导读:本文包含了热还原机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:炼钢,氧化钛,铝,直接合金化
热还原机理论文文献综述
尚德礼[1]（2019）在《铝热还原钛氧化物直接合金化机理研究》一文中研究指出用热力学计算及动力学变化机制分析的方法,对氧化钛在钢液中的还原行为进行了研究。在炼钢条件下,铝完全可以还原钛矿中的TiO_2,粒径为10μm的TiO_2颗粒全部转变成Al_2O_3的时间小于1.27 s,铝粉和氧化钛粉混合物加入钢液,瞬间钛就会被铝还原,被还原出的金属钛可对钢液进行合金化,而且对整个冶炼体系不会造成不良后果。(本文来源于《鞍钢技术》期刊2019年04期）
王军凯,张远卓,李赛赛,葛胜涛,宋健波[2]（2018）在《Fe催化硅藻土碳热还原反应制备3C-SiC及其机理》一文中研究指出以工业硅藻土和液态酚醛树脂为原料,以硝酸铁为催化剂前驱体,采用催化碳热还原反应方法制备了3C-SiC粉体,采用XRD、SEM和TEM分析了产物的物相组成和显微结构,研究了反应温度、催化剂用量和保温时间对合成3C-SiC粉体的影响。结果表明:1)当添加1.0%(质量分数)的Fe作催化剂在1400℃反应3 h后即可合成纯相的3C-SiC;相比之下,不使用催化剂时在相同条件下3C-SiC的产率只有15%;2)所合成的3C-SiC颗粒的粒径大部分为纳米级,少量为亚微米级;3)基于密度泛函理论的计算结果表明,催化剂Fe促进了Si-O键的断裂。(本文来源于《材料研究学报》期刊2018年10期）
田思雨,陈艺锋,胡宇杰,王宇菲,叶龙刚[3]（2018）在《常压碳热还原铁酸锌的分解机理及动力学》一文中研究指出研究了铁酸锌碳热还原的分解机理及动力学。反应机理研究表明:当温度达到650℃时,铁酸锌首先分解为Fe_3O_4和ZnO;当温度到达850℃时,铁酸锌的还原产物中出现FeO,当温度达到950℃时,铁酸锌完全被还原为单质铁。在650℃～850℃温度范围内,随着温度的升高,分解率升高。在800℃、ω_c/ω_(ZnFe_2O_4)=1/4、还原时间为80 min时,铁酸锌的分解率到达94%。动力学计算表明:铁酸锌的碳热还原分解过程受化学反应控制,表观活化能为24.65 kJ/mol。(本文来源于《中国有色冶金》期刊2018年04期）
张彦祥,李红霞,杨文刚,刘国齐,张利萍[4]（2018）在《碳热还原制备镁铝尖晶石晶须及其形成机理》一文中研究指出为制备镁铝尖晶石晶须及探究其生成机理,采用电熔镁砂、活性α-Al_2O_3和石墨为主要原料,在埋碳气氛1 550℃烧制3h合成纤维状镁铝尖晶石晶须,分别使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)对产物的物相、形貌和物微区化学成分进行观察分析。结果表明:晶须物相组成为镁铝尖晶石;镁铝尖晶石晶须顶端尖锐,部分晶须有分叉现象,长度可达10mm,直径约为5~20μm;当Al_2O_3与C共存时,镁铝尖晶石晶须生成量较多;镁铝尖晶石晶须的原位生长遵循气-固(VS)机制。(本文来源于《材料导报》期刊2018年08期）
李银[5]（2018）在《助熔剂对磷矿碳热还原反应的工艺及机理研究》一文中研究指出自然界中,磷主要以磷矿石的形式存在于矿产资源中。同时,黄磷是众多行业的基础原料,其生产主要采用电炉法,使用硅石作为助熔剂降低反应温度,碳作为还原剂和导电剂还原磷矿石生成单质磷,在经洗涤、精制等工序制成黄磷。一般情况下,电炉操作温度在1350到1450℃之间,每生产一吨黄磷电耗在13000到15000 k W·h之间,鉴于此黄磷生产已成为一个高能耗限制产业。而随着世界各国经济的不断发展,黄磷的消耗在不断增加。因此,开发节能降耗、清洁生产技术将成为黄磷生产行业的研究热点之一。本文选用新的助熔剂(钾页岩、钾长石、霞石)与传统助熔剂硅石做对比。