氮化釩（VN）作為目前國內(nèi)第一大釩合金添加劑,在高強度低合金鋼的冶煉中得到了廣泛的應(yīng)用。碳熱還原法是制備VN的唯一實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的方法,釩源為V₂O₅、V₂O₃等釩產(chǎn)品,但反應(yīng)溫度高、反應(yīng)時間長,使制備成本居高不下。我國含釩頁巖資源豐富,以釩頁巖為原料生產(chǎn)釩產(chǎn)品具有良好的發(fā)展前景,頁巖提釩工藝的中間產(chǎn)品富釩液中釩濃度較高,可作為制備VN的釩源,將釩的提取和氮化工藝聯(lián)合,以達到縮短流程、促進氮化釩制備的目的。本研究以模擬的頁巖提釩工藝的富釩液為釩源,將碳黑加入富釩液中,通過沉釩過程獲得前驅(qū)體,熱處理前驅(qū)體制備VN,確定了該工藝的最佳工藝參數(shù),并以真實的富釩液做驗證;對前驅(qū)體的物相和結(jié)構(gòu)進行分析,結(jié)合反應(yīng)過程的物相變化和熱力學(xué),研究了從前驅(qū)體到VN過程中釩的轉(zhuǎn)化遷移過程,揭示了前驅(qū)體法制備VN所具有的優(yōu)勢的機理,并探究了反應(yīng)的動力學(xué)行為及反應(yīng)機制。制備VN的最佳工藝參數(shù)為:配碳量(m（C/V）)0.55,沉釩pH值1.8,造塊壓力14 MPa,反應(yīng)溫度1150^°C,時間1 h,氮氣流...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 文獻綜述
    1.1 釩及其化合物的性質(zhì)
        1.1.1 釩的物理化學(xué)性質(zhì)
        1.1.2 釩氧化物及釩酸鹽的性質(zhì)
        1.1.3 釩碳化物和釩氮化物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
    1.2 釩資源及釩產(chǎn)業(yè)概況
    1.3 釩氮微合金化技術(shù)
        1.3.1 氮化釩的作用機理
        1.3.2 釩氮微合金化技術(shù)的應(yīng)用
    1.4 氮化釩的制備技術(shù)
        1.4.1 碳熱還原氮化V₂O₅法
        1.4.2 碳熱還原氮化V₂O₃法
        1.4.3 碳熱還原氮化釩酸銨法
        1.4.4 氮化釩的其他制備方法
    1.5 研究意義、目的和內(nèi)容
        1.5.1 研究意義及目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 實驗原料、設(shè)備及方法
    2.1 實驗原料及藥劑
        2.1.1 富釩液及碳黑
        2.1.2 實驗藥劑
    2.2 實驗設(shè)備及儀器
    2.3 研究方法
        2.3.1 實驗方案和研究方法
        2.3.2 檢測分析方法
第3章 氮化釩的制備
    3.1 最佳工藝參數(shù)的確定
        3.1.1 配碳量對產(chǎn)物氮含量的影響
        3.1.2 沉釩pH值對產(chǎn)物氮含量的影響
        3.1.3 反應(yīng)溫度對產(chǎn)物氮含量的影響
        3.1.4 反應(yīng)時間對產(chǎn)物氮含量的影響
        3.1.5 氮氣流量對產(chǎn)物氮含量的影響
        3.1.6 造塊壓力對產(chǎn)物氮含量的影響
        3.1.7 造塊壓力對產(chǎn)物密度的影響
    3.2 前驅(qū)體及其對制備氮化釩的促進機理
        3.2.1 前驅(qū)體的化學(xué)成分及物相
        3.2.2 前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)及形成過程分析
        3.2.3 前驅(qū)體對制備氮化釩的促進機理
    3.3 頁巖提釩富釩液制備氮化釩
    3.4 本章小結(jié)
第4章 氮化釩制備過程的機理研究
    4.1 釩轉(zhuǎn)化遷移的物相分析
    4.2 釩轉(zhuǎn)化遷移的熱力學(xué)分析
    4.3 氮化釩制備過程動力學(xué)研究
        4.3.1 失重率和失重速率的計算
        4.3.2 非等溫動力學(xué)方程
        4.3.3 動力學(xué)機理函數(shù)的確定
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論、創(chuàng)新點與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目



本文編號：4050365