FeTiO_3-Fe_2O_3固溶体合成及其非等温碳热还原研究

为明确Fe_2O_3固溶对FeTiO3还原过程的影响机理,本实验基于粉末煅烧法合成x FeTiO_3(1-x)Fe_2O_3固溶体(0≤x≤1),研究了非等温碳热还原条件下固溶体的还原行为,并采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)对合成固溶体及还原产物进行表征。结果表明,实验合成固溶体质地均匀,纯度较高,且x越大,FeTiO_3晶格畸变程度越大。固溶体开始还原温度和还原速率(还原度α的增大速率)均随着x值的增加而增加。固溶Fe_2O_3能够促进FeTiO_3还原,且在还原过程中存在过渡相Fe_2TiO_4和Fe_3Ti_3O_(10)。固溶体-石墨交界面首先形成浮士体(FeO)、钛铁尖晶石(Fe_2TiO_4)和TiO_2,进一步还原生成金属Fe和Ti_2O_3。由非等温碳热还原过程动力学计算分析,得出表观活化能为295.54 kJ/mol。