【正文】 化鉻Cr203叫鉻綠，金紅石型銻和鉻的固溶體叫鉻鈦黃，含鉻氧化錫叫紫丁香紫，尖晶石型鈷、鉻氧化物固溶體叫鉆蘭，鐵、鉻氧化物固溶體叫栗茶，鉻鈷氧化物固溶體叫濃黑，鉻、鐵氧化物固溶體叫艷黑，石榴石型鉻、鈣氧化物固溶體叫維多利亞綠，鉻、鈷氧化物固溶體叫碧綠，屑石型含少量鉻的錫屑石叫鉻錫桃紅，含少量鉻屑石的鈦氧化物叫鉻鈦茶等。在尖晶石型、剛玉型、氧化錫、氧化鈦、錫屑石等溫度物質(zhì)中加入少量的Clp，使之固熔而呈色。例如，少量的c，與A1203，Sn02，CaO，Si02固熔可呈現(xiàn)出粉紅或紫丁香紫色；較多的CIp可使A1203系呈現(xiàn)綠色。 碳化鉻的制備方法現(xiàn)在，各種各樣合成碳化鉻粉末的方法已經(jīng)被研究，包括直接元素反應(yīng)法[13]、機械合金化法[14]、程序升溫反應(yīng)法[15]和氣相還原碳化法[16]。20世紀(jì)30年代以來，真空冶金技術(shù)在工業(yè)上開始應(yīng)用。真空還原，特別是真空碳熱還原金屬氧化物或化合物提取金屬或碳化物的工藝。所以，該方法是目前制備碳化鉻粉體的最常用的制備方法。它主要是利用高能球磨的方法，通過粉末顆粒之間、粉末顆粒與磨球之間長時間發(fā)生非常激烈的研磨，使粉末產(chǎn)生塑性變形、加工硬化和破碎。聚合物的高溫分解、溶膠凝膠和水溶液前驅(qū)體法是合成亞微米或納米級碳化物陶瓷顆粒的新方法，這些方法具有如下潛在優(yōu)點[19,20]：(ⅰ) 能夠得到均一的反應(yīng)產(chǎn)物；(ⅱ) 陶瓷產(chǎn)物的成分可以通過溶解過程進行調(diào)節(jié)；(ⅲ) 聚合物或前驅(qū)體能夠在低溫下分解，促使陶瓷產(chǎn)物可以在較溫和的條件下合成。 1996年汪兆泉等[21]人在專利CN1176224A中提出了碳化鉻粉末的制備方法：采用氧化鉻為主要原料，用碳作還原劑，按照一定的配比和工藝路線，生產(chǎn)出含碳量在12%以上、碳化率在99%以上的碳化鉻。2004年吳恩熙等[22]人在專利CN1724349A中提出了納米碳化鉻粉末的制備方法：將Cr2O3溶解于有機物溶液中，溶液濃度為10%~20%；溶液在離心式噴霧干燥機中進行噴霧干燥，得到含有鉻的絡(luò)合物和游離有機物的混合粉末，粉末形狀為多孔、疏松的空心球體。該方法具有很多優(yōu)點，如較低的反應(yīng)溫度、較短的反應(yīng)時間等；但也存在一些缺點，如工藝較復(fù)雜，采用H2或H2/CH4碳化，增加了生產(chǎn)成本。該方法以重鉻酸銨、水合肼、納米炭黑、酚醛樹脂為原料，制備工藝為：合成非晶納米Cr2O3→配制酚醛樹脂乙醇溶液→球磨（28h）→干燥（12h）→真空碳化→球磨（28h）→干燥→過篩→產(chǎn)品。Cintho等[24]人通過高能球磨鉻粉和石墨粉，隨后在800℃、2h條件下，氬氣氣氛中進行熱處理，最終得到碳化鉻粉末（Cr3C2和Cr7C3）。美國Rutger大學(xué)的Sadangi等[25]人利用“噴霧干燥→還原分解→氣相碳化”。該方法存在的主要問題是工藝較復(fù)雜，并且制得的碳化鉻粉末的粒度偏大，不能滿足碳化鉻粉末在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用。其制備過程為：將(NH4)2(C2O4)2H2O與Cr(NO3)3在水溶液中加熱至60℃時得到(NH4)2[Cr(C2O4)3]溶液，冷卻至室溫，然后迅速加入由兩種有機物混合而成的溶液，很快發(fā)生沉淀得到不同的氧化物前驅(qū)體，將沉淀后的產(chǎn)物在90℃下烘干48h。然后在H2CH4氣氛中氣相碳化2h，得到不同形貌的Cr3C2粉末。 本課題研究目的、意義碳化鉻粉末的制備通常采用微米級三氧化二鉻與固體碳混合碳化而成，由于原料粉末粒度較粗，造成碳化溫度較高、碳化時間較長，合成的碳化鉻粉末一般為微米級，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)需求，現(xiàn)代工業(yè)迫切需求超細(xì)、納米級碳化鉻粉末。