鹽助燃燒合成超細(xì)CaB6、硼化鎢、TiAl與TiC粉體及其形成機(jī)理.pdf

1、硼化物材料以及鈦化物材料以其優(yōu)異的性能在當(dāng)代得到了廣泛的應(yīng)用，本文綜述了CaB6、硼化鎢、TiAl和TiC粉體的性能、應(yīng)用以及制備方法。通過(guò)在CaO-B2O3-Mg、W-B2O3-Mg、Ti-Al和Ti-C四個(gè)反應(yīng)體系中加入NaCl，研究了鹽助燃燒合成法中熔鹽NaCl的作用，并探究了NaCl在四個(gè)反應(yīng)體系中的作用機(jī)理以及對(duì)產(chǎn)物粉體的形成機(jī)理，找出了NaCl對(duì)產(chǎn)物的微觀形貌、物相和粒度等影響的普遍規(guī)律?？偨Y(jié)為以下幾個(gè)方面：
　　1.

2、以CaO-B2O3-Mg為體系，NaCl為熔鹽，通過(guò)鹽助燃燒合成法成功制備出了超細(xì)CaB6粉體。體系的燃燒合成產(chǎn)物中包含CaB6和副產(chǎn)物氧化鎂。燃燒產(chǎn)物有一定的過(guò)燒以及團(tuán)聚現(xiàn)象，且團(tuán)聚現(xiàn)象隨NaCl質(zhì)量比的增加而呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。將燃燒產(chǎn)物用HCl和蒸餾水洗滌，洗滌后的產(chǎn)物中含有CaB6和極少量的NaCl，由于產(chǎn)物的顆粒細(xì)，且存儲(chǔ)條件為非真空狀態(tài)，因此會(huì)在產(chǎn)物的顆粒之間存在著氣態(tài)的氧。浸出產(chǎn)物中的CaB6呈方形結(jié)構(gòu)，形貌良好，且團(tuán)聚現(xiàn)象較未

3、浸出之前大大減弱，產(chǎn)物的顆粒較小，且產(chǎn)物顆粒的平均粒度隨著NaCl含量的增大而減小，當(dāng)NaCl的含量為20wt.％時(shí)CaB6的平均粒度為288nm。但平均粒度下降的趨勢(shì)在NaCl的含量為15wt.%時(shí)開(kāi)始變的緩慢。
　　2.以W-B2O3-Mg為反應(yīng)體系在NaCl的作用下通過(guò)燃燒合成法成功制備出了硼化鎢材料。燃燒產(chǎn)物為包括MgO、WB2、WB等物質(zhì)，燃燒合成產(chǎn)物顆粒較大，且呈現(xiàn)出一定的不規(guī)則形狀。在NaCl的含量k=0wt.%時(shí)，

4、浸出產(chǎn)主要為WB2，只有極少量的WB，但隨著NaCl的加入產(chǎn)物中出現(xiàn)的WB逐漸增多，當(dāng)NaCl的含量k=20wt.%時(shí)，浸出產(chǎn)物的主要相變?yōu)閃B。浸出產(chǎn)物的平均粒度隨NaCl含量k值的增加而減小，當(dāng)k=20 wt.%時(shí)達(dá)到粒度的最小值0.85μm。通過(guò)鹽助燃燒合成法制備的硼化鎢材料通過(guò)鹽酸浸出后產(chǎn)物的純度較高，W與B元素的含量都達(dá)到了98%以上。
　　3.以KClO3為發(fā)熱劑，以Ti-Al為反應(yīng)體系，通過(guò)鹽助燃燒合成法成功制備了T

5、iAl間金屬化合物，其主要的產(chǎn)物為TiAl、Ti3Al、TiO2、Al2O3。反應(yīng)產(chǎn)物顆粒均為不規(guī)則的形貌，顆粒的粒度分布范圍較廣，平均粒度會(huì)隨著NaCl的增大而逐漸的變小。由于NaCl在TiAl晶體生長(zhǎng)過(guò)程中能夠抑制TiAl晶粒的長(zhǎng)大，因此TiAl的平均晶粒尺寸也是隨著NaCl的增大而逐漸的變小。
　　4.以NaCl為稀釋劑，Ti-C為反應(yīng)體系，通過(guò)鹽助燃燒合成法成功制備了TiC粉體。產(chǎn)物的純度較高，5個(gè)NaCl組分的產(chǎn)物純度都

6、達(dá)到了98%以上。產(chǎn)物的顆粒呈一種不規(guī)則的形態(tài)，且?guī)缀鯖](méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象。鹽助燃燒合成法制備的TiC粉體的顆粒粒度隨著NaCl加入量的增多而逐漸變小，在未加入稀釋劑NaCl之前，燃燒合成產(chǎn)物的顆粒中沒(méi)有1μm以下的顆粒，顆粒的平均粒徑達(dá)到3.8μm，當(dāng)加入NaCl后產(chǎn)物中開(kāi)始出現(xiàn)納米級(jí)的顆粒，在NaCl含量m達(dá)到20 wt.%時(shí)，TiC粉體的平均粒徑降低到1.15μm。
　　5.NaCl能夠降低體系反應(yīng)溫度，吸收反應(yīng)放出的熱量。在反應(yīng)的