铝热法制备钒铝合金的动力学研究

发布时间：2019-09-26 12:02

【摘要】：采用DSC法对铝热法制备钒铝合金反应动力学进行研究。运用Flynn-Wall-Ozawa法求得反应活化能,然后使用Kissinger法验证Flynn-Wall-Ozawa法求得反应活化能的可靠性,两种方法所求得活化能基本保持一致;取两种方法所求得平均活化能,代入Kissinger-Crane法求解铝热反应其他动力学参数,建立反应动力学方程。结果表明,铝热法制备钒铝合金的平均表观活化能为386.5 k J/mol,反应级数为1.04,指前因子为3.361×10~(30)min~(-1)。
【图文】：

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应机理函数的选择而直接求出E值，与其他方法相比，避免了因反应机理函数选择不同而可能带来的误差。这也是该方法的一个突出优点［8］。以lgβ对1/Tm作图，如图2所示。图2放热峰在不同的升温速率下lgβ－1/Tm关系Fig．2lgβ－1/Tmrelationsofexothermicpeakatdifferentheatingrates通过直线斜率－0.4567E/Ｒ计算反应活化能E，图2中的点由表1中数据求得，对其拟合得到图中直线，其拟合方程为Y=32．27－20963．52X，其相关系数为－0．995，由式(5)可求得反应表观活化能为381．5kJ/mol。3．2Kissinger法为了验证FWO法的可靠性，利用Kissinger法对试验数据进行动力学处理，将式(3)微分处理，可求得ddt(dadt)=dadtEβＲT2－Ane－E/ＲT(1－a)n－1[](6)Kissinger假设差热曲线上峰值温度Tm处的反应速率最大，，且遵守动力学方程，因此在Tm处有:ddtdadt()=0(7)将式(6)代入式(7)，得ＲβT2m=Ane－E/ＲTm(1－a)n－1(8)对式(8)两边取对数得lnβT2m()=lnAＲE()n(1－am)n－1[]－EＲTm(9)当n=1时n(1－am)n－1=1(10)当n≠0，n≠1时n(1－amax)n－1≈1+(n－1)2ＲTmaxE()(11)因为，(n－1)(2ＲTmax/E)≤1，式(11)变为n(1－amax)n－1≈1(12)由式(10)和式(12)，Kissinger认为n(1－am)n－1与β无关，其值近似为1，因此由(9)可得lnβT2m()=lnAＲE()－EＲTm(13)式中，ln(β/T2m)对1/Tm作图得到一条直线，通过斜率－E/Ｒ可求得反应的活化能E，通过截距可求得频率因子A［9］。取表1中数据，以ln(β/T
【作者单位】： 攀钢集团研究院有限公司 钒钛资源综合利用国家重点实验室;
【分类号】：TF841.3

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本文编号：2542139