熔盐电解高钛渣制备钛硅合金的研究
发布时间：2023-03-29 03:01
Ti5Si3合金具有熔点高(2130℃)、密度低(4.32 g/cnm3)等优异的物理化学性质,在1000～1200℃的高温下也能保持高强度、良好的抗蠕变性以及强抗氧化性,使其在高温结构材料领域具有很大的应用潜力。目前生产这种合金的方法主要有自蔓延高温合成法、机械合金化法以及粉末冶金法,但是这些方法都存在必须以高纯的钛和硅单质或化合物为原料,存在流程长、能耗高和效率低等缺点。本文用到的钛渣中TiO2含量低于80wt%,易于酸解且Ca、Mg含量高,主要用于硫酸法生产钛白,但是这种方法会产生大量的废酸,造成环境污染。针对以上问题,本文在FFC法的基础上,以高钛渣(TiO2含量为76.9wt%)和SiO2混合物料为原料,在等摩尔CaCl2-NaCl和CaCl2两种熔盐体系中对高钛渣/SiO2复合阴极进行电化学还原,直接制备Ti5Si3。研究了电解时间、槽电压、电解温度以及熔盐...
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 钛硅合金
1.1.1 Ti5Si3的性质
1.1.2 Ti5Si3的应用
1.1.3 Ti5Si3的制备方法
1.2 钛渣
1.2.1 钛渣的制备
1.2.2 钛渣的利用现状
1.3 熔盐电解脱氧法研究现状
1.3.1 FFC Cambridge电解工艺
1.3.2 固体透氧膜法(SOM法)
1.3.3 钙热还原法(OS法)
1.4 本文的研究内容及意义
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究意义
第二章 实验部分
2.1 实验原料的表征
2.2 高钛渣的试电解
2.3 用于制备Ti5Si3的阴极的制备
2.4 阴极片孔隙率的测定
2.5 熔盐选择
2.6 实验装置
2.7 电解过程
2.7.1 预电解过程
2.7.2 电解过程
2.7.3 阴极产物的处理
2.7.4 阴极产物的表征
2.8 实验药品及实验仪器
2.8.1 实验药品
2.8.2 实验仪器
第三章 高钛渣电解还原的热力学分析
3.1 前言
3.2 制备Ti5Si3的热力学分析
3.3 高钛渣中杂质元素的热力学分析
3.4 本章小结
第四章 CaCl2-NaCl熔盐中电解制备Ti5Si3
4.1 电解TiO2/SiO2复合阴极
4.1.1 时间对电解产物物相的影响
4.1.2 时间对电解产物形貌的影响
4.2 时间对电解高钛渣/SiO2阴极的影响
4.2.1 热力学分析
4.2.2 时间-电流曲线
4.2.3 时间对电解产物物相的影响
4.2.4 电解产物的形貌分析
4.3 温度对电解高钛渣/SiO2阴极的影响
4.3.1 不同温度下的时间-电流曲线
4.3.2 温度对电解产物物相的影响
4.3.3 温度对电解产物形貌的影响
4.4 槽电压对电解高钛渣/SiO2阴极的影响
4.4.1 不同槽电压下的时间-电流曲线
4.4.2 槽电压对电解产物物相的影响
4.4.3 槽电压对电解产物形貌的影响
4.5 本章小结
第五章 CaCl2熔盐中电解制备Ti5Si3
5.1 熔盐对电解产物的影响
5.2 时间对电解产物的影响
5.2.1 时间-电流曲线
5.2.2 时间对电解产物物相的影响
5.2.3 时间对电解产物形貌的影响
5.2.4 高钛渣中杂质的行为
5.3 槽电压对电解产物的影响
5.3.1 槽电压对电解产物物相的影响
5.3.2 槽电压对电解产物形貌的影响
5.4 CaO加入量对电解产物的影响
5.4.1 CaO加入量对电解产物物相的影响
5.4.2 CaO加入量对电解产物形貌的影响
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 问题与展望
致谢
参考文献
附录A: 攻读硕士研究生期间发表的论文
附录B: 攻读硕士研究生期间参与研究的项目
本文编号：3773855
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 钛硅合金
1.1.1 Ti5Si3的性质
1.1.2 Ti5Si3的应用
1.1.3 Ti5Si3的制备方法
1.2 钛渣
1.2.1 钛渣的制备
1.2.2 钛渣的利用现状
1.3 熔盐电解脱氧法研究现状
1.3.1 FFC Cambridge电解工艺
1.3.2 固体透氧膜法(SOM法)
1.3.3 钙热还原法(OS法)
1.4 本文的研究内容及意义
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究意义
第二章 实验部分
2.1 实验原料的表征
2.2 高钛渣的试电解
2.3 用于制备Ti5Si3的阴极的制备
2.4 阴极片孔隙率的测定
2.5 熔盐选择
2.6 实验装置
2.7 电解过程
2.7.1 预电解过程
2.7.2 电解过程
2.7.3 阴极产物的处理
2.7.4 阴极产物的表征
2.8 实验药品及实验仪器
2.8.1 实验药品
2.8.2 实验仪器
第三章 高钛渣电解还原的热力学分析
3.1 前言
3.2 制备Ti5Si3的热力学分析
3.3 高钛渣中杂质元素的热力学分析
3.4 本章小结
第四章 CaCl2-NaCl熔盐中电解制备Ti5Si3
4.1.1 时间对电解产物物相的影响
4.1.2 时间对电解产物形貌的影响
4.2 时间对电解高钛渣/SiO2阴极的影响
4.2.1 热力学分析
4.2.2 时间-电流曲线
4.2.3 时间对电解产物物相的影响
4.2.4 电解产物的形貌分析
4.3 温度对电解高钛渣/SiO2阴极的影响
4.3.1 不同温度下的时间-电流曲线
4.3.2 温度对电解产物物相的影响
4.3.3 温度对电解产物形貌的影响
4.4 槽电压对电解高钛渣/SiO2阴极的影响
4.4.1 不同槽电压下的时间-电流曲线
4.4.2 槽电压对电解产物物相的影响
4.4.3 槽电压对电解产物形貌的影响
4.5 本章小结
第五章 CaCl2熔盐中电解制备Ti5Si3
5.2 时间对电解产物的影响
5.2.1 时间-电流曲线
5.2.2 时间对电解产物物相的影响
5.2.3 时间对电解产物形貌的影响
5.2.4 高钛渣中杂质的行为
5.3 槽电压对电解产物的影响
5.3.1 槽电压对电解产物物相的影响
5.3.2 槽电压对电解产物形貌的影响
5.4 CaO加入量对电解产物的影响
5.4.1 CaO加入量对电解产物物相的影响
5.4.2 CaO加入量对电解产物形貌的影响
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 问题与展望
致谢
参考文献
附录A: 攻读硕士研究生期间发表的论文
附录B: 攻读硕士研究生期间参与研究的项目
本文编号：3773855
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3773855.html
