Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp hợp chất TiCr2 từ bột khởi đầu được kích hoạt cơ học thông qua đồng khử calci-thermic
Tóm tắt
Ảnh hưởng của việc kích hoạt cơ học của oxit TiO2 và Cr2O3 như các vật liệu khởi đầu đã được nghiên cứu để tổng hợp trực tiếp TiCr2. Phân tích nhiệt vi sai (DTA) cho thấy việc tăng thời gian nghiền bi dẫn đến nhiệt độ phản ứng tỏa nhiệt thấp hơn giữa Ca–Cr2O3 nóng chảy và Ca–TiO2 nóng chảy. Một phương pháp không mô hình kiểu Kissinger đã được áp dụng cho dữ liệu DTA để đánh giá động học phản ứng. Kết quả cho thấy rằng năng lượng kích hoạt của các phản ứng tỏa nhiệt đã giảm khi thời gian nghiền tăng lên. Cấu trúc, hàm lượng oxy và kích thước hạt trung bình của sản phẩm TiCr2 thu được bị ảnh hưởng bởi thời gian nghiền bi của các vật liệu khởi đầu. Việc tăng thời gian nghiền từ 10 đến 40 giờ làm giảm kích thước hạt trung bình và hàm lượng oxy của TiCr2 thu được từ 10 xuống còn 2 μm và từ 1690 xuống còn 1290 ppm, tương ứng. Kết quả nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy các hợp chất TiCr2 với pha bcc không ổn định có thể được sản xuất bằng cách sử dụng các vật liệu khởi đầu có kích thước nano, trong khi chỉ một lượng nhỏ pha bcc có thể thu được trong các hợp chất TiCr2, khi sử dụng các vật liệu khởi đầu có kích thước micron. TiCr2 thu được bằng phương pháp này có khả năng hấp thụ hydro là 0,63 wt % và động học hấp thụ hydro tăng lên đối với mẫu đã nghiền 40 giờ.
Từ khóa
#TiCr2 #oxit TiO2 #oxit Cr2O3 #kích hoạt cơ học #đồng khử calci-thermic #phân tích nhiệt vi sai (DTA) #nhiễu xạ tia X (XRD)Tài liệu tham khảo
C. Chunxiang, Min H. Bao, Z. Lichen, and L. Shuangjin, “Titanium alloy production technology, market prospects and industry development,” Mater. Design 32, 1684–1691 (2011).
Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials, ASM Handbook. Vol. 2. ASM Int., 1990, 10th Ed.
C. R. Nagesh and C. S. Ramacahandran, “Electrochemical process of titanium extraction,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China 17, 429–433 (2007).
S. Amarchand, P. Rrmamohan, and T. R. Ramakrishnan, “A novel chemical solution technique for the preparation of nano size titanium powders from titanium dioxide,” Adv. Powder Tech. 11, 415–422 (2000).
M. Okada, T. Kuriiwa, T. Tamura, H. Takamura, and A. Kamegawa, “Ti-V-Cr bcc alloys with high protium content,” J. Alloys Compd. 330, 511–516 (2002).
Y. Q. Hu, H. F. Zhang, C. Yan, L. Ye, B. Z. Ding, and Z. Q. Hu, “Preparation and hydrogenation of bodycentered-cubic TiCr2 alloy,” Mater. Lett. 58, 783–786 (2004).
S. Amira, S. F. Santos, and J. Huot, “Hydrogen sorption properties of Ti-Cr alloys synthesized by ball milling and cold rolling,” Intermetallics 18, 140–144 (2010).
T. Kabutomori, H. Takeda, Y. Wakisaka, and K. Ohnishi, “Hydrogen absorption properties of Ti–Cr–A (A = V, Mo or other transition metal) bcc solid solution alloy,” J. Alloys Compd. 231, 528–532 (1995).
S. N. Klyamkin, A. Y. Kovriga, and V. N. Verbetsky, “Effect of substitution on fcc and bcc hydride phase formation in the TiCr2-H2 System,” Int._J. Hydrogen Energy 24, 149–152 (1999).
I. V. Oryshich, N. E. Poryadchenko, and N. P. Brodnikovskii, “High-temperature oxidation of intermetallics formed by group IV transition metals with chromium,” Powd. Met. Met. Ceram. 43, 497–503 (2004).
