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为了得到锆英石碳热还原氮化反应时产物相的稳定存在区域,用△fGiθ=A+ BT法对Zr-Si-C-N-O系进行了热力学计算和分析,绘制了Zr-Si-C-N-O系优势区相图.结果表明:通过控制配碳量、反应温度、炉内的CO分压和N2分压,可以获得组成分别为ZrO2-Si2N2O、ZrN-Si2N2O或ZrN-Si3N4等的复相材料.根据热力学分析结果,以锆英石、活性炭为原料,N2 (99.999％)为氮源,研究了配碳量(10％,20％,22％,30％,质量分数)对锆英石碳热还原氮化反应失重率及产物相组成的影响.结果表明:配碳量不仅显著影响锆英石碳热还原氮化反应产物的物相组成,而且配碳量的增加还会降低锆英石碳热还原氮化反应的开始温度.

关键词: 锆英石 , 碳热还原氯化 , 热力学分析 , 优势区相图 , 配碳量

锡阳极泥硫化焙烧分离锑的热力学研究

卢红波 , 尹久发 , 张启旺 , 张敏

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.05.025

对锡阳极泥硫化焙烧过程进行了系统的热力学计算和趋势分析,重点研究了硫化剂的选择、Sn-S-O系与Sb-S-O系优势区相图的对比、碳对硫化反应的影响.研究结果表明:在同一温度下,FeS2的离解压比SnS和Sb2S3的离解压大得多,故可将锡和锑硫化,而黄铁矿很适合作为锡阳极泥焙烧分离锑工艺所需的硫化剂;高温有利于锡、锑硫化物的生成,而在同一温度下,锑比锡更容易硫化;还原剂碳能促进Sb2O4和SnO2硫化反应的进行,且Sb2O4比SnO2硫化的趋势更强.此外,由于Sb2S3的饱和蒸汽压比较大,故锡阳极泥在硫化焙烧过程中锑以Sb2S3的形式挥发,达到锑开路的目的.

关键词: 锡阳极泥 , 硫化焙烧 , 优势区相图 , 热力学

Al-TiO2-C体系热力学分析及Al2O3-TiC复相陶瓷的燃烧合成

董倩 , 唐清 , 李文超

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2001.05.006

对Al-TiO2-C燃烧合成体系进行了热力学计算,并利用Al-O-N、Ti-O-N、C-O-N三个体系的叠加优势区相图分析了该燃烧合成体系的平衡产物相.结果表明,Al-TiO2-C燃烧合成体系的绝热燃烧温度为2398 K,燃烧合成平衡相为Al2O3和TiC.XRD检测结果与热力学分析结果相吻合,说明该燃烧合成反应进行得较为彻底,证实热力学分析结果可信.原位生成的Al2O3和TiC两相分布较均匀,燃烧合成产物疏松多孔,易于通过球磨方式达到破碎、磨细的目的.

关键词: 燃烧合成 , 热力学分析 , Al2O3-TiC , 优势区相图

Si粉和Al粉对N2保护热处理铝碳材料性能和显微结构的影响

刘国齐 , 王金相 , 杨彬 , 李红霞

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.04.001

为改善含碳材料埋炭保护热处理时的操作条件,并为提高含碳材料性能开辟新的途径,对添加Si粉或Al粉的铝碳材料在N2气氛中1200℃热处理5 h,测定试样热处理前后的质量变化率、抗折强度、体积密度、显气孔率、抗热震性、热膨胀系数和抗氧化指数,并用扫描电镜和XRD分析试样的显微结构和物相组成.结果发现,采用N2保护热处理工艺同埋炭热处理工艺一样可防止碳氧化,使铝碳材料形成碳结合并具有较好的性能指标.与添加Si粉的试样相比,添加Al粉的试样在热处理后具有较高的高温强度和较低的热膨胀系数;反应生成的Al2OC和AlN有益于材料抗热震性能和强度的提高,并减轻了其在埋炭保护热处理后由于生成Al4C3而产生的严重水化现象.部分Si粉与气氛反应生成纤维状的β-SiC、SixN和粒状的Si2N2O,它们对铝碳材料具有明显的增强作用.

关键词: 添加剂 , 氮气保护热处理 , 铝碳材料 , 优势区相图

TiO2 碳热还原氮化反应的热力学分析

于仁红 , 史晓琪 , 蒋明学

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2005.06.018

通过热力学计算和分析,绘制了Ti-C-N-O系中氮化物、碳化物与氧化物稳定存在区域图(即优势区相图);讨论了碳热还原氮化法合成TiN和TiC粉末过程中的主要影响因素及最佳条件.

关键词: 热力学分析 , 氮化钛 , 碳化钛 , 优势区相图

对TiB2合成反应体系的优势区相图叠加分析

马爱琼 , 蒋明学 , 高云琴 , 杜习乾

人工晶体学报

通过对碳热还原法合成TiB2反应体系的热力学分析,绘制了Ti-C-O系统、B-C-O系统的优势区相图.并在此基础上,通过对Ti-C-O系统、B-C-O系统的优势区相图叠加,得到了TiO2-B2-O3-C系统的优势区相图叠加图.优势区相图叠加分析表明,在碳热还原法合成TiB2粉末的过程中,降低反应体系中CO分压,有利于TiB2合成反应的进行.在以上分析的基础上,确定了碳热还原法合成TiB2粉末的合成工艺,并合成了纯度较高、晶形发育完整的TiB2粉末.

关键词: TiB2 , 优势区相图 , 叠加分析 , 碳热还原反应