Кинетика процессов углетермического восстановления вольфраматов никеля и кобальта

• Автор: Карпович, Наталья Федоровна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДНЫХ СИСТЕМ ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ

1.1. Развитие представлений о процессах восстановления оксидов металлов углеродом

1.2. Особенности углетермического восстановления , Со, ДУ

1.3. Процессы углетермического восстановления бинарных оксидных систем

Глава 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Характеристики исходных реагентов

2.2. Методики термогравиметрических экспериментов и исследования продуктов взаимодействия

2.3. Методика кинетического анализа.

2.3.1. Методологические подходы к исследованию кинетики и механизма гетерогенных реакций
2.3.2. Описание основных механизмов гетерогенных реакций
2.3.3. Кинетический анализ данных неизотермических экспериментов
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ФАЗ НА СТАДИЯХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЮ, СоО, , СоЮ4 И У С УГЛЕРОДОМ
3.1. Взаимодействие с углеродом оксидов никеля и кобальта
3.2. Взаимодействие с углеродом оксида вольфрама
3.3. Исследование процессов взаимодействия вольфрамагов никеля и кобальта с углеродом.
Глава 4. КИНЕТИКА УГЛЕТЕРМИЧЕСКОГО
ВОССТАНОВЛЕНИЯ 0, СоО, з, СоУ и ГО
4.1. Кинетический анализ отдельных стадий восстановления углеродом оксидов никеля, кобальта и вольфрама
4.2. Кинетический анализ отдельных стадий восстановления углеродом вольфраматов никеля и кобальта
Глава 5. ПОЛУЧЕНИЕ ПРОДУКТОВ ПРОГНОЗИРУЕМОГО СОСТАВА И МОФОЛОГИИ ЧАСТИЦ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИВОЛЬФРАМАТОВ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ
5.1. Алгоритм численного моделирования углетермического восстановления вольфраматов никеля и кобальта
5.2. Получение сложных карбидов Со66С и ГЛС при восстановлении углеродом вольфраматов кобальта и никеля
5.3. Получение нитевидных монокристаллов вольфрама при восстановлении НТУ оксидом углерода II
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА
I
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Результаты работы были представлены и доложены на семинаре Термодинамика и неорганические материалы, Новосибирск, международном симпозиуме Принципы и процессы создания неорганических материалов, Хабаровск, Всероссийском симпозиуме Химия фундаментальные и прикладные исследования, образование, Хабаровск, международной конференции Металлургия цветных и редких металлов, Красноярск, III международном симпозиуме Химия и химическое образование, Владивосток, III международной конференции Химия твердого тела и современные микро и нанотехнологии, Кисловодск, XII Всероссийской школесимпозиуме молодых ученых по химической кинетике, Москва, IX конференции молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов, Владивосток, . Основное содержание диссертации изложено в публикациях. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 7 страницах, содержит рисунка и таблиц. Работа состоит из введения, литературного обзора гл. ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКСИДНЫХ СИСТЕМ ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ
1. Изучение 37 кинетики и механизма углетермического восстановления оксидов металлов показывает, что это сложный гетерогенный процесс, который по мере его развития может лимитировать различные факторы. Теоретические основы процессов восстановления были разработаны академиками . Байковым 8 и М. А. Павловым 9. Принцип последовательности превращений при восстановлении оксидов металлов, сформулированный . Байковым, лег в основу первоначального этапа развития теории восстановления, дополненной в исследованиях В. П. Елютина , С. Т. Ростовцева , П. В. Гельда, . Есина , . Аспекты реакционной способности оксидных соединений, обусловленные термодинамической устойчивостью исходных и промежуточных фаз, а также особенностями их электронного строения изучены в ряде работ 3, 6, . В публикациях исследованы термодинамика, кинетика и механизм восстановления оксидов железа, марганца, кремния, смесей оксидов и соединений цветных и редких металлов, позволяющие наиболее четко выделить закономерности как отдельных реакций в системах, так и сложных, характерных для реальных металлургических процессов. Развитие представлений о восстановлении в известной степени ограничивалось тем, что исследователи стремились к созданию единой теории восстановления оксидов в твердом состоянии, то есть к твердофазному взаимодействию с образованием твердого продукта. Высказывались предположения, что реакция начинается в местах так называемых активных центров, скорость на этой стадии определяется возникновением и исчезновением последних, а в дальнейшем изменяется пропорционально поверхности реакционной зоны . Вместе с тем, большинство процессов цветной металлургии и восстановления неметаллических оксидов протекает по другим схемам, в которых помимо твердых, участвуют жидкие и газообразные фазы , . Непосредственное взаимодействие с восстановителем возможно лишь в начальный момент, и то при наличии благоприятных условий тесный контакт, дефектное состояние поверхности и т. Большая часть экспериментального материала по изучению кинетики и механизма реакций оксидов с углеродом указывает на то, что в восстановительном процессе роль восстановителя также играет СО, образующийся в начальный момент за счет адсорбции на углероде кислорода, а в дальнейшем за счет взаимодействия С с углеродом , . В случае оксидов, обладающих заметной летучестью, восстановление сопровождается предварительной сублимацией и последующим взаимодействием парообразных частиц с твердым восстановителем. Таким образом, кристаллическая решетка образующейся фазы как бы отделена от решетки исходного реагента . Возможность восстановления оксидов углеродом по этому механизму весьма вероятна, хотя развитие больших скоростей реакций практически невозможно, исходя из значений диффузии углерода и кислорода в решетке оксидов. Многими исследователями приводятся различные аргументированные возражения, учитывая которые этот механизм нельзя рассматривать как основной для углетермических реакций.