TiC x O 1-x 的选择性还原制备及掺杂机理研究
发布时间：2022-01-09 10:41
本文基于USTB钛电解工艺,围绕阳极原料TiCxO1-x固溶体,对其Ti点位和C/O点位的掺杂机理及掺杂过程对固溶体结构及热力学性质的影响进行了详细的研究,特别对有望进一步降低USTB工艺成本的新型阳极原料——TiCxNyOz固溶体进行了深入的评价。同时在钛铁复合矿冶金新流程的基础上,对选择性碳热还原制备TiCxO1-x固溶体过程中TiO2与SiO2的选择性还原过程进行了详细的研究,为钛铁复合矿冶金新流程的进一步优化及钛铁复合矿资源的高效、综合利用提供理论指导。具体研究内容及结果如下:采用化合反应制备了一系列不同组成的TiCxNyOz固溶体,实现了 N原子对TiCxO1-x固溶体C/O点位的掺杂。XRD图谱显示TiCxNyOz
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．＂ｉＣ、０，巧膜中Ｔｉ、ｃ、〇巧度变化图ｉｗ??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｏｎｃｅｎ化ａｔｉｏｎ?ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｅｌｅｍｅｎｔ?Ｔｉ，?Ｃ，?０?ｉｎ?化ｒｎａｒｙ?ｓｙｓ化ｍｌ４＊ｌ??－５－??
ＴｉＣ、〇ｉ＿、作为一种由具有相同晶体结构的Ｔｉｅ和ＴｉＯ混合形成的固溶体，??其形成过程同样可看成是０原子对Ｔｉｅ晶体的渗杂，即０原子占据了部分??Ｃ原子的点位。类似的，具有与Ｃ、０原子相近大小和相似性质的Ｎ原子同??样可Ｗ对相应点位进行惨杂，从而形成Ｔｉ－Ｃ－Ｎ、Ｔｉ－０－Ｎ和Ｔｉ－Ｃ－Ｎ－Ｑ等一系??列固溶体。??Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体具有高硬度、高烙点、耐腐蚀等特性，作为陶瓷材料广泛??应用于切削工具、模具和高温器具的构造中。Ｌｅｖｉ等人ｔ４９３利用Ｘ射线衍射图??谱精修法研巧了?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体的结构，他们建立了如图２．７所示的Ｈ种模型，??巨Ｐ?（ａ）?Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随机占据格点；（ｂ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０）点位，Ｃ、Ｎ??原子随机占据（０．５?０．５?０．５）点位；（Ｃ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０），（０．５?０．５?０），（０??０．５?０．５）和（０．５?０?０．５）点位，Ｃ?原子占据（０?０．５?０）和（０．５?０?０）点位，Ｎ??原子占据（０?０?０．５）和（化５?０．５?０．５）点位。精修结果显示Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随??化占据格点的模型并不正确，Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体应该为ＴｉＮ晶体结构中Ｎ原子的??位置被Ｃ原子所取代而形成的结构，同时在非晶格点位置伴随有少量的空位??存在。??
Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体具有高硬度、高烙点、耐腐蚀等特性，作为陶瓷材料广泛??应用于切削工具、模具和高温器具的构造中。Ｌｅｖｉ等人ｔ４９３利用Ｘ射线衍射图??谱精修法研巧了?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体的结构，他们建立了如图２．７所示的Ｈ种模型，??巨Ｐ?（ａ）?Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随机占据格点；（ｂ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０）点位，Ｃ、Ｎ??原子随机占据（０．５?０．５?０．５）点位；（Ｃ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０），（０．５?０．５?０），（０??０．５?０．５）和（０．５?０?０．５）点位，Ｃ?原子占据（０?０．５?０）和（０．５?０?０）点位，Ｎ??原子占据（０?０?０．５）和（化５?０．５?０．５）点位。精修结果显示Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随??化占据格点的模型并不正确，Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体应该为ＴｉＮ晶体结构中Ｎ原子的??位置被Ｃ原子所取代而形成的结构，同时在非晶格点位置伴随有少量的空位??存在。??毅鑽鑽??？?ＴＶＣ／Ｎ?参?Ｔ１?參?ＣＷ?藝?Ｔｉ?？?Ｃ?戀?Ｎ??图２．７?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体兰种不同结构模型ＩＷ??Ｆｉｇ，?２．７?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ?ｓｏｌｉｄ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ＊＂＊＾＊??向道平等人的研究ｔｓｗ表明，Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体是氮气气氛下Ｔｉ化碳热还原??过程的最终产物
本文编号：3578559
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．＂ｉＣ、０，巧膜中Ｔｉ、ｃ、〇巧度变化图ｉｗ??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｏｎｃｅｎ化ａｔｉｏｎ?ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｅｌｅｍｅｎｔ?Ｔｉ，?Ｃ，?０?ｉｎ?化ｒｎａｒｙ?ｓｙｓ化ｍｌ４＊ｌ??－５－??
