鎂熱還原自蔓延制備TiB-,2-粉末研究.pdf

1、本文采用高溫鎂熱還原自蔓延法合成二硼化鈦粉末，通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算，分析了反應(yīng)的絕熱溫度、反應(yīng)自由能及初始條件對(duì)合成的影響。實(shí)驗(yàn)研究了合成的初始條件對(duì)產(chǎn)物的組成、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)率的影響，并借助于x-ray，SEM，激光粒度儀分析了產(chǎn)物的相組成和粒度分布。 熱力學(xué)分析表明：在同一預(yù)熱溫度下，隨著稀釋劑含量的增加，反應(yīng)的絕熱溫度降低；對(duì)于同一體系，在稀釋劑含量相同時(shí)，隨預(yù)熱溫度的升高，絕熱溫度也升高。反應(yīng)自由焓變表明：在Mg-TiO2體系中隨著

2、反應(yīng)溫度的升高，氧化鈦還原有四種途徑，但2MgO+2TiO2=Mg2TiO4+Ti的反應(yīng)自由能最低，發(fā)生的可能性最大；在Mg-B2O3系統(tǒng)中，B2O3+3Mg=2B+3MgO的反應(yīng)自由能最低，反應(yīng)發(fā)生的可能性最大，但隨著溫度的升高，這個(gè)反應(yīng)的自由能向正值方向變化；而在Mg-B2O3-TiO2體系中，在平衡條件下主要化學(xué)反應(yīng)：TiO2+B2O3+5Mg=5MgO+TiB2發(fā)生的趨勢(shì)最大。因此，可以在體系中添加稀釋劑和過(guò)量鎂粉來(lái)降低絕熱溫度

3、，從而使反應(yīng)向有利方向進(jìn)行，同時(shí)過(guò)量鎂粉還能彌補(bǔ)部分鎂的揮發(fā)損失。 實(shí)驗(yàn)研究表明，鎂熱還原自蔓延高溫合成的產(chǎn)物經(jīng)酸處理后能得到平均粒度為20.55μm的TiB2粉末，同時(shí)初始條件如試樣的成型壓力，試樣中鎂粉的過(guò)量程度和添加的稀釋劑含量對(duì)反應(yīng)中鎂粉的汽化損失和TiB2產(chǎn)率以及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生影響。試樣的成型壓力達(dá)到12MPa時(shí)，燃燒波中斷，反應(yīng)不能持續(xù)；鎂粉過(guò)量10％時(shí)，TiB2的產(chǎn)率最高；稀釋劑MgO含量超過(guò)20wt％時(shí)，燃燒