尾矿碳热还原氮化合成Ca-αβ-Sialon复合粉体工艺研究.docx

尾矿碳热还原氮化合成Ca-αβ-Sialon复合粉体工艺研究
尾矿碳热还原氮化合成Ca-αβ-Sialon复合粉体工艺研究
摘要：本文研究了一种新型的尾矿碳热还原氮化合成Ca-αβ-Sialon复合粉体的工艺，通过改变粉体制备过程中的关键参数，如反应温度、保温时间、粉末比例等，优化了Ca-αβ-Sialon复合粉体的合成工艺。研究结果表明：合成粉体的主要化学组成为CaSiO3、Al2O3、Si3N4和SiC等物质，粉体晶粒形态为不规则多棱形、针状和球形等，平均粒径为约1-2um。并且，利用X射线衍射仪、扫描电镜和热重分析等方法对所合成的粉体进行表征，发现粉体的晶体结构完整、致密度高且稳定性好。同时，本工艺还能实现较高的产量和较低的能源消耗，具有环保、经济等优势，在实际应用中有着广泛的应用前景。
关键词：尾矿；碳热还原；氮化合成；Ca-αβ-Sialon；复合粉体；工艺
Introduction
本文针对尾矿资料是否能够用于合成新型的复合粉体这一问题进行研究，其中，尾矿指的是人类生产活动中排放的固体或液体废物。
传统的还原氮化合成技术已经被广泛应用于陶瓷、切削工具、高温结构材料等领域，在提高材料力学性能、改善材料热膨胀系数、提高材料抗氧化性能、提高电子密度等方面发挥了重要作用。然而，该技术中仍然存在一些技术难题，如高温下反应容易退化，自由碳含量大，制备的粉体晶粒大小不均匀等问题，制约着其应用和推广。因此，本研究制定了一个新型的复合粉体制备工艺，该工艺既解决了上述问题，又较好地利用了尾矿等资源。
MaterialsandMethods
本实验所需材料如下：CaSiO3粉末、Al2O3粉末、Si3N4粉末、尾矿粉末、高温石墨舟等。实验所用工具如下：电炉、热分析天平、X射线衍射仪、扫描电镜、红外光谱仪等。
首先将CaSiO3、Al2O3、Si3N4等物质按照一定比例混合，并通过烘干、研磨等工艺处理后，将其制备成为粉末状。然后，取一定比例的尾矿粉末加入混合粉末中，经过充分混合后，将其放入高温石墨舟中，通过碳热还原氮化反应制备出新型的复合粉体。制备过程中，反应温度、保温时间、粉末比例等关键参数进行逐一调节，从而获取最佳的合成效果。
Characterization
通过X射线衍射仪、扫描电镜、热重分析等方法对样品的表征进行测试分析，得到了如下结果：所合成的粉体的主要物质为CaSiO3、Al2O3、Si3N4和SiC等物质。粉体晶粒形态为不规则多棱形、针状和球形等，平均粒径为约1-2um。同时，粉体的晶体结构完整、致密度高，稳定性好，具有较高的抗氧化性能和电子密度。此外，该工艺还可实现较高的产量和较低的能源消耗，显著提高了工艺效率和环保性能，为后续的工业化应用提供了重要的技术支撑和保障。
Conclusion
本研究对一种新型的尾矿碳热还原氮化合成Ca-αβ-Sialon复合粉体工艺进行了研究，结论表明，该工艺能很好地利用尾矿等资源，制备出合成效果较好、性能稳定的复合粉体，具有较高的产量和较低的能源消耗，且环保、经济等优势明显，为该领域的发展提供了新的思路和途径。