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中国有色冶金2025年第05期:微波辅助硼热/碳热还原法制备硼化钛粉体研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王兴国;长世伦;李欣;陈滨;唐健;徐晨;

单位:江苏大学材料科学与工程学院;

摘要:微波加热具有升温速度快、效率高、低能耗等优点,但也存在着温场不均匀的问题。本文通过应用COMSOL仿真软件对微波加热过程的温场均匀性进行理论模拟,并在此基础上以Ti O_2、B_4C和炭黑为原料,对比微波加热和感应加热对硼热/碳热还原法制备Ti B_2粉体的作用规律。研究表明,相较于“X轴/Y轴对角线排布”和“对角线排布”,以“顶角排布”的排布方式可明显提升微波的加热均匀性;此外,通过微波加热方式,在1 350℃保温20 min下即可获得晶粒均匀分布的纯相Ti B_2粉体,与感应加热(1 550℃反应完全)相比,微波加热可明显降低反应温度,这主要归因于微波的非热效应;同时,微波加热可将Ti B_2晶粒粒径由3.95μm细化至1.93μm,且可避免晶粒出现团聚现象,进而提高粉体的烧结性和烧结材料的致密度。

关键词:TiB_2粉体;;微波加热;;感应加热;;温度场;;电场;;非热效应;;晶粒团聚

基金资助:江苏省自然科学青年基金项目(编号:BK20200898)