鎂熱還原自蔓延制備TiB-,2-粉末研究.pdf

1、本文采用高溫鎂熱還原自蔓延法合成二硼化鈦粉末，通過熱力學計算，分析了反應的絕熱溫度、反應自由能及初始條件對合成的影響。實驗研究了合成的初始條件對產物的組成、結構、產率的影響，并借助于x-ray，SEM，激光粒度儀分析了產物的相組成和粒度分布。 熱力學分析表明：在同一預熱溫度下，隨著稀釋劑含量的增加，反應的絕熱溫度降低；對于同一體系，在稀釋劑含量相同時，隨預熱溫度的升高，絕熱溫度也升高。反應自由焓變表明：在Mg-TiO2體系中隨著

2、反應溫度的升高，氧化鈦還原有四種途徑，但2MgO+2TiO2=Mg2TiO4+Ti的反應自由能最低，發(fā)生的可能性最大；在Mg-B2O3系統(tǒng)中，B2O3+3Mg=2B+3MgO的反應自由能最低，反應發(fā)生的可能性最大，但隨著溫度的升高，這個反應的自由能向正值方向變化；而在Mg-B2O3-TiO2體系中，在平衡條件下主要化學反應：TiO2+B2O3+5Mg=5MgO+TiB2發(fā)生的趨勢最大。因此，可以在體系中添加稀釋劑和過量鎂粉來降低絕熱溫度

3、，從而使反應向有利方向進行，同時過量鎂粉還能彌補部分鎂的揮發(fā)損失。 實驗研究表明，鎂熱還原自蔓延高溫合成的產物經酸處理后能得到平均粒度為20.55μm的TiB2粉末，同時初始條件如試樣的成型壓力，試樣中鎂粉的過量程度和添加的稀釋劑含量對反應中鎂粉的汽化損失和TiB2產率以及產物的結構都會產生影響。試樣的成型壓力達到12MPa時，燃燒波中斷，反應不能持續(xù)；鎂粉過量10％時，TiB2的產率最高；稀釋劑MgO含量超過20wt％時，燃燒