NaF-NaCl熔融系统的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法,分别采用带电刚性球势、Fumi＿Tosi势和改进的Fumi＿Tosi势研究了熔融NaF＿NaCl系统的混合效应。模拟结果表明:采用带电刚性球势、Fumi＿Tosi势得到的混杂焓只在富Cl-端与实验值定性一致,而改进的Fumi＿Tosi势的混杂焓在两端都与实验值定性一致,即在NaF一端为弱吸热,而在NaCl一端为弱放热。分析表明:前者低估了极化对混杂焓的贡献。

NaF-NaCl-KCl-ScF_3熔盐体系中铝热还原Sc_2O_3制备Al-Sc中间合金

在NaF-NaCl-KCl-ScF3熔盐体系中,采用铝热还原Sc2O3制备出Sc含量0.85%～4.20%的Al-Sc中间合金。引入金属间化合物Al3Sc作为铝热还原Sc2O3反应的生成物,热力学计算结果表明1 093～1 173K温度范围内反应可自发进行,且为放热反应。用等温饱和法测定Sc2O3在NaF-NaCl-KCl熔盐体系中的溶解度,结果表明,提高温度和NaF含量以及添加ScF3均能提高Sc2O3在熔盐中的溶解度,而添加ScF3的效果最显著。考察温度与ScF3添加量对铝热还原过程中Sc回收率的影响。结果表明,温度升高,Sc回收率先提高后降低,在1 133K时达到最大;ScF3添加量增加,Sc回收率亦先提高后降低,在3%ScF3添加量时取得最大值。在1 133K、3%ScF3添加量、保温1.5h条件下得到的Sc回收率最高可达86.06%。对制备的Al-Sc中间合金进行SEM与EDS分析,结果表明,Al-Sc中间合金中存在Al3Sc颗粒,呈方形或多边形,粒径较小,在基体中分布较分散。

NaF-NaCl-KCl熔盐体系中铝热还原法制备Al-Sc合金

在Na F-NaCl-KCl熔盐体系熔融状态下,用铝热法还原氟化钪制备出钪含量2.37%~8.13%的铝钪合金。引入金属间化合物Al3Sc作为生成物对反应式进行修正,热力学计算结果表明,该反应在1033 K温度下可以进行,且反应焓变为负值,反应放热。设计正交实验分别考察保温温度、保温时间与钪投入量三个因素对钪回收率的影响;设计单因素实验考察保温温度对钪回收率的影响。结果显示,在1033 K、钪投入量3%、保温1 h条件下得到最高钪回收率为94.13%。保温温度是钪回收率的主要影响因素,回收率随温度升高先上升后降低。钪投入量是钪回收率的次要影响因素,回收率随投入量增加而降低。保温时间对钪回收率的影响最小,延长保温时间能少量提高回收率,超过1h后回收率不再上升。

NaF—NaCl和KF—KCl熔盐系统的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法研究了NaF—NaCl和KF—KCl熔盐系在氯化物一端1000℃的混杂过程.模拟表明该过程是一弱放热过程,与现有实验数据相符,同时利用偏径向分布函数的差别初步解释了模拟结果,分析偏径向分布函数图,观察到混合系统的Cl-—Cl-的第一峰分裂成双峰.

SiO_2在KCl-NaCl-NaF体系中的溶解度及溶解机理

用等温饱和法研究温度及熔盐组分对SiO2在KCl-NaCl-NaF体系中溶解度的影响。通过对熔盐急冷试样的X射线衍射分析和对该体系各物质间反应的热力学分析,确定了SiO2的溶解机理。结果表明:SiO2的溶解机理为6NaF(L)+3SiO2(S)=Na2SiF6(L)+2Na2SiO3(L);SiO2的溶解度随温度的升高、组元NaF摩尔分数的增加而增大,并且在KCl与NaCl摩尔比为1时,SiO2的溶解度与NaF摩尔分数呈线性关系。

KCl-NaCl-NaF-(SiO_2)熔盐体系初晶温度的研究

采用差热分析法测定KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系的初晶温度,根据测定的数据得出了KCl-NaCl-NaF-(SiO2)熔盐体系初晶温度的回归方程,分析了组元NaF对KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度的影响。结果表明:KCl-NaCl-NaF-(SiO2)体系初晶温度随着组元NaF摩尔含量的增加而增大,同时通过对熔盐的X射线衍射分析及各物质间反应的热力学分析,表明SiO2对KCl-NaCl-NaF体系初晶温度影响很小。

NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系密度

用阿基米德法测定了NaCl-KCl-NaF-(SiO2)熔盐体系的密度,结果表明:体系的密度与温度呈良好的线性关系,且随温度的升高而降低;当NaCl含量不变时,用KCl逐步代替NaF时体系的密度逐渐减小;当KCl含量不变时,用NaCl逐步代替NaF时,体系的密度与NaCl含量呈倒抛物线关系;体系在XNaCl∶XKCl=1∶1时,随NaF含量的增加,体系密度逐渐增大。

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系电导率的研究

采用平行四电极法研究了温度及组元含量对KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系电导率的影响。结果表明:该体系的电导率与温度有良好的线性关系;用KCl逐步代替NaF时,体系的电导率先逐渐减小达到最低值,之后随KCl含量增加又逐渐增大;NaCl逐步代替NaF时,体系的电导率先减小到最低值,之后随NaCl含量增加又逐渐增大;在n(NaCl)∶n(KCl)=1时,随NaF含量增加,体系电导率先逐步减小到最低值,之后随NaF含量增加又逐渐增大。

KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系中硅离子的还原机理研究

在KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系中,以铂丝为参比电极、研究电极,高纯石墨坩埚为辅助电极,采用循环伏安法和计时电位法对硅离子的还原机理进行了研究,结果表明此电化学反应为扩散控制的不可逆电极过程;求得硅离子在熔盐中的扩散系数D=1.33×10-3cm2/s(CSi4+=1.21×10-4mol/cm3,T=1 073 K)。

KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系中硅离子的结晶机理

在KCl-NaCl-NaF-SiO2熔盐体系中,以铂丝为参比电极、研究电极,高纯石墨坩埚为辅助电极,采用循环伏安法和计时电流法对硅离子的结晶机理进行了研究。结果表明:该体系中硅的电结晶过程符合扩散步骤控制的半球形三维晶核连续长大成核机理;增大过电位可使晶核密度增加,有利于获得较好的沉积硅层。

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系表面张力的研究

采用拉筒法研究了温度及组分对KCl-NaCl-NaF-SiO_2熔盐体系表面张力的影响。结果表明:熔盐体系的表面张力与温度具有良好的线性关系,在740～900℃范围内,随着温度的升高体系的表面张力降低;KCl逐步代替NaF时体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着KCl含量的增加又逐渐增大;用NaCl逐步代替NaF时,体系的表面张力先逐步减小达到最低值,之后随着NaCl含量的增加又逐渐增大;NaCl与KCl的摩尔比为1时,随着NaF含量的增加,体系的表面张力逐渐增大。

NaCl-KCl-NaF熔盐体系初晶温度与成分配比关系的研究

采用差热分析法测定不同配比NaCl-KCl-NaF熔盐体系的初晶温度,利用混料设计中的对称—单纯形设计法,经回归分析,建立了该体系初晶温度与各组分含量之间具有高度显著性的回归方程。结果表明,当NaCl、KCl和NaF摩尔分数分别为0.45、0.45、0.10时,该体系的初晶温度最低。

NaCl-KCl-NaF-SiO_2熔盐体系电沉积渗硅的研究

在KCl-NaCl-NaF-（SiO2）熔盐体系中,以钼为基体,以电沉积法得到的硅为硅源,在电沉积硅的同时进行渗硅,成功制备了Mo-MoSi2梯度材料。考察了电沉积给电方式、电流密度、温度、时间和脉冲形式对沉积扩散层表面形貌、相结构、断面厚度以及硅含量分布的影响。结果表明,脉冲给电比直流给电的沉积效果好。合适的脉冲沉积参数为：电流密度750-1 000A/cm2、温度800-850℃、t1/t2=0.7-1.5、沉积时间120-180min。

电流对电沉积制备Fe-Ni功能材料的影响研究

在NaCl-KCl-NaF-NiO熔盐体系中,采用纯镍板为阳极,碳钢板为阴极,电沉积制备Fe-Ni功能材料,并结合SEM和EDS研究了电流密度和电流波形等因素对沉积层表面形貌的影响规律。结果表明,采用双向脉冲电流,电流密度30mA/cm2,在750℃电沉积50 min,可以得到致密、光滑的Fe-Ni梯度层。

