鹽助燃燒合成宏量制備超細(xì)ZrB2、TiB2、WC粉體及其形成機理.pdf

1、本文綜述了ZrB2、TiB2和WC粉體的性能、應(yīng)用和制備方法，介紹了燃燒合成超細(xì)或納米粉體的研究現(xiàn)狀，并論述了本課題研究的內(nèi)容和意義。通過在所研究的ZrO2-Mg-B2O3、TiO2-Mg-B2O3體系中引入稀釋劑NaCL，研究了燃燒合成過程中稀釋劑NaCL的作用，并提出了超細(xì)ZrB2和TiB2在NaCl熔體反應(yīng)介質(zhì)中的形成機理;在此基礎(chǔ)上，在WO3-Mg-C-NaCl體系中引入添加劑Na2CO3，研究了Na2CO3在燃燒合成制備WC中

2、的作用，并進(jìn)一步研究了C的添加量對對單相WC形成的影響及機理。總結(jié)為以下幾個方面:
　　 1.稀釋劑可以降低體系的絕熱溫度。通過C語言編程計算了ZrO2-Mg-B2O3-kNaCl體系的絕熱溫度，結(jié)果表明:隨著NaCl的摩爾數(shù)k增加，體系的絕熱溫度連續(xù)下降，Tad從k=0時的3098℃下降到k=5時的1795℃。當(dāng)k小于0.5時，稀釋劑NaCl對絕熱溫度影響較小，絕熱溫度下降緩慢;當(dāng)大于0.5，絕熱溫度呈直線下降;達(dá)到5.0時，

3、絕熱溫度降低到1800K以下。
　　 2.在ZrO2-Mg-B2O3體系中加入k=0.5、1.0和1.5molNaCl，均采用燃燒合成方法成功制備了亞微米ZrB2粉體，實驗中還嘗試了k=2.0體系的燃燒合成，但是體系不能點火。燃燒合成的含ZrB2產(chǎn)物是由大顆粒和小顆粒形成的團聚體，小顆粒為Zr元素富集區(qū)，大顆粒為Mg、O、Na和Cl等元素富集區(qū);浸出后平均顆粒尺寸隨k增加而下降，k=0.5、1.0和1.5的產(chǎn)物平均顆粒尺寸分別為

4、305、172和160nm。反應(yīng)物量對產(chǎn)物形貌粒度影響很小。
　　 3.在TiO2-Mg-B2O3體系中加入k=0.5、1.0、1.5和2.0molNaCl，利用燃燒合成方法制備了亞微米TiB2粉體，燃燒合成產(chǎn)物含有大量小尺寸顆粒，形成弱團聚體，同時存在少量大尺寸顆粒，小顆粒為Ti元素富集區(qū)，大顆粒為Mg、O、Na和Cl等元素富集區(qū);浸出后產(chǎn)物中含有雜質(zhì)Mg3B2O6，k=0.5、1.0、1.5時其含量較少，k=2.0其含量相對

5、增多，平均顆粒尺寸隨k增加而下降，相應(yīng)的尺寸分別571、361、310和216nm。
　　 4.在WO3-Mg-C體系中引入2molNaCl，同時添加m=0.05、0.075、0.10和0.125mol的Na2CO3，燃燒合成反應(yīng)得到的產(chǎn)物主相為W2C，其中WC含量相對較少，平均顆粒尺寸隨m增大而降低，相應(yīng)的尺寸分別為397、355、327和190nm;在此基礎(chǔ)上，將碳的摩爾數(shù)l增加至2.25和2.5，得到的產(chǎn)物中W2C量隨碳摩