ＴｉＣ、〇ｉ＿、作为一种由具有相同晶体结构的Ｔｉｅ和ＴｉＯ混合形成的固溶体，??其形成过程同样可看成是０原子对Ｔｉｅ晶体的渗杂，即０原子占据了部分??Ｃ原子的点位。类似的，具有与Ｃ、０原子相近大小和相似性质的Ｎ原子同??样可Ｗ对相应点位进行惨杂，从而形成Ｔｉ－Ｃ－Ｎ、Ｔｉ－０－Ｎ和Ｔｉ－Ｃ－Ｎ－Ｑ等一系??列固溶体。??Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体具有高硬度、高烙点、耐腐蚀等特性，作为陶瓷材料广泛??应用于切削工具、模具和高温器具的构造中。Ｌｅｖｉ等人ｔ４９３利用Ｘ射线衍射图??谱精修法研巧了?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体的结构，他们建立了如图２．７所示的Ｈ种模型，??巨Ｐ?（ａ）?Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随机占据格点；（ｂ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０）点位，Ｃ、Ｎ??原子随机占据（０．５?０．５?０．５）点位；（Ｃ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０），（０．５?０．５?０），（０??０．５?０．５）和（０．５?０?０．５）点位，Ｃ?原子占据（０?０．５?０）和（０．５?０?０）点位，Ｎ??原子占据（０?０?０．５）和（化５?０．５?０．５）点位。精修结果显示Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随??化占据格点的模型并不正确，Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体应该为ＴｉＮ晶体结构中Ｎ原子的??位置被Ｃ原子所取代而形成的结构，同时在非晶格点位置伴随有少量的空位??存在。??
Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体具有高硬度、高烙点、耐腐蚀等特性，作为陶瓷材料广泛??应用于切削工具、模具和高温器具的构造中。Ｌｅｖｉ等人ｔ４９３利用Ｘ射线衍射图??谱精修法研巧了?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体的结构，他们建立了如图２．７所示的Ｈ种模型，??巨Ｐ?（ａ）?Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随机占据格点；（ｂ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０）点位，Ｃ、Ｎ??原子随机占据（０．５?０．５?０．５）点位；（Ｃ）?Ｔｉ原子占据（０?０?０），（０．５?０．５?０），（０??０．５?０．５）和（０．５?０?０．５）点位，Ｃ?原子占据（０?０．５?０）和（０．５?０?０）点位，Ｎ??原子占据（０?０?０．５）和（化５?０．５?０．５）点位。精修结果显示Ｔｉ、Ｃ、Ｎ原子随??化占据格点的模型并不正确，Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体应该为ＴｉＮ晶体结构中Ｎ原子的??位置被Ｃ原子所取代而形成的结构，同时在非晶格点位置伴随有少量的空位??存在。??毅鑽鑽??？?ＴＶＣ／Ｎ?参?Ｔ１?參?ＣＷ?藝?Ｔｉ?？?Ｃ?戀?Ｎ??图２．７?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体兰种不同结构模型ＩＷ??Ｆｉｇ，?２．７?Ｔｈｒｅｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?Ｔｉ－Ｃ－Ｎ?ｓｏｌｉｄ?ｓｏｌｕｔｉｏｎ＊＂＊＾＊??向道平等人的研究ｔｓｗ表明，Ｔｉ－Ｃ－Ｎ固溶体是氮气气氛下Ｔｉ化碳热还原??过程的最终产物
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