测定其磷还原率,动力学、残渣粘度和流动性等方面的差异性;为了验证碱金属碳酸盐对体系的影响,在硅石体系的基础上添加不同碱金属碳酸盐,考察了其磷还原率、残渣粘度、流动性及作用过程机理。本文利用HSC Chemistry 5.1软件对磷矿-无烟煤-硅石、磷矿-无烟煤-钾页岩、磷矿-无烟煤-钾长石及磷矿-无烟煤-霞石体系可能发生的反应进行了吉布斯自由能的相关计算。结果表明,磷矿-无烟煤-硅石及磷矿-无烟煤-钾页岩体系开始反应的温度为1120℃,而磷矿-无烟煤-钾长石及磷矿-无烟煤-霞石体系开始反应的温度为905℃,可以看出钾长石、霞石助熔时可以降低磷炉生产的反应温度。在电阻炉中通过实验考察了磷矿-无烟煤-硅石、磷矿-无烟煤-钾页岩、磷矿-无烟煤-钾长石及磷矿-无烟煤-霞石体系还原温度、还原时间、酸度值及无烟煤过剩系数对磷还原率的影响。结果表明:还原率随温度、时间及无烟煤过剩系数的增大而增大,最后趋于稳定,而随酸度值的增大其呈现出先增大后减小的趋势。最终确定磷矿碳热还原的最优工艺条件为:反应温度1400℃,反应时间40 min,酸度值1.02,无烟煤过剩系数1.5。研究了四个体系的动力学过程,研究表明:四个体系的反应级数均不是一个确定的常数,且随着温度的升高反应率逐渐增大。四种体系助熔剂活化能的关系依次为硅石>钾页岩>钾长石>霞石。测定不同体系相同条件下反应残渣的流动温度和不同助熔体系的炉渣粘度,结果表明:钾页岩、钾长石及霞石助熔时残渣活性明显提高。研究了碱金属碳酸盐添加剂对磷矿碳热还原过程磷还原率、残渣流动性粘度等方面的影响。当碱金属添加量为10%,反应温度为1400℃,添加剂Na_2CO_3及K_2CO_3的磷还原率分别提高到97.08%、98.05%,与未添加剂时同样的条件下相比,还原率分别提高了8.59%、9.56%。测定残渣流动温度后,发现添加碱金属碳酸盐后,残渣的流动温度明显有所降低。相同反应条件下添加量为10%,1400℃时的反应残渣,Na_2CO_3及K_2CO_3的流动温度分别为1263.33℃、1260.33℃。与未添加碱金属碳酸盐的硅石体系比较,相同条件下添加Na_2CO_3后流动温度降低了5℃,添加K_2CO_3后流动温度降低了8℃。通过测定残渣的高温,发现添加Na_2CO_3及K_2CO_3后,在高温下煅烧2 h后的摊开面积分别为2.4745cm~2、2.5447 cm~2。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2018-04-01）
刘建[6]（2017）在《微波场中锰矿粉碳热还原行为与机理研究》一文中研究指出现有铁合金生产流程冶炼周期长,生产效率低,耗能高和污染严重,因此有必要研究铁合金生产新工艺,实现节能降耗和提高生产效率。本文以国内某铁合金厂生产原料南非锰矿粉和焦炭为研究对象,开展了微波加热含碳锰矿粉还原行为与基础研究。目前关于此工艺的基础理论研究报道稀缺。本文主要研究了四个方面:(1)微波场中物料升温特性研究;(2)微波加热还原过程矿相显微形貌研究;(3)微波电磁场作用下热力学分析;(4)微波加热含碳锰矿粉动力学研究。通过以上研究,得出如下结论:(1)工业冶炼锰铁所用南非锰矿粉和焦炭在微波场中均可短时间内快速升温,说明采用微波加热铁合金原料可行;混合物料的升温速率与微波功率、物料质量、辐射面积关系密切。测试了单一物料和混合物料介电常数、介电损耗因子和损耗角正切在室温至1000℃的变化,表明单一原料和混合物料具有良好的吸收储存微波能力,和较高介电损耗能力。微波穿透混合物料深度在10.4-84cm之间,大于实验所用坩埚直径,实验研究中物料能够很好吸收微波达到温度场分布的均一性,达到实现整体加热效果。(2)常规加热含碳锰矿粉在700-1100℃时,无金属相析出;而微波加热时,700℃保温10分钟即出现金属相。说明微波加热降低碳热还原反应温度,常规热力学计算难以圆满进行微波场下的热力学分析,需要完善和发展微波场下热力学理论。