王碧侠
,
周廉
,
兰新哲
,
赵西成
,
崔静涛
稀有金属材料与工程
研究TiO2电化学还原法提取金属钛的阴极制备参数--饶结温度和烧结时间.采用SEM、EDS等方法研究烧结温度、烧结时间对TiO2阴极微观结构、孔隙率的影响及不同烧结条件下TiO2阴极电解产物结构和氧含量的变化.结果表明:烧结条件主要影响电极的粒度大小、孔隙尺寸和孔隙分布:在较高温度下烧结较长时间获得的电极片粒度较粗,而孔隙率的变化比较复杂.电极的颗粒尺寸、孔隙率直接影响脱氧率:粒度较小的电极在试验条件下可被充分还原;电极中的开孔和闭孔都有利于电化学还原过程的进行.在1000～1100℃下烧结4 h获得的TiO2阴极脱氧效果较好.
关键词:
二氧化钛
,
钛
,
电化学还原
,
阴极
,
烧结
王碧侠
,
兰新哲
,
赵西成
,
吴晓松
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.05.021
镁热还原法(Kroll法)是实现工业化的海绵钛生产方法, 由于此法工艺流程长, 过程复杂而使得钛的生产成本居高不下, 严重影响了钛的应用, 因此有必要开发新的钛制取方法. 近年来由二氧化钛直接还原制取金属钛的工艺引起了研究者的广泛兴趣, 尤其是剑桥大学发明的FFC工艺在国际上掀起了新的钛还原工艺研究热潮, 随后Ono 和Suzuki提出了OS(钙热还原)工艺;Park等将EMR(电子中介反应)和MSE(融盐电解)的概念结合起来用于TiO2的金属热还原;Okabe等提出了PRP(预制还原)工艺. 介绍这几种二氧化钛直接还原的新工艺并对比分析了各自特点和发展趋势, 指出FFC工艺最有希望取代传统的Kroll法.
关键词:
钛
,
二氧化钛
,
FCC剑桥工艺
,
OS(钙热还原)EMR(电子中介反应)
,
PRP(预制还原)
吴晓松
,
兰新哲
,
赵西成
,
王碧侠
,
崔静涛
钢铁钒钛
doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2007.02.014
介绍了二氧化钛直接还原法提取金属钛的各种工艺,包括:剑桥大学发明的FFC工艺、Ono和Suzuki提出的OS(钙热还原)工艺、Park等将EMR(电子中介反应)和MSE(融盐电解)的概念结合起来用于TiO2的金属热还原以及Okabe等提出的PRP(预制还原)工艺.并在此基础上对比分析了这些新工艺各自的特点,综述了国内有关直接还原法提取金属钛的研究进展,指出二氧化钛直接还原法提取金属钛工艺最有希望取代传统的Kroll法.
关键词:
金属钛
,
直接还原法
,
TiO2
,
FFC法
,
OS法
,
EMR/SME工艺
,
PRP工艺
王碧侠
,
孔维明
,
凌阿朋
,
包洋
,
张军
,
折建伟
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2013.03.007
FFC(熔盐电脱氧)工艺是一种用电化学还原法从混合金属氧化物制备Ti-Fe合金的新工艺,具有短流程、低能耗的特点.选择合适的阴极制备工艺对后续的电化学还原至关重要.采用模压成型和烧结的工艺制备TiO2-Fe2O3混合氧化物阴极,研究了阴极片的成型压力、造孔剂种类及用量、烧结温度等阴极成形和烧结过程中的主要因素对阴极孔隙率和微观结构的影响.用SEM及EDS对阴极片的微观结构和元素分布进行分析.结果表明,用碳酸氢氨作造孔剂时,阴极片的孔隙率受温度的影响较大；随着温度的升高和造孔剂含量的增多,烧结的阴极片颗粒直径不断增大,并且在孔隙周边的颗粒直径相对于其他部位要更大些；随着温度的等幅度增加,颗粒直径在造孔剂含量高时随温度升高而增长的幅度较大.对烧结片局部氧元素含量分布不均的现象进行了分析,其原因是高温下物质的内能较高,当能量达到反应活化能时会发生氧化物的分解反应,分解出的氧气通过孔隙向周围扩散,使得局部的氧含量较高.
关键词:
FFC工艺
,
阴极
,
制备
,
孔隙率
,
微观结构
王碧侠
,
田栋华
,
程亮
,
马兴飞
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.01.020
钛及其合金作为21世纪重要的结构材料,具有抗腐蚀、熔点高、密度小、比强度高、无磁性及生物相容性等优点,但表面硬度低、耐磨性差、摩擦系数大,严重限制了其应用范围.熔盐电解法渗硼作为一种金属表面改性技术,具有成本低廉、效果明显等优点,可有效提高钛及其合金的表面硬度和耐磨性.综述了熔盐电解法渗硼的研究现状,从渗硼的工艺参数、机理、热力学和动力学方面进行了分析.综合双相硼化物(TiB和TiB2)渗层的生长动力学的研究结论,可以看出渗硼问题的核心就是活性B原子在固相的扩散,因此研究近相变温度下B原子的扩散行为对渗硼过程尤为重要.
