钛铁矿原位碳热还原合成TiC/Fe的热力学过程及合成条件研究

摘要

以天然矿物钛铁矿(FeTiO3)、C(石墨)为原料,采用原位碳热还原法,实现合成与烧结一体化,真空烧结制备了TiC/Fe复合材料,探索了一条低成本合成高性能TiC/Fe复合材料的新途径.对反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,探讨了产物的合成条件.研究表明,TiC的反应形成机理是:首先,FeTiO3被C还原生成TixOy和α-Fe;然后,C继续与TixOy反应,将氧一步一步还原出来,直至生成TiC;TiC颗粒长大的过程是,先形成富Ti缺C的TiCx,然后TiCx继续与C反应形成接近化学计量比的TiC.烧结温度范围在1500～1600℃之间,随温度的升高,产物的硬度和密度稍有提高.Mo的加入可以改善金属相对TiC的润湿性.产物中有少量游离碳存在.