微波场中锰矿粉—焦炭界面发生直接还原反应,产生CO和CO_2气体,CO_2气体与焦炭发生气化反应生产CO,CO与氧化物相发生气固相反应;微波加热中氧化物相处出现热撕裂裂纹,为还原性气体CO传输和还原氧化物提供了便利。微波加热时渣相中存在的碳成为热中心,为碳在渣中扩散和气化还原反应创造了良好的热力学和动力学条件,使渣中残余锰氧化物得到进一步还原,极大提高金属化率。(3)建立微波场作用下热力学理论。将经典热力学理论分别与电场和磁场结合,推导出单一场作用时热力学;将微波作用时电磁复合场与经典热力学理论结合,推导出在微波电磁场作用下热力学。通过比较有无电磁场作用时化学平衡常数,可评判微波电磁场对化学反应促进或抑制作用。(4)在微波加热时,提高碳氧比和温度,微波加热碳热还原反应速率加快。减小锰矿粉粒度可以提高反应速率,但当粒度减小到150目时,进一步减小粒度后,反应速率不会有明显的提高。相同的温度和保温时间下,微波加热失重率远大于常规加热;在700-1100℃之间,速率增加因子Q值均大于1,说明微波加热对碳热还原化学反应均有促进作用;在低温和低温反应后期时微波加热的促进作用更为显着。(5)基于矿相显微结构分析和热失重分析,建立微波场作用下动力学模型,并将微波体加热、体还原和热撕裂结构等引入动力学模型。微波加热反应控速环节是CO气体内扩散,微波加热可以促进界面化学反应,计算反应表观活化能为29.68 kJ·mol_(-1);常规加热反应控速环节是界面化学反应,表观活化能为119.35 kJ·mol_(-1)。微波加热不仅加快反应速率,还能降低化学反应活化能,改善气固反应动力学条件,从动力学角度表明微波加热含碳锰矿粉反应存在非热效应。(本文来源于《北京科技大学》期刊2017-12-26）
李银,夏举佩,刘海浪,曹任飞[7]（2017）在《硅石、钾长石助熔磷矿碳热还原反应机理研究》一文中研究指出分别使用硅石、钾长石作为助熔剂,考察反应温度,反应时间对磷转化率的影响。结果表明:钾长石助熔时磷的转化率明显高于硅石。利用HSC-5热力学软件及热重(TGA)分析方法,分别考察了磷矿碳热还原过程的热力学及动力学过程。结果表明:钾长石与硅石助熔相比,黄磷生产操作温度可降低215℃,钾长石助熔时的活化能降低了3.2k J×mol-1,具有较好的节能降耗效果。残渣XRD分析表明:钾长石助熔优于硅石的主要原因是钾长石分解释放物SiO_2反应活性高,Ca_5(PO_4)3_F可在较低温度下发生脱氟反应,同时因有碱金属参与造渣,低共熔物形成温度低,便于主反应的进行。(本文来源于《高校化学工程学报》期刊2017年05期）
李阳[8]（2017）在《碳热还原合成SiC过程中能量及物质流扩散机理研究》一文中研究指出采用FLUENT软件对多热源SiC合成炉内的气氛环境进行数值模拟,并结合X射线衍射、扫描电子显微镜对合成产物进行表征分析。研究了热源及其结合部能量及物质的传递过程,揭示了碳热还原合成碳化硅能量及物质扩散机理。研究表明,随着合成反应的进行,大量气相物质会首先从热源周围向四周扩散,气相物质穿过热源周围的SiC结晶层,产生大量孔隙,反应进行到60~72h时,热源周围温度达到2696℃,分解产生的Si蒸气与未反应的C粒反应生成SiC,填补孔隙,而在热源结合部,热流强度较小,透气性差,扩散动力减弱,气相物质难以扩散,产品品位明显下降。(本文来源于《化工技术与开发》期刊2017年08期）
苟海鹏[9]（2017）在《攀枝花钛铁矿碳热还原过程中碳化钛、碳氮化钛生成机理及其复合材料研究》一文中研究指出我国攀枝花地区蕴藏着储量丰富的钒钛磁铁矿,其中钛储量约占我国钛资源的90%,每年通过选矿过程得到的攀枝花钛铁矿精矿约有30万吨。随着高品质金红石资源的日渐枯竭,利用钛铁矿制备富钛料作为一种替代金红石的原材料受到越来越多的重视。碳化钛和碳氮化钛属于NaCl型面心立方结构,具有高熔点、高硬度、耐磨、耐腐蚀的特点,同时还具有良好的导热性、导电性和化学稳定性,被广泛地应用于耐磨材料、切削工具、锂离子电池阳极等。