粉末冶金材料科学与工程
粉末冶金材料科學與工程
분말야금재료과학여공정
POWDER METALLURGY MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
2012年
2期
153-159
,共7页
王秀%孙菲%林姜多%李秋菊%洪新
王秀%孫菲%林薑多%李鞦菊%洪新
왕수%손비%림강다%리추국%홍신
微尺度氧化铁粉%低温%氢气%Hancock-Sharp法%还原动力学
微呎度氧化鐵粉%低溫%氫氣%Hancock-Sharp法%還原動力學
미척도양화철분%저온%경기%Hancock-Sharp법%환원동역학
用热重分析法研究低温条件下(450、500、550和600℃),氢气还原微尺度氧化铁的还原动力学行为.结果表明:随氧化铁粉粒径减小和反应温度升高,初始反应速率加快,后期反应速率减慢.这是因为反应后期生成大量铁须,铁须之间形成搭桥,导致还原后的粉末严重烧结并致密化,阻碍气体的扩散,致使反应速率减慢.且随着粉体粒径减小,粉体表面吸附能增大,粉体致密程度提高,反应后期的粘结现象更加严重,反应速率相应减慢.采用Hancock-Sharp方法分析微尺度氧化铁粉恒温还原的动力学过程,发现前期阶段Fe2O3→Fe3O4,在500℃以下,相界面化学反应的阻力所占的比例较大,表明此阶段的反应控速环节为界面化学反应,温度超过500℃时,则由界面化学反应机理和相转变机理共同控制,点阵结构由Fe2O3的斜方六面体结构转变为Fe3O4的立方结构；后期阶段Fe3O4→Fe,由于粉体发生粘结,还原反应的控速环节转变为扩散控速.
用熱重分析法研究低溫條件下(450、500、550和600℃),氫氣還原微呎度氧化鐵的還原動力學行為.結果錶明:隨氧化鐵粉粒徑減小和反應溫度升高,初始反應速率加快,後期反應速率減慢.這是因為反應後期生成大量鐵鬚,鐵鬚之間形成搭橋,導緻還原後的粉末嚴重燒結併緻密化,阻礙氣體的擴散,緻使反應速率減慢.且隨著粉體粒徑減小,粉體錶麵吸附能增大,粉體緻密程度提高,反應後期的粘結現象更加嚴重,反應速率相應減慢.採用Hancock-Sharp方法分析微呎度氧化鐵粉恆溫還原的動力學過程,髮現前期階段Fe2O3→Fe3O4,在500℃以下,相界麵化學反應的阻力所佔的比例較大,錶明此階段的反應控速環節為界麵化學反應,溫度超過500℃時,則由界麵化學反應機理和相轉變機理共同控製,點陣結構由Fe2O3的斜方六麵體結構轉變為Fe3O4的立方結構；後期階段Fe3O4→Fe,由于粉體髮生粘結,還原反應的控速環節轉變為擴散控速.
용열중분석법연구저온조건하(450、500、550화600℃),경기환원미척도양화철적환원동역학행위.결과표명:수양화철분립경감소화반응온도승고,초시반응속솔가쾌,후기반응속솔감만.저시인위반응후기생성대량철수,철수지간형성탑교,도치환원후적분말엄중소결병치밀화,조애기체적확산,치사반응속솔감만.차수착분체립경감소,분체표면흡부능증대,분체치밀정도제고,반응후기적점결현상경가엄중,반응속솔상응감만.채용Hancock-Sharp방법분석미척도양화철분항온환원적동역학과정,발현전기계단Fe2O3→Fe3O4,재500℃이하,상계면화학반응적조력소점적비례교대,표명차계단적반응공속배절위계면화학반응,온도초과500℃시,칙유계면화학반응궤리화상전변궤리공동공제,점진결구유Fe2O3적사방륙면체결구전변위Fe3O4적립방결구；후기계단Fe3O4→Fe,유우분체발생점결,환원반응적공속배절전변위확산공속.
