超细/纳米钼粉可控制备及其烧结行为研究
发布时间：2023-03-07 19:09
钥是目前应用最广泛的稀有难熔金属之一。钼具有高的熔点、高强度、高弹性模量、低的膨胀系数、良好的导电、导热性及优越的抗腐蚀性等优点。凭借着这些优异的特性,钼及其合金材料在很多领域有着重要的应用。烧结法是制备难熔金属和它们合金材料的主要方法。相比于微米粉末,超细/纳米粉末可以在低很多的温度下烧结成具有高密度的细晶结构材料。而细化晶粒可以改善金属的性能,例如:强度、硬度和耐磨性等。因此,难熔金属超细/纳米粉体及超细晶纳米结构材料的制备成为近些年研究和关注的热点。目前工业上生产Mo粉的主要工艺为氢还原商业氧化钥工艺,但是采用该工艺难以制备出超细/纳米钼粉。虽然许多研究者开发了许多制备超细/纳米钼粉的方法,但是许多受限于成本、生产效率、粉末性能、生产安全性等原因,难以用于超细/纳米钼粉的生产。而且,氧化钼还原过程中缺乏对钼粒度和形貌调控的有效手段且相关的理论也比较匮乏。因此,为解决超细/纳米钥粉的制备难题,本课题开发了两种低成本制备超细/纳米钼粉的工艺,并对其中的关键机理进行了详细研究。一种是基于目前工业氢还原工艺,采用形核剂或钼纳米晶核辅助氢气还原MoO2制备超细/纳米钼粉。另一种是以商业Mo...
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 钼及其化合物和合金材料
2.1.1 钼的特性
2.1.2 钼资源
2.1.3 钼的主要化合物和及其特性
2.1.4 钼及其合金材料
2.1.5 工业钼粉及钼基材料制备方法
2.2 超细/纳米钼粉的特性及其制备研究进展
2.2.1 机械球磨法
2.2.2 超细/纳米前驱体还原法
2.2.3 化学气相沉积法
2.2.4 自蔓延还原法
2.2.5 低温熔盐法
2.2.6 热等离子氢还原法
2.2.7 金属丝电爆炸法
2.2.8 碱金属碳酸盐辅助氢气还原MoO2法
2.2.9 碳热还原MoO3法
2.2.10 其他方法
2.2.11 超细/纳米钼粉制备的主要难题
2.3 钼及其合金材料烧结工艺
2.3.1 氢气烧结
2.3.2 热等静压烧结
2.3.3 放电等离子烧结
2.3.4 微波烧结
2.3.5 活化烧结
2.3.6 超高压烧结
2.3.7 超细/纳米钼粉烧结
2.4 研究意义及内容
2.4.1 研究意义
2.4.2 研究内容
3 形核剂辅助氢气还原MoO2制备超细Mo粉
3.1 实验方法
3.2 实验结果
3.2.1 失重和物相分析
3.2.2 形貌和粒度分析
3.3 讨论
3.3.1 氢还原MoO2过程中气相传输、形核和生长机理分析
3.3.2 盐辅助氢还原MoO2形核和生长机理分析
3.3.3 形貌调控机理分析
3.4 本章小结
4 NaCl辅助氢气还原不同粒度的MoO2产物形貌和粒度及还原动力学研究
4.1 实验方法
4.2 结果和讨论
4.2.1 恒温氢还原不同粒度的MoO2
4.2.2 NaCl辅助恒温氢气还原不同粒度的MoO2
4.2.3 NaCl辅助变温氢气还原不同粒度的MoO2
4.3 本章小结
5 Mo/W纳米晶核辅助氢还原MoO2/WO2制备纳米Mo/W粉
5.1 实验方法
5.2 Mo纳米晶核辅助氢气还原MoO2制备纳米Mo粉
5.2.1 含Mo纳米晶核的MoO2的制备
5.2.2 氢气还原含Mo纳米晶核的MoO2
5.2.3 讨论
5.3 W纳米晶核辅助氢气还原WO2制备制备纳米W粉
5.3.1 含W纳米晶核的WO2的制备
5.3.2 氢气还原WO2
5.3.3 氢气还原含W纳米晶核的WO2
5.3.4 形核、生长和粒度调控机理分析
5.3.5 动力学分析
5.4 本章小结
6 MoO3炭黑预还原氢气深脱氧制备纳米Mo粉研究
6.1 实验方法
6.2 热力学计算与分析
6.3 实验结果
6.3.1 反应过程分析
6.3.2 炭黑还原MoO3过程中形貌和粒度演变分析
6.3.3 先碳后氢还原MoO3制备纳米Mo粉
6.4 讨论
6.4.1 反应机理分析
6.4.2 炭黑还原MoO3形核和生长机理分析
6.4.3 其它还原剂还原MoO3形核和生长机理分析
6.5 本章小结
7 纳米Mo粉烧结行为研究
