進行粒度和粒度分布的分析，通過掃描電子顯微鏡，觀察還原鐵粉的形貌。找出氧化鐵粒度，還原溫度，還原時間和氫氣流量等參數(shù)對氧化鐵還原

3、率、鐵粉粒度和粒度分布，鐵粉的形貌等的影響。 由于采用了高能球磨的方式破碎粉末，大大增加了氧化鐵粉末的比表面積和表面能，極大地提高了粉末的活性，結(jié)果表明大大降低了還原的溫度，即使在280℃溫度下，仍然可以被氫氣還原，由于還原反應是在很低的溫度下進行，大大降低了粉末長大的動力，所以能夠制得超細鐵粉。球磨在采用無水酒精作為球磨介質(zhì)，20:1的球料比，200rpm的球磨轉(zhuǎn)速，球磨時間96h的條件下，可以獲得最理想的破碎效果，氧化鐵粉的

4、粒度細達0.35 μ m。還原結(jié)果表明，在360℃的還原溫度，氫氣流量為1.0L/min的條件下，還原15min，可以制取到粒度在0.2～0.4 μ m的超細鐵粉。結(jié)果證明，微納米氧化鐵粉的還原可大大降低還原溫度，縮短燒結(jié)時間，并可制得超細鐵粉。 最后，從熱力學的角度，討論了一下氫氣還原氧化鐵這個反應的生成自由能，并得到了在四個溫度下的數(shù)值。微納米氧化鐵粉的還原反應熱力學遵循吸附理論，反應過程是屬于界面化學反應控速和氣體內(nèi)擴散控