真空碳热还原制备碳化钛和碳化铌粉体的研究

杨家富¹，陈伟鹏^1,2，赵增武²，郑坤灿¹，庞雅丹¹，赵光进¹

1. 内蒙古科技大学能源与环境学院2. 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室

摘 要：对TiO₂和Nb₂O₅混合球磨料采用真空碳热还原法制得了TiC和NbC,通过正交实验研究了Nb₂O₅、TiO₂和活性炭混合料的摩尔配比、混料球磨时间、还原温度和还原时间对制备TiC和NbC的影响,运用激光粒度仪、X射线衍射仪（XRD）以及扫描电子显微镜（SEM）对混合料和还原产物的粒度、物相及微观形貌进行分析。实验结果表明,各因素对还原程度的影响由大到小顺序为:还原温度>混合料球磨时间>混合料Nb₂O₅∶TiO₂∶C摩尔配比>还原时间,优化实验条件为:混合料Nb₂O₅∶TiO₂∶C摩尔配比1∶3∶20,混合料球磨时间10 h,还原温度1 600℃,还原时间2 h。在该条件下,Nb₂O₅和TiO₂混合料的还原率达到93.90%。真空碳热还原TiO₂和Nb₂O₅混合料比单独还原Nb₂O₅所需的温度更低,且不需要二次还原,即可得到较纯的TiC和NbC。另外,增加TiO₂和活性炭含量,还原产物的粒度更细,可达到纳米级。

关键词：真空碳热还原;混合球磨;TiC;NbC;金属陶瓷;