首先將納米三氧化二鉻和納米碳黑均勻混合，可采用滾動球磨、高能球磨等方法，并加入硬脂酸、十二烷基硫酸鈉等表面活性劑進行改性。本實驗以納米三氧化二鉻和納米碳黑為原料來制備納米碳化釩粉體，主要基于以下反應(yīng)原理：因為原料粉末粒度對化學(xué)固固、固氣反應(yīng)速率和反應(yīng)產(chǎn)物粒度都有較大影響，在利用碳熱還原法制備碳化鉻粉末的過程中，原料鉻源和碳源的顆粒越小，比表面積越大，它們之間的接觸面積就越大，這樣可以加速碳熱反應(yīng)的進行。以一定配比，研究不同溫度對制備納米碳化釩粉末的影響，主要采用以下測試手段：a采用X射線衍射儀分析不同溫度下反應(yīng)產(chǎn)物的物相組成；b采用金相顯微鏡分析不同溫度下反應(yīng)產(chǎn)物的微觀形貌；c采用紅外吸收光譜儀分析不同溫度下產(chǎn)物的化學(xué)鍵。(3) 保溫時間對制備納米碳化釩粉末的影響 在同一溫度下，研究不同保溫時間對制備納米碳化釩粉末的影響，主要采用以下測試手段：a采用X射線衍射儀分析不同保溫時間下反應(yīng)產(chǎn)物的物相組成；b采用金相顯微鏡分析不同保溫時間下反應(yīng)產(chǎn)物的微觀形貌。本課題在制備納米碳化鉻時，采用了如圖11所示的技術(shù)路線反應(yīng)物原料料配比配制溶液加熱、干燥 前驅(qū)體粉末放入碳管爐升溫至反應(yīng)溫度物相分析微觀組織分析2實驗部分 實驗原料納米碳黑：產(chǎn)地攀枝花，粒度50nm，粉末分散性良好。 實驗設(shè)備真空碳管爐：上海晨華電爐有限公司生產(chǎn)。烘 箱：上海市實驗食品總廠生產(chǎn)。 實驗過程本實驗是將納米碳黑和納米氧化鉻按比例混合，加入無水酒精，放入球磨罐中進行球磨，球磨時間為12h。干燥時間為5—6h，溫度為90℃。 碳化還原法制備納米碳化鉻的機理是氧化鉻在真空下，隨著溫度的升高被C還原成低價鉻，并進一步和C反應(yīng)生成碳化鉻，反應(yīng)過程為：3Cr2O3 + 13C = 2Cr3C2 + 9CO （21）本實驗以納米三氧化二鉻和納米碳黑為原料來制備納米碳化釩粉體，主要基于以下反應(yīng)原理：因為原料粉末粒度對化學(xué)固固、固氣反應(yīng)速率和反應(yīng)產(chǎn)物粒度都有較大影響，在利用碳熱還原法制備碳化鉻粉末的過程中，原料鉻源和碳源的顆粒越小，比表面積越大，它們之間的接觸面積就越大，這樣可以加速碳熱反應(yīng)的進行。實驗參數(shù)為：管壓40 KV，電流25 mA，CuKα，λ= nm，掃描速度為：，掃描范圍為：2θ=20~90o。本實驗所采用的金相顯微鏡型號為Stemi 2000C,攝像機型號為HV3102UC1。 紅外線譜分析采用紅外吸收光譜儀（紅外分光光度計），日本島津公司生產(chǎn)，型號是IRPrestige21，儀器分析電壓為220V。 900℃時反應(yīng)產(chǎn)物的XRD圖譜，900℃時生成產(chǎn)物中主要是三氧化二鉻，沒有納米碳化鉻生成。說明900℃的反應(yīng)溫度偏低，沒有達到碳化還原的條件。由此可知當(dāng)溫度為900℃時反應(yīng)物之間還沒有發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)物沒有三氧化二鉻的生成，說明在溫度下三氧化二鉻制備C還原成低價鉻，還沒有與C反應(yīng)生成碳化鉻。由此可知在此溫度下反應(yīng)物之間發(fā)生了反應(yīng)，按照反應(yīng)機理的過程生成了所需物質(zhì)納米碳化鉻。 顯微物相分析： (a) 100倍 （b）500倍(c)—1000倍圖 以上3圖是納米碳黑含量為28%，燒成溫度是1000℃時的金相顯微圖片。 （a）100倍 (b)—500倍(c)—1000倍圖 以上3圖是納米碳黑含量為28%，燒成溫度是900℃時的金相顯微圖片。 (a)—100倍 (b)—500倍(c)—1000倍圖