亚铬酸钙中间相碳热反应法制备纳米碳化铬粉末的工艺及机理研究

发布时间：2021-07-18 14:00

　　碳化铬（Cr₃C₂）具有高熔点、高硬度和优良的耐磨耐腐蚀性和抗氧化性等,在硬质合金、钢铁、电子和航空航天等领域得到广泛应用。本文以亚铬酸钙与碳为原料,采用碳热反应法制备纳米碳化铬粉末。利用热重-差热分析、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等测试方法对亚铬酸钙和碳化铬的形成过程及产物的物相和形貌进行表征,确定Cr₃C₂粉末的最佳制备工艺,并对碳化铬的形成机理机理和氧化钙对碳化铬的细化机理进行了探讨。亚铬酸钙制备的研究结果表明:Ca/Cr（即钙和铬的摩尔比）为1:1时,反应获得单一的CaCr₂O₄,Cr₂O₃含量增加,反应产物中有Cr₂O₃剩余;当Ca/Cr为1:1,反应温度为1000 oC,反应时间为180 min时,产物为单一的CaCr₂O₄,粉末颗粒呈球形或类球形,大小分布均匀,粒径主要分布在0.5²μm之... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 Cr_3C_2的特性
    1.2 Cr_3C_2粉末的应用
        1.2.1 硬质合金晶粒长大抑制剂
        1.2.2 钢铁添加剂
        1.2.3 喷涂材料添加剂
        1.2.4 其他应用
    1.3 Cr_3C_2粉末的制备方法
        1.3.1 铬或铬的氧化物直接碳化法
        1.3.2 气体还原法
        1.3.3 喷雾干燥还原法
        1.3.4 高能球磨法
        1.3.5 前驱体法
        1.3.6 其他制备方法
    1.4 亚铬酸钙的结构特点和制备方法
        1.4.1 亚铬酸钙的结构特点
        1.4.2 亚铬酸钙的制备
    1.5 本文选题的意义和研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验路线
    2.2 实验原料和设备
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 CaO和Cr_2O_3高温煅烧制备亚铬酸钙
        2.3.2 亚铬酸钙中间相碳热反应法制备纳米Cr_3C_2粉末
        2.3.3 传统方法制备Cr_3C_2粉末的对照试验
    2.4 测试分析
        2.4.1 X-射线衍射分析(XRD)
        2.4.2 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析
        2.4.3 热重-差式扫描量热分析（TG-DSC）
        2.4.4 碳含量测定
第3章 CaO和Cr_2O_3高温煅烧制备CaCr_2O_4的工艺及机理
    3.1 反应气氛对产物物相的影响
    3.2 Ca/Cr比对产物物相的影响
    3.3 制备工艺对产物性能的影响
        3.3.1 反应温度对产物物相和形貌的影响
        3.3.2 保温时间对产物物相和形貌的影响
    3.4 CaCr_2O_4的形成机理
    3.5 本章小结
第4章 亚铬酸钙制备纳米碳化铬粉末
    4.1 亚铬酸钙和碳的混料方式
    4.2 亚铬酸钙和碳黑混合料的TG-DSC分析
    4.3 配碳比对产物物相和碳含量的影响
    4.4 碳源对碳化温度的影响
        4.4.1 以石墨为碳源对碳化温度的影响
        4.4.2 以碳黑为碳源对碳化温度的影响
    4.5 保温时间对产物物相的影响
    4.6 碳源和碳化温度对产物形貌和粒径的影响
        4.6.1 碳源对产物粉末形貌和粒径的影响
        4.6.2 反应温度对产物粉末形貌和粒径的影响
    4.7 亚铬酸钙中间相制备纳米Cr_3C_2粉末的机理分析
        4.7.1 Cr_3C_2的形成机理
        4.7.2 Cr_3C_2粉末的细化机理
    4.8 本章小结
第5章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Cr3C2含量对纳米WC-6Co复合粉烧结的影响[J]. 吴鹏,温德才,刘少存,谢桂香,杨守达,周荣昌.  闽南师范大学学报(自然科学版). 2016(01)
[2]碳化物抑制剂对WC-2.5TiC-10Co超细晶硬质合金微观组织及力学性能的影响[J]. 王文广,张贺佳,王全兆,马宗义,陈礼清.  材料研究学报. 2015(12)
[3]晶粒长大抑制剂对超细硬质合金刀具磨损性能的影响[J]. 程剑兵,庞思勤,王西彬,魏崇斌,刘学军.  现代制造工程. 2015(06)
[4]超细(纳米)硬质合金的制备研究进展[J]. 王明超,赵志伟,杨德青,王署亮,万帅杰,陈云豪,刘少静.  材料导报. 2015(S1)
[5]掺杂对硬质合金微观结构和晶粒生长的影响[J]. 陈健,弓满锋,伍尚华,蒋强国.  材料导报. 2014(19)
[6](W,Ti,Ta)C复式碳化物对WC-（6%～8%）Co超细硬质合金性能的影响[J]. 左中眉,栾道成,田瀚林,陈晓男.  中国钨业. 2013(05)
[7]CaCl2熔盐中自烧结电解制备粉体Cr3C2及其机制[J]. 郎晓川,谢宏伟,翟玉春,邹祥宇.  稀有金属材料与工程. 2013(09)
[8]一步还原法制备超细碳化钒铬粉末[J]. 姜中涛,李力,陈慧,刘兵,陈巧旺.  粉末冶金材料科学与工程. 2013(04)
[9]碳热还原法制备纳米碳化铬粉末及其特性表征[J]. 赵志伟,彭泳丙,袁海英,郝春艳,马建强,刘亚培,张静文.  中国有色金属学报. 2012(07)
[10]第一性原理研究碳化铬的电子结构、硬度和德拜温度[J]. 闵婷,高义民,李烨飞,杨莹,李瑞涛,谢小军.  稀有金属材料与工程. 2012(02)

硕士论文
[1]过渡金属亚铬酸盐的制备及其催化RDX热分解研究[D]. 付洋.西北大学 2014
[2]超细硬质合金晶粒长大抑制剂优化及烧结工艺的研究[D]. 龙坚战.四川大学 2005



本文编号：3289715