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镁基复合超细粉体的制备研究

2020-11-27阅读(647)

镁基复合超细粉体的制备研究

论文摘要

镁基复合超细粉体可作为镁合金及其它金属或合金的中间相，改善它们的性能，从而可以拓宽它们的应用范围，满足人们生产和生活的需要，具有潜在的经济及军事价值。本文用直流电弧等离子体法在Ar、H2+Ar和CH4+Ar的混合气氛中蒸发纯Mg制备了Mg超细粉体，在SiH4+Ar和H2+SiH4+Ar混合气氛中蒸发纯Mg制备了Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体；用机械合金化法以Mg屑和Si粉为原料制备了Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体。使用X射线衍射（XRD）分析粉体的相组成；透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）观察粉体的形貌和粒度分布；电子衍射确定单个粒子的结构；BET法测定粉体的比表面积；脉冲红外法测定粉体氧含量，综合热分析仪（DSC-TG）分析粉体的氧化特性。结果表明，在Ar、H2+Ar和CH4+Ar的混合气氛中蒸发纯Mg制备的超细粉体均是单相Mg；粉体的形貌为类球形，平均粒度分别为156nm、195nm和181nm，比表面积分别为22.12m2／g、17.70m2／g和19.07 m2／g；其中在CH4+Ar的混合气氛下制备的Mg超细粉体抗氧化性最好。在SiH4+Ar的混合气氛中制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体时，随混合气氛中SiH4含量的增加，复合超细粉体中Mg2Si含量、Si含量也增加，而Mg的含量降低，粒子形貌有多面体形和类球形，其中多面体形粒子是Mg2Si，类球形粒子是Si或Mg，粉体的粒度分布为20-200nm。在H2+SiH4+Ar混合气氛中制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体时，随混合气氛中H2含量的增加，Mg的含量也增加，Mg2Si和Si的含量减少，粉体粒度增大。Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体中Mg2Si相的含量越高则抗氧化性越好。用机械合金化法制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体时，随着球磨时间和球料比的增加，均会使粉体中Mg2Si的含量增加，Si和Mg的含量减少，杂质铁的含量增加。球磨15小时和30小时的Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的粒度分布为50nm-800nm和30nm-200nm，粉体分别呈不规则形状和类球形，氧含量分别为5.5wt％和6.0wt％。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 超细粉体
  • 1.2 超细粉体的制备方法
  • 1.2.1 气相法
  • 1.2.2 液相反应法
  • 1.2.3 固相法
  • 1.3 超细粉体的表征方法
  • 1.4 镁基粉体的制备方法
  • 2Si的性质与应用'>1.5 Mg2Si的性质与应用
  • 2Si的基本性质'>1.5.1 金属间化合物Mg2Si的基本性质
  • 2Si的应用'>1.5.2 金属间化合物Mg2Si的应用
  • 2Si的制备'>1.5.3 Mg2Si的制备
  • 1.6 全文的研究目的、意义及研究内容
  • 2 直流电弧等离子体法制备Mg超细粉体
  • 2.1 直流电弧等离子体法原理
  • 2.2 实验
  • 2.2.1 实验装置及原料
  • 2.2.2 粉体的制备步骤
  • 2.3 实验结果与讨论
  • 2.3.1 粉体的相组成
  • 2.3.2 粉体的形貌和粒度分布
  • 2.3.3 粉体的比表面积
  • 2.3.4 粉体的抗氧化性
  • 2.4 本章小结
  • 2Si-Si复合超细粉体'>3 直流电弧等离子体法制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体
  • 3.1 实验装置及原料
  • 4+Ar的混合气氛下制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体'>3.2 在SiH4+Ar的混合气氛下制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体
  • 4+Ar气氛下制备的Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的相组成'>3.2.1 在SiH4+Ar气氛下制备的Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的相组成
  • 4+Ar气氛下制备的Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的形貌和粒度分布'>3.2.2 在SiH4+Ar气氛下制备的Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的形貌和粒度分布
  • 2含量对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体相组成和粒度的影响'>3.3 工作气氛中H2含量对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体相组成和粒度的影响
  • 2含量对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体相组成的影响'>3.3.1 工作气氛中H2含量对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体相组成的影响
  • 2含量对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体粒度的影响'>3.3.2 工作气氛中H2含量对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体粒度的影响
  • 2Si-Si复合超细粉体相组成的影响'>3.4 点弧时间对Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体相组成的影响
  • 2Si-Si复合超细粉体的氧化特性'>3.5 Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的氧化特性
  • 3.6 本章小结
  • 2Si-Si复合超细粉体'>4 机械合金化制备Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体
  • 4.1 机械合金化的基本原理
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验装置及原料
  • 4.2.2 实验过程
  • 4.3 结果与讨论
  • 2Si-Si复合超细粉体的相组成'>4.3.1 Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的相组成
  • 2Si-Si复合超细粉体的形貌和粒度分布'>4.3.2 Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的形貌和粒度分布
  • 2Si-Si复合超细粉体的元素含量'>4.3.3 Mg-Mg2Si-Si复合超细粉体的元素含量
  • 4.3.4 粉体的氧含量
  • 4.3.5 球料比和填充系数对复合粉体相组成的影响
  • 4.4 球磨反应的机理
  • 4.4.1 机械合金化的反应机制
  • 2Si的生成机理'>4.4.2 Mg2Si的生成机理
  • 4.5 本章小结
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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