RF-PCVD法制备纳米碳化钨微晶的研究

摘要

该文对等离子体条件下制取纳米WC微晶进行了研究,实验采用高频等离子体化学气相沉积法(RF-PCVD),该方法最适宜于气—气反应,即以气相产物为原料制备纳米微晶.因此该实验采用WCl<,6>(汽化后通入反应器),C<,2>H<,2>,H<,2>的反应体系来制备纳米WC微晶;首先进行了热力学计算分析,由结果可以看出反应的趋势为:首先六氯化钨和氢气反应生成钨,然后乙炔再分解出碳,最后碳和钨反应结合为碳化钨;然后进行了反应机理的分析,经分析可以认为:反应过程分为两个阶段,先还原然后再碳化,即还原碳化机理;在该实验中,等离子体给反应提供一个特殊的环境,经分析1500℃-2700℃是相对比较理想的WC形成温度区间;前期进行了二氧化钛的实验,由结果可以得出:用RF-PCVD法制备粒度分布较窄、金红石含量适当的纳米级二氧化钛颗粒,必须控制好反应温度、汽化温度、停留时间、晶型控制剂的添加量.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1 W C的性质

1.2 W C的硬度

1.3碳化钨的用途

1.3.1硬质合金的介绍

1.3.2纳米结构硬质合金

1.3.3化学催化剂

1.4纳米WC的传统制备方法

1.4.1固相法

1.4.2液相法

1.4.3气相法

1.4.4气固相法

1.5等离子体介绍

1.6 RF-PCVD法

1.6.1等离子体技术的特点

1.6.2采用RF-PCVD法制备WC纳米微晶的可行性分析

1.7本课题的意义与主要研究内容

第二章 理论部分

2.1反应体系的选择

2.2反应热力学计算

2.3反应机理的分析

2.3.1还原机理

2.3.2碳化机理

2.4最佳反应温度区间的确定

第三章二氧化钛实验部分

3.1实验部分

3.1.1反应原理

3.1.2实验装置及流程图

3.1.3实验仪器和实验原料

3.1.4实验操作方法

3.1.5样品表征

3.2结果与讨论

3.2.1反应温度的影响

3.2.2汽化温度的影响

3.2.3停留时间的影响

3.2.4晶型转化剂的影响

3.3小结

第四章 碳化钨实验部分

4.1原料的制备与分析

4.1.1实验原理

4.1.2实验药品

4.1.3实验操作方法及装置示意图

4.1.4表征内容及仪器

4.1.5实验结果的分析

4.2碳化钨的制备与分析

4.2.1实验原理

4.2.2实验药品及设备

4.2.3实验的操作方法

4.2.4试验结果的分析

4.3小结

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间论文发表情况