熔盐电解扩散制备铬不锈钢/碳钢梯度材料的研究

通过熔盐电解扩散方法研究电流波形、电流密度对NaCl-KCl-NaF-Cr_2O_3熔盐体系制备铬不锈钢/碳钢梯度材料工艺的影响,并利用SEM和EDS分析试样的表面形貌以及成分,辉光放电光谱仪分析镀层中各个元素的含量沿碳钢板深度的变化情况。结果表明,熔盐电解扩散法在铬板为阳极,碳钢板为阴极,x(NaCl)∶x(KCl)∶x(NaF)=2∶2∶1,t=60min,T=700℃的实验条件下,最佳的工艺条件为电流密度分别为200mA/cm2,电流波形为双向脉冲,脉冲周期为1 000ms,i正/i反=6∶1,t正/t反=3∶1。

盐添加物对溶液燃烧——碳热还原制备AlN的影响

采用溶液燃烧合成—碳热还原法制备了AlN粉末,研究了NaCl、NaF添加物对制备的前驱物、氮化过程及A1N粉末形貌的影响。结果表明:在溶液中分别添加一定量的NaCl和NaF,均能够得到厚度较薄的片状前驱物;添加NaF制备的前驱物在1500℃通氮气煅烧2 h完全氮化时,能够得到尺寸分布均匀、更为蓬松、分散的AlN粉末;此外NaCl、NaF的添加不仅影响了A1N的形貌,而且影响了其初始氮化温度。

WO_3在NaCl-KCl-NaF-Na_2WO_4熔盐体系中的溶解度及溶解机理

利用等温饱和法研究温度和熔盐组分对WO_3在KCl-Na Cl-NaF-Na_2WO_4熔盐体系中溶解度的影响。利用热力学软件Factsage6.4对该熔盐体系各物质之间可能存在的反应进行计算,结合X射线衍射对熔盐急冷试样进行分析,确定WO_3的溶解机理。结果表明,WO_3的溶解机理为52Na_2WO_4(l)+96WO_3(s)=49Na2W_2O_7(l)+2NaO_2(l)+2Na2O2(l)+50WO2.9(l),并且WO_3的溶解度随温度的升高而增大,随Na_2WO_4含量增大而减小,随Na F含量升高而先增大后减小,在xNa F=0.385时达最大值。

Cr_2O_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中的溶解特性研究

利用等温饱和法研究温度和熔盐组分对Cr_2O_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中溶解度的影响。并利用热力学计算软件HSC对熔盐体系各组分之间可能发生的化学反应进行计算,结合X射线衍射对熔盐急冷试样做了分析,确定了Cr_2O_3的溶解机理。结果表明:700℃时,Cr_2O_3在该熔盐体系中的溶解饱和时间为5 h左右,继续升高温度至30℃,达到再饱和需要80 min左右;Cr_2O_3在该熔盐体系中的溶解度随温度的升高而增大,随NaF含量的增加而增大,其溶解机理为物理溶解。

NiO在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中的溶解度及溶解机理

利用等温饱合法研究温度和熔盐组分对NiO在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中溶解度的影响。利用热力学计算软件HSC对熔盐体系各组分之间可能发生的化学反应进行计算,结合X射线衍射对熔盐急冷试样进行了分析,确定了NiO的溶解机理。结果表明,NiO的溶解度随着体系温度的升高而增大,随着NaF含量的增加而增大,其溶解机理为简单的物理溶解。

WO_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中的溶解度及溶解机理

利用等温饱合法研究了温度和熔盐组分对WO_3在NaCl-KCl-NaF熔盐体系中溶解度的影响。采用软件HSC对熔盐体系各物质间反应进行了热力学分析,对熔盐急冷试样进行了X射线衍射分析,确定了WO_3的溶解机理。结果表明,700℃时,WO_3在该熔盐体系中的溶解饱和时间为6h左右,继续升高温度30℃,达到再饱和需要80min左右;WO_3的溶解度随着体系温度的升高而增大,随着组元NaF摩尔分数的增加而增大;其溶解机理为简单的物理溶解。