结合资源储量、环境保护和经济效益等因素,利用攀枝花钛铁矿生产碳化钛、碳氮化钛及其复合材料已经受到越来越多研究者的关注。虽然国内外对于利用钛铁矿碳热还原制备碳化钛和碳氮化钛已有大量研究,但对碳热还原过程中的物相转变、动力学分析以及反应机理还存在很大争议。此外,相较于国外或者国内其他产地的钛铁矿资源,攀枝花钛铁矿富含大量的Mg、Si、Al、Ca和Mn等杂质元素,还原产物中杂质物相的组成、形貌和分布尚不清楚,如何除去这些杂质物相从而提高还原产物纯度还有待于进一步研究。因此,本文利用Factsage热力学软件、X射线衍射技术、扫描电子显微镜、红外气体分析仪和真空控制系统等对攀枝花钛铁矿碳热还原过程中碳化钛、碳氮化钛生成机理及其复合材料研究中的若干问题进行了探究:研究了不同碳配比、反应温度、反应时间和预氧化处理对生成碳化钛和碳氮化钛过程中物相转变、动力学、反应机理和杂质物相组成的影响;研究真空碳热还原钛铁矿的反应机理;真空碳热还原钛铁矿制备Fe-TiC复合粉体和Fe-TiC复合陶瓷。取得的研究成果如下:1)在氩气气氛下,当反应温度为1200～1500℃时,钛铁矿碳热还原过程中的物相变化规律为:FeTO_3→Fe+Ti_3O_5→Ti_2O_3→TiC_(1-x)O_x→TiC,其中还原产物TiC_(1-x)O_x的最低生成温度为1300℃。随着反应温度的提高和反应时间的延长,还原产物中的Fe相会形成连续相,包裹住碳化钛颗粒和杂质物相(主要由MgO、MgAl_2O_4和Mg_2SiO_4组成)。在氮气气氛下,当反应温度为1200～1500℃时,钛铁矿还原氮化过程中的物相变化规律为:FeTiO_3→Fe+Ti_3O_5 → TiC_(1-x)O_x → TiC_(1-x)N_x,其中TiC_(1-x)O_x和TiC1-xNx的最低生成温度均为1300℃,还原产物中并未发现Ti_2O_3相。在空气气氛下,经过800℃预氧化处理后,钛铁矿转变为Fe_2O_3、TiO_2和Fe_2Ti_3O_9;经过1000℃预氧化处理后,钛铁矿转变为Fe_2O_3、TiO_2和Fe_2TiO_5。虽然预氧化处理并不会改变后续还原过程中的物相转变,但钛铁矿与氧气反应破坏了钛铁矿原有的致密结构,增加了其比表面积,降低了碳热还原反应活化能,还原产物TiC_(1-x)O_x物相的最低生成温度由1300℃降低为1200℃。2)在钛铁矿碳热还原过程中提出了固液反应机理。当反应温度高于1300℃时,钛铁矿在还原初期被快速还原成Fe和TiO_2,固态碳颗粒溶于还原产物Fe中形成液相。由于Fe-C液滴具有良好的流动性,液滴之间会相互聚集在一起形成连续液相包裹住未被还原的低价钛氧化物,形成的液相层会将固态碳颗粒和低价钛氧化物隔绝开,铁液成为固态碳颗粒扩散到未反应核表面的主要传输通道。尽管Fe相中碳的溶解量并不高,但是有大量的活性炭在液相层外侧,随着液相中的碳参与还原反应,外侧的固态碳颗粒会源源不断地溶解进液相中,最终将低价钛氧化物还原为TiC颗粒。3)在真空碳热还原钛铁矿过程中,钛铁矿中的杂质元素Mg、Ca和Mn可以以气态形式从还原产物中分离除去。提高反应温度或真空度,碳热还原产物中的杂质元素Mg、Ca和Mn的含量明显降低。在真空条件下,当反应温度高于1400C时,还原产物中杂质物相MgO、MgAl_2O_4和Mg_2SiO_4消失。真空碳热还原后,还原产物中的杂质元素Si和A1溶于Fe相中。4)真空烧结Fe-TiC复合粉体制备复合陶瓷的过程中,由于烧结真空度高于还原真空度,部分Fe以气态形式挥发,陶瓷基体Fe相中Fe的含量降低。同时,Fe相中的Al元素在烧结过程中生成Al_4C_3,TiC相中的部分Ti元素溶于Fe相中,导致Fe相中A1元素含量降低而Ti元素含量升高。在10Pa条件下,当活性炭与钛铁矿质量比为0.391、反应温度为1500℃、反应时间为4h时,得到Fe-TiC复合粉体中杂质含量较少。酸浸Fe-TiC复合粉体后,得到了颗粒大小约为4μm、形貌为立方体的TiC粉末,其中Si、Fe、Al、Ca和 Mg 的含量分别为 4.53wt%、0.15wt%、0.12wt%、0.089wt%和 0.0088wt%。在0.002Pa条件下,利用该复合粉体在1400℃烧结6h制得的复合陶瓷性能最好,其密度为5.3 g·cm-3、抗弯强度为508.82MPa、维氏硬度为949.9HV。抗弯强度测试中,裂痕穿过TiC晶体并未出现在TiC相与Fe相的界面。(本文来源于《北京科技大学》期刊2017-04-10）
