自蔓延法铝热还原氧化锆的研究

论文摘要

研究采用以ZrO2-Al-Mg-Fe2O3-SiO2为反应原料直接还原ZrO2。该方法以铝热还原ZrO2为基础,并结合了自蔓延反应的特点。研究涉及了该体系的热效应、渣金分离、渣和金属物相构成、金属微观形貌和组成等。绝热温度计算表明, ZrO2-Al-Mg-Fe2O3-SiO2体系能满足自蔓延反应的内部温度要求。单位质量热效应的计算表明,体系中加入Fe2O3能有效地提高反应体系的放热量。差热分析（DTA）显示:与ZrO2-Al体系相比, ZrO2-Al-Fe2O3体系在631℃下存在明显放热峰,表明Al与Fe2O3反应放出高热量为ZrO2直接还原及渣金分离提供热能和温度条件。ZrO2-Al-Mg-Fe2O3-SiO2体系直接还原ZrO2得到了以Zr为主要成分的金属,实现了渣金分离。扫描电镜/能谱分析（SEM/EDS）显示:金属球中各部分分层存在,各层间的Zr和Fe的含量存在明显差异,其中富锆相以树枝状结晶析出。惰气熔融红外吸收法分析表明,金属产物氧含量仅为0.024%（质量分数）。该研究为直接还原ZrO2制备锆合金和制备高纯金属锆方法提供了支撑。

论文目录

1 实验

2 铝热还原反应的热力学

2.1 绝热温度计算

2.2 单位质量反应热效应计算

2.3 DTA差热分析

3 结果与讨论

3.1 还原产物宏观形貌分析

3.2 还原产物XRD分析

3.3 金属球块SEM/EDS分析

3.4 氧含量分析

4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王淼,王力军,黄永章,张顺利

关键词: 氧化锆,铝热还原,自蔓延反应,绝热温度

来源: 稀有金属 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 冶金工业

单位: 北京有色金属研究总院稀有金属冶金材料研究所

基金: 国家自然科学基金项目(51674035)资助

分类号: TF841.4

DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.xy17040041

页码: 662-667

总页数: 6

文件大小: 1562K

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