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以偏釩酸銨、氧化鉻、納米炭黑為原料,利用碳熱還原法制備超細碳化釩鉻粉末。采用X射線衍射儀、熱重-差熱分析儀和掃描電子顯微鏡對反應過程進行分析,結果表明:1 100℃時,氧化鉻和氧化釩的碳化反應完成,得到碳化釩和碳化鉻的混合粉末,粉末由平均粒徑為0.6μm的類球形顆粒組成;1 200℃時,得到由V3Cr2C5和Cr2VC2組成的碳化釩鉻固溶粉末,粉末顆粒均勻分散,形貌呈球形或類球形,平均粒徑為0.8μm。
應用 熱力學方 法,分析 和討 論了( V - O- C- N) 和( V - O- H - N) 體 系 的熱 力 學特 征。為以碳和 氫作為還 原劑,釩 氧化物 作為原料 ,制 備金 屬 釩( V) 、碳 化釩( V C) 和 氮化 釩( V N) 提 供了理論依針對碳化釩的不同形態,設計出定量分析軟件,并利用形狀因子K,實現了高釩高速鋼不同碳化物形態數值化處理,當K介于0.785~1.000之間碳化釩形態為團球狀;K≤0.223,碳化釩呈開花狀.高釩高速鋼當碳含量達到4.2%時,K為0.86和當量直徑D為0.78μm,碳化物呈團球狀均勻分布.
利用TD鹽浴法,在42Cr Mo合金鋼表面制備多孔碳化釩層,并探究多孔結構的形成機理。設計4%、6%、8%、10%和12%五種不同質量分數Al含量的鹽浴劑。采用SEM、EDS、XRD和顯微硬度計等,對950℃×4 h滲釩后試樣的滲層形貌、橫截面、成分、表面硬度和鹽浴劑粉末進行檢測分析。結果表明:4%和12%Al含量的鹽浴劑會嚴重腐蝕材料基體,表面未生成VC層;6%,8%和10%Al含量的鹽浴劑可在基體表面生成多孔狀VC層,厚度分別為8,8和6μm,滲層維氏硬度在950~1 150,約為基體硬度(450)的2.5倍;VC層的生長過程為:微量的V原子進入基體,使奧氏體中C原子的固溶度降低,溢出的C原子聚集在晶界處并沿著晶界向外遷移,從而與鹽浴劑中的V原子生成VC晶粒,進而在晶界處形成"凸"型VC形貌,多孔組織結構也隨之形成;隨Al含量增加,VC晶粒擇優向I(200)晶面生長,孔洞尺寸逐漸增大。
以釩渣亞熔鹽法釩鉻共提工藝所得到的中間產品釩酸鈣為研究對象,針對釩酸鈣后續產品轉化問題,提出釩酸鈣碳化銨化生產釩氧化物的工藝路線;研究NH_4HCO_3轉化溶出釩的工藝條件,考察是否通入CO_2、NH_4HCO_3的添加量、反應溫度、不同液固比以及反應時間等對釩酸鈣轉化溶出效果的影響。結果表明:釩酸鈣碳化銨化反應的條件為反應溫度75℃,液固比20:1,通入CO_2,且流速1.5 L/min,銨釩摩爾比1.0,反應時間1h,此條件下釩酸鈣中釩轉化率為97.35%。