张笑[10]（2017）在《氧化铝碳热还原氮化的机理研究》一文中研究指出AlN陶瓷在力学、电学等方面具有突出的优异性能,因此在基体材料、陶瓷、光学等领域有广泛的应用。AlN主要由Al2O3碳热还原法制备,Al2O3的碳热还原氮化有两个阶段:碳热还原阶段和氮化阶段。由于研究者对氧化铝碳热还原的机理认识有分歧,所以Al2O3碳热还原法制备AlN的机理认识也存在分歧。本文通过实验和热力学计算对Al2O3的碳热还原氮化机理进行了研究。实验主要进行了Al2O3的碳热还原氮化实验、Al2O3碳热还原产物的分解与氮化实验、CO对Al2O3碳热还原过程影响的实验。Al2O3的碳热还原氮化实验从氮气压力、氮气流速、反应时间和反应温度四个方面进行了研究,根据热力学计算和实验结果,说明Al2O3和C在加热过程中会生成含铝气体,含铝气体与N2反应生成AlN。Al2O3碳热还原产物物相为Al4O4C、Al4C3、Al2O3和C,其氮化实验从氮气压力、氮气流速、反应时间和反应温度进行研究。同时对Al2O3碳热的还原产物进行了分解实验。根据热力学计算和实验结果,说明Al4O4C、Al4C3加热时可以产生含铝气体,含铝气体与N2反应生成AlN,与 CO 生成 Al4O4C、Al4C3、Al2O3、C。实验探究了 CO对Al2O3碳热还原氮化的影响,结果表明CO分压大,抑制Al2O3分解,通过CO进行还原Al2O3的可能性较小。实验探究了 Al2O3未直接与C接触的氮化实验,结果表明Al2O3可能分解为Al2O、AlO、Al和O2,真空炉中的碳质元件可以和02反应生成CO,Al2O、AlO、Al 和 CO 生成 Al4O4C、Al4C3、Al2O3、C,和N2 生成 AlN。因此 Al2O3 碳热还原产生含铝气体机理应该为Al2O3分解机理。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2017-04-01）
热还原机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
以工业硅藻土和液态酚醛树脂为原料,以硝酸铁为催化剂前驱体,采用催化碳热还原反应方法制备了3C-SiC粉体,采用XRD、SEM和TEM分析了产物的物相组成和显微结构,研究了反应温度、催化剂用量和保温时间对合成3C-SiC粉体的影响。结果表明:1)当添加1.0%(质量分数)的Fe作催化剂在1400℃反应3 h后即可合成纯相的3C-SiC;相比之下,不使用催化剂时在相同条件下3C-SiC的产率只有15%;2)所合成的3C-SiC颗粒的粒径大部分为纳米级,少量为亚微米级;3)基于密度泛函理论的计算结果表明,催化剂Fe促进了Si-O键的断裂。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热还原机理论文参考文献
[1].尚德礼.铝热还原钛氧化物直接合金化机理研究[J].鞍钢技术.2019
[2].王军凯,张远卓,李赛赛,葛胜涛,宋健波.Fe催化硅藻土碳热还原反应制备3C-SiC及其机理[J].材料研究学报.2018
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[9].苟海鹏.攀枝花钛铁矿碳热还原过程中碳化钛、碳氮化钛生成机理及其复合材料研究[D].北京科技大学.2017
[10].张笑.氧化铝碳热还原氮化的机理研究[D].昆明理工大学.2017