纳米碳化钒/铬复合粉末的微波原位合成及机理研究

发布时间：2021-08-13 08:05

　　金属钒和铬的碳化物因为其优良的性能,在硬质合金、钢铁冶金、电子产品等方面得到了广泛的应用。本文采用微波原位合成的实验方法,以纳米氧化钒和纳米氧化铬作为钒源和铬源,分别以纳米碳黑、葡萄糖、蔗糖作为碳源合成纳米碳化钒/铬复合粉末。主要研究了反应温度、保温时间和碳源含量对合成产物的物相组成、微观结构和热学性能等方面的影响,揭示了反应产物的物相演变规律和形成机理,初步探讨了纳米复合碳化物对WC-8Co硬质合金的微观结构和力学性能的影响。采用XRD、SEM、TEM、XPS等检测手段对产物进行了分析表征,结果表明:当碳源为纳米碳黑时,在碳含量为30wt%、反应温度为1100℃、保温时间为1h的条件下,可以合成纳米碳化钒/铬复合粉末。反应产物主要由Cr3C2、V3Cr2C5和Cr2VC2组成。颗粒形状为球形或者类球形,分散性良好,无明显团聚现象,平均颗粒尺寸为30nm左右;当碳源为葡萄糖时,合成条件为54wt%的葡萄糖含量,1000℃的反应温度以及1h的保温时间,合成产物由V3Cr2C5和Cr2VC2组成。颗粒的形状为类球形和条形,有一定的团聚现象,平均颗粒尺寸为100nm左右;当碳源为蔗糖时,蔗糖... 

【文章来源】：河南工业大学河南省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 钒、铬碳化物的应用
        1.1.1 晶粒抑制剂
        1.1.2 钢铁添加剂
        1.1.3 其他方面的应用
    1.2 钒、铬碳化物的国内外发展研究历程
        1.2.1 碳化钒的发展研究历程
        1.2.2 碳化铬的发展研究历程
        1.2.3 碳化钒/铬复合粉末的发展研究现状
    1.3 钒、铬碳化物的制备方法
        1.3.1 碳热还原法
        1.3.2 气相还原法
        1.3.3 前驱体法
        1.3.4 机械合金化法
    1.4 本课题的研究目的及内容
2 实验
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 实验技术路线
    2.4 实验实施
        2.4.1 以纳米碳黑作为碳源
        2.4.2 以葡萄糖作为碳源
        2.4.3 以蔗糖作为碳源
    2.5 实验样品的检测及表征方法
        2.5.1 热重-差示扫描量热分析（TG-DSC分析）
        2.5.2 物相分析（XRD分析）
        2.5.3 微观形貌分析（SEM分析和TEM分析）
        2.5.4 X射线光电子能谱分析（XPS分析）
3 纳米碳化钒/铬复合粉末的制备研究
    3.1 以纳米碳黑作为碳源
        3.1.1 热重-差示扫描量热分析
        3.1.2 物相分析
        3.1.3 微观形貌分析
        3.1.4 X射线光电子能谱分析
        3.1.5 小结
    3.2 以分析纯葡萄糖作为碳源
        3.2.1 热重-示差扫描量热分析
        3.2.2 物相分析
        3.2.3 微观形貌分析
        3.2.4 X射线光电子能谱分析
        3.2.5 小结
    3.3 以分析纯蔗糖(C12H22O11)作为碳源
        3.3.1 热重-示差扫描量热分析
        3.3.2 物相分析
        3.3.3 微观形貌分析
        3.3.4 X射线光电子能谱分析
        3.3.5 小结
4 纳米碳化钒/铬复合粉末的形成机理研究
    4.1 氧化钒的还原碳化
    4.2 氧化铬的还原碳化
    4.3 碳化钒/铬复合粉末形成的物相转变
    4.4 小结
5 纳米碳化钒/铬复合粉末在硬质合金中的应用研究
    5.1 纳米碳化钒/铬复合粉末对WC-8Co硬质合金收缩率的影响
    5.2 纳米碳化钒/铬复合粉末对WC-8Co硬质合金致密度的影响
    5.3 纳米碳化钒/铬复合粉末对WC-8Co硬质合金硬度的影响
    5.4 纳米碳化钒/铬复合粉末对WC-8Co硬质合金组织结构的影响
    5.5 小结
6 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文和研究成果目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]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)
[3]常压下碳热还原制备碳化钒（V8C7）粉末的研究[J]. 姜中涛,李力,陈巧旺,邓莹,刘颖.  硬质合金. 2011(05)
[4]V2O3碳热还原法制备VC过程的研究[J]. 于三三,杨灿,李双明,李文秀.  硬质合金. 2011(02)
[5]含V和Cr纳米W粉碳化热力学分析及实验[J]. 罗骥,方哲成,郭志猛,邵慧萍.  材料热处理学报. 2011(02)
[6]碳热还原法制取碳化铬、金属铬的热力学分析[J]. 张雪峰,方民宪,同艳维,李会容.  材料导报. 2010(18)
[7]Cr3C2粉体的高能球磨细化[J]. 曹瑞军,林晨光.  硬质合金. 2010(04)
[8]硬质合金新进展[J]. 贾佐诚,陈飞雄,吴诚.  粉末冶金工业. 2010(03)
[9]反应温度对纳米碳化钒（V8C7）制备的影响[J]. 赵志伟,刘颖,朱贺,李彦涛,王艳荣.  粉末冶金工业. 2009(05)
[10]碳热还原法制备V8C7粉末的研究[J]. 姜中涛,叶金文,刘颖,邓莉,何旭,涂铭旌.  功能材料. 2009(05)

硕士论文
[1]机械合金化方法制备碳化物的研究[D]. 张斌.浙江大学 2005



本文编号：3340062