F. Stein, M. Palm, and G. Sauthoff, “Structure and stability of Laves phases: Part II—Structure type variations in binary and ternary systems,” Intermetallics 13, 1056–1074 (2005).
M. Uno, K. Takahashi, T. Maruyama, H. Muta, and S. Yamanaka, “Hydrogen solubility of bcc titanium alloys,” J. Alloys Compd. 366, 213–216 (2004).
X. B. Yu, Z. Wu, and N. X. Xu, “Effects of meltquenching rates on the hydrogen storage properties of Ti-based bcc phase alloy,” Physica B: Condens. Matter 344, 456–461 (2004).
M. Okada, T. Chou, A. Kamegawa, T. Tamura, H. Takamura, A. Matsukawa, and S. Yamashita, “Ti-Cr-X protium absorbing alloys with high protium content for fuel-cell,” J. Alloys Compd. 356, 480–485 (2003).
H. Taizhong, W. Zhu, C. Jinzhou, Y. Xuebin, X. Baojia, and X. Naixin, “Dependence of hydrogen storage capacity of TiCr(1.8–x)(VFe)x on V–Fe Content,” Mater. Sci. Eng., A 385, 17–21 (2004).
R. O. Suzuki and H. Kitagawa, “Direct synthesis of TiCr2 powder by calciothermic Co-reduction of their oxides in molten CaCl2,” Electrochemistry 73, 724–729 (2005).
J. F. Fernandez and C. R. Sanchez, “Hydrogen absorption and desorption in mechanically alloyed titaniumchromium composites,” J. Alloys Compd. 330-332, 601–606 (2002).
H. Yabe and T. Kuji, “Mechanically driven bcc TiCr alloy and its hydrogen solubility,” J. Alloys Compd. 404-406, 533–536 (2005).
N. Takeichi, H. Senoh, H. T. Takeshita, T. Oishi, H. Tanaka, T. Kiyobayashi, and N. Kuriyama, “Hydrogenation properties and structure of Ti-Cr alloy prepared by mechanical grinding,” Mater. Sci. Eng., B: 108, 100–104 (2004).
R. W. Cahn, Non-Equilibrium Processing of Materials (Pergamon, Oxford, UK, 1999).
R. Sivasubramanaiam, Q. A. Pankhurst, G. Vaughnam, Yu. G. Morozov, M. V. Kuznetsov, and I. P. Parkin, “SHS of metal-oxide systems in a DC magnetic field: Part 1. TRXRD and thermal imaging studies,” Int. J. SHS 20, 40–47 (2011).
P. Mossino, “Some aspects in self-propagating hightemperature synthesis,” Ceram. Int. 30, 311–332 (2004).
H. T. Kim, J. H. Kim, W. S. Jung, and D. H. Yoon, “Effect of starting materials on the properties of solidstate reacted barium titanate powder,” J. Ceram. Proc. Resm 10, 753–757 (2009).
O. Bayat, A. R. Khavandi, and R. Ghasemzadeh, “Investigation of various reactions for the direct synthesis of TiCr2 Intermetallic compound from the TiO2-Cr2O3-Ca System,” J. Alloys Compd. 520, 164–169 (2012).
S. Vyazovkin and C. A. Wight, “Model-free and model-fitting approaches to kinetic analysis of isothermal and nonisothermal data,” Thermochim. Acta 340, 53–68 (1999).
R. Fan, B. Liu, J. Zhang, J. Bi, and Y. Yin, “Kinetic evaluation of combustion synthesis 3TiO2 + 7Al → 3TiAl + 2Al2O3 using non-isothermal DSC method,” Mat. Chem. Phys. 91, 140–145 (2005).
Powder Metal Technologies and Applications._ASM Handbook. Vol. 7 (ASM Int., 1998), 9th Ed.
M. Tsukahara, K. Takahashi, A. Isomura, and T. Sakai, “Influence of oxygen on hydrogen storage and electrode properties for micro-designed V-based battery alloys,” J. Alloys Compd. 265, 257–263 (1998).
X. Liu, L. Jiang, Z. Li, Z. Huang, and S. Wang, “Improve plateau property of Ti32Cr46V22 bcc alloy with heat treatment and Ce additive,” J. Alloys Compd. 471, L36–L38 (2009).