含鈦高爐渣氮碳化制備抗侵蝕材料的研究.pdf

1、含鈦高爐渣是一種人造含鈦資源，其中TiO2的含量在20mass％左右，而含鈦高爐渣的大量堆積會浪費大量鈦資源。另一方面 TiN具有熔點高、硬度大、耐腐蝕等優(yōu)點，在抗堿金屬蒸汽侵蝕領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。以此為出發(fā)點，實驗開展了利用含鈦高爐渣制備具有抗堿金屬蒸汽侵蝕性能和力學(xué)性能材料的研究。
　　實驗以含鈦高爐渣為主要原料，燒結(jié)鎂砂為輔料，采用碳熱還原-氮化的方法成功制備出具有抗堿金屬蒸汽侵蝕性能的材料，結(jié)果表明：制備抗侵蝕材料的最

2、佳工藝參數(shù)為氮碳化處理溫度1400℃，保溫時間3h，配碳量為1:2（TiO2和C的摩爾比），還原劑為石墨，并且采用一次燒成的辦法；在此實驗條件下，制備的試樣具有優(yōu)良的抗堿金屬蒸汽侵蝕性能和力學(xué)性能，常溫抗折強度達到91.57MPa。
　　采用 K2CO3、CaF2、SiO2為添加劑，研究了添加劑的不同添加量對含鈦高爐渣氮碳化過程中合成TiN的影響，研究結(jié)果表明：K2CO3和CaF2在一定程度上可以促進TiN晶粒的聚集長大；而SiO

3、2有利于在含鈦高爐渣氮碳化反應(yīng)過程中合成TiN。當(dāng)二元堿度R=0.8時，合成的 TiN相對含量明顯增加，此時試樣表面TiN晶粒析出現(xiàn)象明顯，晶粒生長程度完整。
　　對含鈦高爐渣氮碳化制備的材料的抗侵蝕性能研究結(jié)果表明：濃堿溶液中浸泡10h的試樣的抗折強度損失率不足1%，具有很強的抗?jié)鈮A溶液侵蝕能力；其抗堿金屬蒸汽侵蝕性能測試表明試樣增重率低于1%，試樣的抗堿金屬蒸汽侵蝕性能優(yōu)越；在最佳工藝條件下制備的抗侵蝕材料的顯氣孔率為2.46