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1、近年來,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)防實(shí)力的不斷提升,廣泛應(yīng)用于軍事工業(yè),航空航天工業(yè)等領(lǐng)域的高級(jí)合金材料的用量將會(huì)急劇增加。釩鋁中間合金作為工業(yè)中生產(chǎn)金屬釩和Ti6Al4V等超級(jí)鈦合金材料的主要原料之一,市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿捎^。從國(guó)內(nèi)目前的工藝看,鋁熱還原法是制備釩鋁合金最為常見的生產(chǎn)工藝。然而,該工藝由于存在鋁熱反應(yīng)后合金與渣的分離速度較慢和時(shí)間不足等原因,導(dǎo)致冶煉中釩的回收率和所生產(chǎn)的釩鋁合金純度不高,從而造成釩資源的極大浪費(fèi),同時(shí)也一定程度
2、地限制了釩鋁合金的應(yīng)用價(jià)值和范圍。因此,為了克服以上缺點(diǎn),更有效的利用釩資源制備出純度較高的合金,需要探索出更加完善的制備工藝和條件,這對(duì)充分發(fā)揮我國(guó)西部豐富釩資源的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益具有重要的意義,是我國(guó)發(fā)展現(xiàn)代化釩工業(yè)的必經(jīng)之路。
實(shí)驗(yàn)采用微波加熱輔助自蔓延法制備釩鋁合金,僅以鋁粉作為還原劑,通過自蔓延反應(yīng)制備釩鋁合金,然后用微波對(duì)反應(yīng)后的熔體的加熱嘗試替代其他方式提供熱量,以延長(zhǎng)了金渣的分離時(shí)間來制備出釩鋁合金產(chǎn)物。論文
3、首先計(jì)算了Al-V2O5-CaO體系進(jìn)行自蔓延高溫合成反應(yīng)的絕熱燃燒溫度和單位質(zhì)量反應(yīng)熱,證明體系能進(jìn)行自蔓延高溫合成反應(yīng)。同時(shí)采用熱分析實(shí)驗(yàn)研究了體系的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),計(jì)算出主反應(yīng)Al還原V2O5的表觀活化能值為205.2kJ/mol,并且反應(yīng)屬于液固反應(yīng),這對(duì)于制備釩鋁合金的工藝改進(jìn)有一定的指導(dǎo)意義,也為制備釩鋁合金的實(shí)驗(yàn)做理論上的準(zhǔn)備。
然后論文就熔渣及相關(guān)氧化物在不同功率微波場(chǎng)中的升溫行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明:微波
4、功率的大小以及物料本身的分子結(jié)構(gòu)都能對(duì)物料的升溫速率產(chǎn)生不同程度的影響,在500W微波功率下,熔渣平均升溫速率為34.8℃/min,在1kW時(shí),平均升溫速率為39.2℃/min;在微波場(chǎng)中三種氧化物的升溫速率次序?yàn)椋篤2O5>Al2O3>CaO,氧化物分子結(jié)構(gòu)的差異與其在微波場(chǎng)下升溫速率有直接關(guān)系。即晶體中的缺陷愈明顯,則升溫速率愈快。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為熔體在微波場(chǎng)中的溫度場(chǎng)分布研究及微波加熱機(jī)理的探討提供了重要理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
5、最后論文探討了配鋁量、氧化鈣配入量、微波功率、保溫時(shí)間對(duì)釩回收率和合金成分的影響,并采用X射線衍射儀、掃描電鏡及能譜檢測(cè)手段對(duì)合金產(chǎn)物的物相組成和微觀組織進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:通過微波輔助自蔓延高溫合成的V-Al中間合金,主要物相為單質(zhì)釩及釩鋁化合物,其中還有少量氧化鋁和其他非金屬氧化物的夾雜,適當(dāng)提高配鋁量和延長(zhǎng)微波保溫時(shí)間可以提高合金中釩的回收率和減少非金屬夾雜物含量;在微波功率為10kW、加熱時(shí)間10min、配鋁系數(shù)為1.3,
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