7.1 实验方法
7.2 实验结果和讨论
7.2.1 纳米Mo粉制备的放大实验与物料成本分析
7.2.2 纳米Mo粉烧结
7.2.3 纳米Mo粉活化烧结商业微米Mo粉
7.2.4 硬度分析
7.3 本章小结
8 超细晶纳米结构氧化物弥散强化Mo合金制备研究
8.1 实验方法
8.2 实验结果和讨论
8.2.1 氧化物纳米颗粒掺杂纳米Mo粉制备
8.2.2 掺杂纳米Mo粉烧结
8.2.3 硬度分析
8.3 本章小结
9 结论
9.1 结论
9.2 主要创新点
9.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3757725
【文章页数】：164 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 钼及其化合物和合金材料
2.1.1 钼的特性
2.1.2 钼资源
2.1.3 钼的主要化合物和及其特性
2.1.4 钼及其合金材料
2.1.5 工业钼粉及钼基材料制备方法
2.2 超细/纳米钼粉的特性及其制备研究进展
2.2.1 机械球磨法
2.2.2 超细/纳米前驱体还原法
2.2.3 化学气相沉积法
2.2.4 自蔓延还原法
2.2.5 低温熔盐法
2.2.6 热等离子氢还原法
2.2.7 金属丝电爆炸法
2.2.8 碱金属碳酸盐辅助氢气还原MoO2法
2.2.9 碳热还原MoO3法
2.2.10 其他方法
2.2.11 超细/纳米钼粉制备的主要难题
2.3 钼及其合金材料烧结工艺
2.3.1 氢气烧结
2.3.2 热等静压烧结
2.3.3 放电等离子烧结
2.3.4 微波烧结
2.3.5 活化烧结
2.3.6 超高压烧结
2.3.7 超细/纳米钼粉烧结
2.4 研究意义及内容
2.4.1 研究意义
2.4.2 研究内容
3 形核剂辅助氢气还原MoO2制备超细Mo粉
3.1 实验方法
3.2 实验结果
3.2.1 失重和物相分析
3.2.2 形貌和粒度分析
3.3 讨论
3.3.1 氢还原MoO2过程中气相传输、形核和生长机理分析
3.3.2 盐辅助氢还原MoO2形核和生长机理分析
3.3.3 形貌调控机理分析
3.4 本章小结
4 NaCl辅助氢气还原不同粒度的MoO2产物形貌和粒度及还原动力学研究
4.1 实验方法
4.2 结果和讨论
4.2.1 恒温氢还原不同粒度的MoO2
5 Mo/W纳米晶核辅助氢还原MoO2/WO2制备纳米Mo/W粉
5.1 实验方法
5.2 Mo纳米晶核辅助氢气还原MoO2制备纳米Mo粉
5.2.1 含Mo纳米晶核的MoO2的制备
5.2.2 氢气还原含Mo纳米晶核的MoO2
5.3 W纳米晶核辅助氢气还原WO2制备制备纳米W粉
5.3.1 含W纳米晶核的WO2的制备
5.3.2 氢气还原WO2
5.3.5 动力学分析
5.4 本章小结
6 MoO3炭黑预还原氢气深脱氧制备纳米Mo粉研究
6.1 实验方法
6.2 热力学计算与分析
6.3 实验结果
6.3.1 反应过程分析
6.3.2 炭黑还原MoO3过程中形貌和粒度演变分析
6.3.3 先碳后氢还原MoO3制备纳米Mo粉
6.4 讨论
6.4.1 反应机理分析
6.4.2 炭黑还原MoO3形核和生长机理分析
6.4.3 其它还原剂还原MoO3形核和生长机理分析
6.5 本章小结
7 纳米Mo粉烧结行为研究
7.1 实验方法
7.2 实验结果和讨论
7.2.1 纳米Mo粉制备的放大实验与物料成本分析
7.2.2 纳米Mo粉烧结
7.2.3 纳米Mo粉活化烧结商业微米Mo粉
7.2.4 硬度分析
7.3 本章小结
8 超细晶纳米结构氧化物弥散强化Mo合金制备研究
8.1 实验方法
8.2 实验结果和讨论
8.2.1 氧化物纳米颗粒掺杂纳米Mo粉制备
8.2.2 掺杂纳米Mo粉烧结
8.2.3 硬度分析
8.3 本章小结
9 结论
9.1 结论
9.2 主要创新点
9.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3757725
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