Ti₅Si₃合金具有熔點(diǎn)高(2130℃)、密度低(4.32 g/cnm3)等優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),在1000～1200℃的高溫下也能保持高強(qiáng)度、良好的抗蠕變性以及強(qiáng)抗氧化性,使其在高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。目前生產(chǎn)這種合金的方法主要有自蔓延高溫合成法、機(jī)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(zhì)或化合物為原料,存在流程長(zhǎng)、能耗高和效率低等缺點(diǎn)。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(chǎn)鈦白,但是這種方法會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸,造成環(huán)境污染。針對(duì)以上問(wèn)題,本文在FFC法的基礎(chǔ)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(duì)高鈦渣/SiO₂復(fù)合陰極進(jìn)行電化學(xué)還原,直接制備Ti₅Si₃。研究了電解時(shí)間、槽電壓、電解溫度以及熔鹽...

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(zhì)
        1.1.2 Ti₅Si₃的應(yīng)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?jī)?nèi)容及意義
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 研究意義
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)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(cè)定
    2.5 熔鹽選擇
    2.6 實(shí)驗(yàn)裝置
    2.7 電解過(guò)程
        2.7.1 預(yù)電解過(guò)程
        2.7.2 電解過(guò)程
        2.7.3 陰極產(chǎn)物的處理
        2.7.4 陰極產(chǎn)物的表征
    2.8 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)儀器
        2.8.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.8.2 實(shí)驗(yàn)儀器
第三章 高鈦渣電解還原的熱力學(xué)分析
    3.1 前言
    3.2 制備Ti₅Si₃的熱力學(xué)分析
    3.3 高鈦渣中雜質(zhì)元素的熱力學(xué)分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 CaCl₂-NaCl熔鹽中電解制備Ti₅Si3

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

    5.1 熔鹽對(duì)電解產(chǎn)物的影響
    5.2 時(shí)間對(duì)電解產(chǎn)物的影響
        5.2.1 時(shí)間-電流曲線
        5.2.2 時(shí)間對(duì)電解產(chǎn)物物相的影響
        5.2.3 時(shí)間對(duì)電解產(chǎn)物形貌的影響
        5.2.4 高鈦渣中雜質(zhì)的行為
    5.3 槽電壓對(duì)電解產(chǎn)物的影響
        5.3.1 槽電壓對(duì)電解產(chǎn)物物相的影響
        5.3.2 槽電壓對(duì)電解產(chǎn)物形貌的影響
    5.4 CaO加入量對(duì)電解產(chǎn)物的影響
        5.4.1 CaO加入量對(duì)電解產(chǎn)物物相的影響
        5.4.2 CaO加入量對(duì)電解產(chǎn)物形貌的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 問(wèn)題與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
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(xiàng)目



本文編號(hào)：3773855

suoshi