目前,氧化鋁碳熱氮化制備氮化鋁所需的溫度較高且制備時間較長,這使得氮化鋁生產(chǎn)成本較高和生產(chǎn)效率較低。針對以上問題,本文首先采用了熱力學計算和從頭算分子動力學模擬對氧化鋁碳熱氮化過程進行了相關(guān)的理論研究,并在理論研究的基礎(chǔ)上開展了大量的實驗研究,為真空下氧化鋁碳熱氮化制備氮化鋁提供了相應(yīng)的理論基礎(chǔ)和實驗方案。本文先對氧化鋁碳熱氮化過程中可能涉及的反應(yīng)進行了常壓和300Pa下的熱力學計算。熱力學計算結(jié)果表明降低壓強不但有利于AlN的形成而且還有利于Al₂CO、Al₄C₃、Al₂O(g)等副產(chǎn)物的產(chǎn)生,且在氮氣氣氛下這些副產(chǎn)物容易被轉(zhuǎn)化成氮化鋁。采用從頭算分子動力學模擬對Al₂O₃-C-N₂體系進行了研究,研究結(jié)果表明在1723K¹923K的條件下和物料中N₂已經(jīng)擴散到的區(qū)域內(nèi),氧化鋁碳熱氮化反應(yīng)會發(fā)生且還原和氮化過程是同時進行的,其反應(yīng)方程式為Al₂O₃

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1反應(yīng)R1在105～10Pa下的G-T圖

第二章氧化鋁碳熱產(chǎn)物氮化反應(yīng)的熱力學計算11400Pa、300Pa、200Pa和100Pa的開始反應(yīng)溫度為1576K、1564K、1546K、1526K和1485K。圖2.1反應(yīng)R1在105~10Pa下的G-T圖Figure2.9RelationshipsforΔGandTofr....

圖2.2反應(yīng)R1在500～100Pa下的G-T圖

第二章氧化鋁碳熱產(chǎn)物氮化反應(yīng)的熱力學計算11400Pa、300Pa、200Pa和100Pa的開始反應(yīng)溫度為1576K、1564K、1546K、1526K和1485K。圖2.1反應(yīng)R1在105~10Pa下的G-T圖Figure2.9RelationshipsforΔGandTofr....

圖2.3反應(yīng)R1至R5在標準大氣壓下的ΔG-T圖

第二章氧化鋁碳熱產(chǎn)物氮化反應(yīng)的熱力學計算13Al2O3+C(s)=Al2O(g)+CO(g)(R23)Al2O(g)+C(s)+N2(g)=2AlN(s)+CO(g)(R24)采用2.1介紹的熱力學計算方法，分別計算了反應(yīng)R2至R24在常壓以及300Pa的壓力下的熱力學。2.3.....

圖2.4反應(yīng)R7至R11在標準大氣壓下的ΔG-T圖

昆明理工大學碩士學位論文14會與C以及N2反應(yīng)生成AlN。R8的開始反應(yīng)溫度別為2212K。在溫度區(qū)間為1000K至2500K時，反應(yīng)R9均可發(fā)生。反應(yīng)R10和反應(yīng)R11的開始反應(yīng)溫度分別為2448K和2306K。根據(jù)圖2.3和圖2.4可以得出：在標準大氣壓下當溫度高于2156K....

本文編號：3982202