氮化铬（CrN，Cr 2 N）粉末制备研究

发布时间：2023-01-30 20:13

　　金属铬与氮在不同条件下会形成具有不同氮含量的金属铬氮化物质，常见金属铬的氮化物有CrN和Cr2N，称为氮化铬（Chromium Nitrides）。CrN和Cr2N都是耐热合金重要的冶金第二相，特别是对特种钢来说，可以作为增强添加剂。但是，CrN和Cr2N具有不同的物理、化学、机械性能。一般认为，CrN的综合使用性能高于Cr2N，如CrN的耐酸碱腐蚀性能明显高于Cr2N。因此，市场对氮化金属铬的需求符合氮含量与价格的正比关系。 论文通过两步法分别制备出含氮铬粉原料和铬的高氮氮化物（氮含量大于15%）。工艺过程为：通过金属铝粉与三氧化二铬发生自蔓延还原反应，加入硝酸钠作为发热剂、尿素作为增氮剂，反应制得含氮金属铬粉，作为进一步氮化的前驱体；将含氮金属铬粉压制成型置于高温氮化炉内，通入高纯氮气，控制温度、氮气压力、氮化时间，制备出氮含量15%～20%的高氮氮化铬粉末。 第一步，自蔓延还原反应制备金属铬粉，并在反应中加入尿素作为添加剂进行氮化，制备出具有一定氮含量的金属铬粉原料。结果表明，铝粉与三氧化二铬按照原有生产配比，加入质量百分比5%～15%的尿素提供氮元素，同时按实践经验... 

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
1. 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属铬概述
        1.2.1 金属铬的性质及应用
        1.2.2 金属铬的制备
    1.3 氮化铬的研究现状
    1.4 氮化铬的应用
        1.4.1 作为添加剂
        1.4.2 氮化铬涂层应用
    1.5 氮化铬粉末的制备方法
        1.5.1 氨解法
        1.5.2 机械球磨法
        1.5.3 高温自蔓延法
        1.5.4 电化学法
        1.5.5 固态反应法
        1.5.6 直接氮化法
    1.6 选题的意义及研究内容
2. 实验理论分析
    2.1 改进铝热法理论研究
        2.1.1 发热剂选择
        2.1.2 配料比及热量计算
        2.1.3 添加剂选择
    2.2 氮化反应的热力学分析
        2.2.1 吉布斯（Gibbs）自由能判据
        2.2.2 应用规则溶液模型计算标准生成自由能
        2.2.3 非标准状态
        2.2.4 温度压力关系
    2.3 本章小结
3. 合成含氮铬粉研究
    3.1 实验方法
        3.1.1 实验方案
        3.1.2 实验原料
        3.1.3 实验仪器设备
        3.1.4 实验过程
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 氮气压对反应的影响
        3.2.2 尿素对合成产物的影响
        3.2.3 尿素含量对反应的影响
        3.2.4 尿素对自蔓延反应还原率的影响
    3.3 本章小结
4. 直接氮化法制备高氮氮化铬研究
    4.1 实验方法
        4.1.1 实验方案
        4.1.2 实验原料
        4.1.3 实验仪器设备
        4.1.4 实验过程
    4.2 工艺参数确定
        4.2.1 铬粉粒度对氮化率的影响
        4.2.2 氮气纯度
        4.2.3 Cr_2N 制备工艺
        4.2.4 CrN 制备工艺
    4.3 试验验证
    4.4 本章小结
5. 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]用氮化铬、氮化锰冶炼高氮钢[J]. 马绍华,张志敏,储少军.  钢铁研究学报. 2008(12)
[2]固体透氧膜法与熔盐电解法制备金属铬的对比[J]. 陈朝轶,鲁雄刚.  金属学报. 2008(02)
[3]沉淀-氨解法制备超细高纯氮化铬粉体[J]. 李国,胡国荣,彭忠东,邓新荣,曹雁冰,万文治.  中国粉体技术. 2007(04)
[4]氨解法制备超细高纯氮化铬粉体的研究[J]. 胡国荣,李国,邓新荣,彭忠东,曹雁冰,万文治.  中国陶瓷工业. 2006(05)
[5]超细氮化铬制备方法的研究进展[J]. 胡国荣,李国,彭忠东,邓新荣,曹雁冰,万文治.  粉末冶金工业. 2006(03)
[6]21世纪中国铬业资源现状与发展[J]. 陈津,王社斌,林万明,张猛,赵晶.  铁合金. 2005(02)
[7]氨解法制备纳米氮化铬粉体[J]. 李耀刚,高濂.  无机材料学报. 2003(01)
[8]铝热法冶炼低气金属铬提高产品质量的探讨[J]. 明宪权,葛军,黎明.  铁合金. 2000(02)

硕士论文
[1]高纯氮化铬粉体的制备与研究[D]. 李国.中南大学 2007



本文编号：3733406