Ti₅Si₃合金具有熔點高(2130℃)、密度低(4.32 g/cnm3)等優(yōu)異的物理化學性質,在1000～1200℃的高溫下也能保持高強度、良好的抗蠕變性以及強抗氧化性,使其在高溫結構材料領域具有很大的應用潛力。目前生產這種合金的方法主要有自蔓延高溫合成法、機械合金化法以及粉末冶金法,但是這些方法都存在必須以高純的鈦和硅單質或化合物為原料,存在流程長、能耗高和效率低等缺點。本文用到的鈦渣中TiO₂含量低于80wt%,易于酸解且Ca、Mg含量高,主要用于硫酸法生產鈦白,但是這種方法會產生大量的廢酸,造成環(huán)境污染。針對以上問題,本文在FFC法的基礎上,以高鈦渣(TiO₂含量為76.9wt%)和SiO₂混合物料為原料,在等摩爾CaCl₂-NaCl和CaCl₂兩種熔鹽體系中對高鈦渣/SiO₂復合陰極進行電化學還原,直接制備Ti₅Si₃。研究了電解時間、槽電壓、電解溫度以及熔鹽...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鈦硅合金
        1.1.1 Ti₅Si₃的性質
        1.1.2 Ti₅Si₃的應用
        1.1.3 Ti₅Si₃的制備方法
    1.2 鈦渣
        1.2.1 鈦渣的制備
        1.2.2 鈦渣的利用現(xiàn)狀
    1.3 熔鹽電解脫氧法研究現(xiàn)狀
        1.3.1 FFC Cambridge電解工藝
        1.3.2 固體透氧膜法(SOM法)
        1.3.3 鈣熱還原法(OS法)
    1.4 本文的研究內容及意義
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 研究意義
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料的表征
    2.2 高鈦渣的試電解
    2.3 用于制備Ti₅Si₃的陰極的制備
    2.4 陰極片孔隙率的測定
    2.5 熔鹽選擇
    2.6 實驗裝置
    2.7 電解過程
        2.7.1 預電解過程
        2.7.2 電解過程
        2.7.3 陰極產物的處理
        2.7.4 陰極產物的表征
    2.8 實驗藥品及實驗儀器
        2.8.1 實驗藥品
        2.8.2 實驗儀器
第三章 高鈦渣電解還原的熱力學分析
    3.1 前言
    3.2 制備Ti₅Si₃的熱力學分析
    3.3 高鈦渣中雜質元素的熱力學分析
    3.4 本章小結
第四章 CaCl₂-NaCl熔鹽中電解制備Ti₅Si3

    4.1 電解TiO₂/SiO₂復合陰極
        4.1.1 時間對電解產物物相的影響
        4.1.2 時間對電解產物形貌的影響
    4.2 時間對電解高鈦渣/SiO₂陰極的影響
        4.2.1 熱力學分析
        4.2.2 時間-電流曲線
        4.2.3 時間對電解產物物相的影響
        4.2.4 電解產物的形貌分析
    4.3 溫度對電解高鈦渣/SiO₂陰極的影響
        4.3.1 不同溫度下的時間-電流曲線
        4.3.2 溫度對電解產物物相的影響
        4.3.3 溫度對電解產物形貌的影響
    4.4 槽電壓對電解高鈦渣/SiO₂陰極的影響
        4.4.1 不同槽電壓下的時間-電流曲線
        4.4.2 槽電壓對電解產物物相的影響
        4.4.3 槽電壓對電解產物形貌的影響
    4.5 本章小結
第五章 CaCl₂熔鹽中電解制備Ti₅Si₃

    5.1 熔鹽對電解產物的影響
    5.2 時間對電解產物的影響
        5.2.1 時間-電流曲線
        5.2.2 時間對電解產物物相的影響
        5.2.3 時間對電解產物形貌的影響
        5.2.4 高鈦渣中雜質的行為
    5.3 槽電壓對電解產物的影響
        5.3.1 槽電壓對電解產物物相的影響
        5.3.2 槽電壓對電解產物形貌的影響
    5.4 CaO加入量對電解產物的影響
        5.4.1 CaO加入量對電解產物物相的影響
        5.4.2 CaO加入量對電解產物形貌的影響
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 問題與展望
致謝
參考文獻
附錄A: 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文
附錄B: 攻讀碩士研究生期間參與研究的項目



本文編號：3773855

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