目前,氧化鋁碳熱氮化制備氮化鋁所需的溫度較高且制備時(shí)間較長(zhǎng),這使得氮化鋁生產(chǎn)成本較高和生產(chǎn)效率較低。針對(duì)以上問(wèn)題,本文首先采用了熱力學(xué)計(jì)算和從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)氧化鋁碳熱氮化過(guò)程進(jìn)行了相關(guān)的理論研究,并在理論研究的基礎(chǔ)上開(kāi)展了大量的實(shí)驗(yàn)研究,為真空下氧化鋁碳熱氮化制備氮化鋁提供了相應(yīng)的理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)方案。本文先對(duì)氧化鋁碳熱氮化過(guò)程中可能涉及的反應(yīng)進(jìn)行了常壓和300Pa下的熱力學(xué)計(jì)算。熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明降低壓強(qiáng)不但有利于AlN的形成而且還有利于Al₂CO、Al₄C₃、Al₂O(g)等副產(chǎn)物的產(chǎn)生,且在氮?dú)鈿夥障逻@些副產(chǎn)物容易被轉(zhuǎn)化成氮化鋁。采用從頭算分子動(dòng)力學(xué)模擬對(duì)Al₂O₃-C-N₂體系進(jìn)行了研究,研究結(jié)果表明在1723K¹923K的條件下和物料中N₂已經(jīng)擴(kuò)散到的區(qū)域內(nèi),氧化鋁碳熱氮化反應(yīng)會(huì)發(fā)生且還原和氮化過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的,其反應(yīng)方程式為Al₂O₃

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1反應(yīng)R1在105～10Pa下的G-T圖

第二章氧化鋁碳熱產(chǎn)物氮化反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算11400Pa、300Pa、200Pa和100Pa的開(kāi)始反應(yīng)溫度為1576K、1564K、1546K、1526K和1485K。圖2.1反應(yīng)R1在105~10Pa下的G-T圖Figure2.9RelationshipsforΔGandTofr....

圖2.2反應(yīng)R1在500～100Pa下的G-T圖

第二章氧化鋁碳熱產(chǎn)物氮化反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算11400Pa、300Pa、200Pa和100Pa的開(kāi)始反應(yīng)溫度為1576K、1564K、1546K、1526K和1485K。圖2.1反應(yīng)R1在105~10Pa下的G-T圖Figure2.9RelationshipsforΔGandTofr....

圖2.3反應(yīng)R1至R5在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的ΔG-T圖

第二章氧化鋁碳熱產(chǎn)物氮化反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算13Al2O3+C(s)=Al2O(g)+CO(g)(R23)Al2O(g)+C(s)+N2(g)=2AlN(s)+CO(g)(R24)采用2.1介紹的熱力學(xué)計(jì)算方法，分別計(jì)算了反應(yīng)R2至R24在常壓以及300Pa的壓力下的熱力學(xué)。2.3.....

圖2.4反應(yīng)R7至R11在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的ΔG-T圖

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文14會(huì)與C以及N2反應(yīng)生成AlN。R8的開(kāi)始反應(yīng)溫度別為2212K。在溫度區(qū)間為1000K至2500K時(shí)，反應(yīng)R9均可發(fā)生。反應(yīng)R10和反應(yīng)R11的開(kāi)始反應(yīng)溫度分別為2448K和2306K。根據(jù)圖2.3和圖2.4可以得出：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下當(dāng)溫度高于2156K....

本文編號(hào)：3982202