关键词:
钛
,
熔盐电解法
,
渗硼
,
热力学
,
动力学
王戈
,
王碧侠
,
屈学化
,
宋永辉
,
李卫昌
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.06.025
纳米三氧化钼由于其特殊的结构和性能而受到越来越多的关注,在电池电极、催化剂、阻烟剂、传感器、光学材料等方面具有潜在而广泛的应用.对不同形貌纳米三氧化钼的制备工艺及研究进展进行了归纳总结,介绍了球状、棒状、管状、带状等不同形貌纳米三氧化钼的制备方法以及形成机制.由于三氧化钼具有特殊的层状结构或孔道结构,通过嵌入离子或小分子,能够形成三氧化钼基化物,这一性质使其在催化、光电材料等方面具有更为广阔的应用前景,因此纳米MoO3与有机分子结合制备各种功能复合材料必将成为今后三氧化钼材料研究的重要方向之一.
关键词:
纳米三氧化钼
,
形貌
,
制备
,
进展
王碧侠
,
屈学化
,
宋永辉
,
李延霞
,
兰新哲
黄金
doi:10.11792/hj20130816
采用沉淀-离子交换联合工艺处理氰化提金废水，重点考察了CuSO4·5H2 O用量及沉淀时间对各种离子沉淀率的影响，以及树脂的用量及吸附时间对各种离子综合去除率的影响。试验结果表明，当取CuSO4·5H2 O理论用量的1．5倍、沉淀时间为60 min时，CN -、Fe、Zn离子沉淀率均可达到93％以上，而 Cu 离子沉淀率为50％左右。 XRD 分析表明，沉淀物主要由Zn2[Fe（CN）6]、Cu2[Fe（CN）6]、CuCN及Zn（OH）2组成。吸附试验表明，当201×7树脂用量为5 mL、废水体积为100 mL、常温吸附75 min时，氰化提金废水中CN-及Cu、Fe、Zn离子的综合去除率分别可达到99．94％、71．23％、100％和99．95％，处理后废水中游离氰及铁、锌质量浓度达到了《GB 8978-1996污水综合排放标准》一级排放指标。
关键词:
氰化提金废水
,
离子交换树脂
,
沉淀
,
处理
王碧侠
,
兰新哲
,
赵西成
,
张静
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.04.027
用电化学还原法从固体TiO2中提取金属钛是一种流程较短,成本较低的新工艺.通过改变电解时间,用SEM,EDS,XRD等方法分析电解产物的结构及组成变化来研究电化学还原法制备金属钛的反应历程及反应机制.XRD分析结果表明TiO2电化学还原过程是由高价氧化物向低价氧化物逐步进行的.在电解12 h的情况下,还原产物的变化情况如下:TiO2--Ti10O19+Ti4O7+CaTiO3(Magnéli相)--Ti3O5+Ti2O3+CaTiO3--TiO+CaTiO3--Ti+TiO-Ti.对阴极产物断面的SEM分析结果表明,随着电解时间的延长,电解产物的内层由致密变得疏松,并出现相互连通的多孔结构;颗粒不断长大,其外形趋于光滑;内外层结构逐渐均匀.电解12 h后,得到金属钛,氧含量是0.28%.反应过程中出现的CaTiO3是由熔盐中饱和的CaO与电极表面未还原的钛的氧化物反应形成的;在TiO2的电化学还原过程中,氧的离子化机制和钙热还原机制是同时存在的.
关键词:
金属钛
,
二氧化钛
,
电化学还原
,
反应历程
王碧侠
,
程亮
,
田栋华
,
马兴飞
稀有金属材料与工程
采用熔盐电解法对TC4钛合金表面渗硼以提高其表面硬度.选用硼砂和碳酸钠的混合盐作电解质,施加1.49 V电压进行渗硼实验,研究熔盐温度对渗层微观形貌及物相的影响,并对熔盐电解渗硼的反应机理进行了探讨.对不同组分的混合熔盐进行示差扫描热量(DSC)-热重(TG)分析,利用X射线衍射(XRD)仪对渗层表面及熔盐进行物相分析,利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)仪分析渗层断面的形貌和元素成分.结果表明:在900℃时渗硼110 min,可获得均匀密实的渗层,主要物相是TiB2和TiB;渗硼后试样的表面硬度为7.1 GPa;渗硼后熔盐中的主要产物是NaBO2;渗层中先有TiB2相生成,TiB在TiB2相的下层形成.
关键词:
熔盐电解
,
渗硼
,
TC4
,
TiB2
