单位质量反应热对铝热法直接制备Ti-Al-V合金的影响

分别对Al-TiO_2体系、Al-V_2O_5体系、Al-V_2O_5-TiO_2体系以及Al-V_2O_5-TiO_2-CaO体系单位质量反应热(q,J/g)进行了计算.考察了单位质量反应热对实验结果的影响.利用XRD物相分析仪、SEM扫描电镜以及ICP对合金进行了系统的分析.结果表明:Al-V_2O_5-TiO_2-CaO体系的单位质量反应热小于2 700 J/g,发热量不足,反应不能靠自热进行,需要对体系进行补充热量才能保证自蔓延反应顺利进行;CaO的加入会降低体系的单位质量反应热.合金的主要物相为Ti、Al金属间化合物、Al_2O_3及硅铁化合物.合金微观组织结构为基体相、板条状β相以及不规则的Al_2O_3夹杂相,单位质量反应热对合金中含硅相的尺寸及分布有较大影响.随着单位质量反应热的增加,合金中Ti的含量呈下降趋势,合金中的铝呈上升趋势,V、Fe、Si元素含量(质量分数/%)随单位质量反应热的增加基本保持不变.制备合金中Al的质量分数最低为9.35%,Fe最低为2.17%,Si最低为0.78%,V最高含量为4.30%.

(Si-Fe2O3)—（Al—Fe2O3—SiO2）复合体系自蔓延热力学分析

研究了（Ｓｉ－Ｆｅ２Ｏ３）－（Ａｌ－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｉＯ２）复合体系的单位质量热效应ΔＨ＾０和绝热燃烧温度Ｔａｄ。指出ΔＨ＾０与Ａｌ－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｉＯ２在复合体系中所占质量分数Ｒ呈线性关系。其斜率由ＳｉＯ２在Ａｌ－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｉＯ２中的质量分数γ控制，其截距恒定且数值等于Ｓｉ－Ｆｅ２Ｏ３系单位质量热效应。当γ＝γ２＝１７ｗｔ％时，Ａｌ－Ｆｅ２Ｏ３－ＳｉＯ２加入对复合体系Ｔａｄ无影响。

自蔓延高温合成钒基固溶体贮氢合金的理论研究

提出采用自蔓延高温合成法制备钒基固溶体贮氢合金的新工艺.计算知NH4VO3-TiO2-Cr2O3-Ni-Al反应体系的绝热温度(Tad)为1 889.27 K,单位质量反应热为-2.67 kJ/g;对NH4VO3-TiO2-Cr2O3-Ni-Al反应体系的相关反应进行了热力学分析,表明体系生成V+Ti+Cr+Al2O3的趋势最大,生成物最稳定.确定了采用自蔓延模式的可行性.

单位质量反应热对铝热法制备钛铁合金的影响

考察了单位质量反应热对不同目标钛铁合金实验结果的影响.利用SEM扫描电镜、EDS能谱分析、氮/氧/氢分析仪及ICP对合金进行了系统分析.结果表明:体系单位质量反应热增加,物料燃烧速率增大,但随着合金中钛质量分数增加而降低.单位质量反应热增加,渣金分离效果变好,有利于Al2O3夹杂去除,合金中Al,O质量分数逐渐降低.单位质量反应热一定时,随着合金中钛质量分数增加,渣金分离效果变差,与Ti结合的Al质量分数增加,合金中Al,O质量分数增大.单位质量反应热增加对制备钛质量分数高的钛铁合金反应速率、渣金分离效果及合金收率影响更为显著.