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还原剂的种类及配比量对碳热还原法制备碳化硼粉体的影响

李欣  都兴红  邢鹏飞  高帅波  董开朝  陈义功  
【摘要】:碳化硼具有高硬度、低密度、耐高温、耐腐蚀和优良的热中子吸收性能等诸多优良性能,因而被广泛应用于研磨、军工防弹、高温工业及核工业等领域。本文以硼酸和碳还原剂为主要原料,采用碳热还原法制备了碳化硼粉体。在对碳热还原过程中可能发生的反应及起始反应温度进行热力学计算的基础上,重点研究了碳还原剂的种类(石油焦、石墨和活性炭)以及还原剂的配比量对制备碳化硼粉体的影响,同时采用X射线衍射(XRD)、化学分析、场发射扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成产物进行了分析表征。研究表明:以石油焦为还原剂制备出的碳化硼纯度较高;在采用石油焦为还原剂时,当C/B比为0.296时制备出的碳化硼品质较高,其晶体衍射峰较强,晶化程度高;所制备的碳化硼的纯度为93.58%,游离碳含量仅为1.45%;制备的碳化硼存在两种不同的形貌,分别是液-固反应形成的块状晶和气-固反应形成的针状晶,此外,TEM分析表明合成的碳化硼晶体为单晶结构,晶体发育完整。

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