TiO2+C低溫制備高純度TiC機(jī)制

TiC等過渡金屬碳化物因特性其在各領(lǐng)域扮演著重要角色，是極具潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料。特性均勻、高純度TiC等過渡金屬碳化物粉體制備至關(guān)重要。傳統(tǒng)工藝存在缺陷無法低成本獲得高技術(shù)要求的產(chǎn)品。本項目是在此背景下提出的。項目完成了任務(wù)書中包含的（1）制備碳化鈦的陰極過程；（2）碳酸鈣的行為和控制機(jī)制；（3）碳化鈦的形核機(jī)理及長大機(jī)制等研究內(nèi)容外，并對碳化鉻和碳化釩的制備機(jī)理進(jìn)行了拓展研究。 研究發(fā)現(xiàn)二氧化鈦-碳電解制備TiC的陰極過程： 第一步是二氧化鈦被還原生成TiO?2TiO2和鈦酸鈣；第二步是鈦酸鈣被還原生成TiO；第三步是TiO被還原形成金屬鈦吸附原子并擴(kuò)散進(jìn)入石墨形成TiC，第二步和第三步的TiO還原過程是限制步驟。熔鹽或陰極片中氧化鈣CaO含量的控制是減少陽極二氧化碳溶解形成碳酸鈣的關(guān)鍵。電壓和溫度對TiC的形核速率影響較大，而時間的影響則較?。惶砑觿┾佀徕c的加入大大加快了TiC形核速率，并且添加量和溫度的增加也加快了TiC的形核速率。但上述因素對TiC的最終尺寸影響較小，各種因素下制備的TiC尺寸均在5微米左右。五氧化二釩-碳電解制備VCx過程為：V5 →V3 →V2 (C)→V(C)三步完成的不可逆過程；氧化鉻-碳電解制備Cr3C2的過程為：Cr3 (C)→Cr3C2一步還原的不可逆過程。 項目研究獲得了熔鹽電化學(xué)法還原金屬氧化物制備TiC等過渡金屬碳化物的機(jī)理，并討論了其粉體制備工藝條件，為低溫、節(jié)能，對環(huán)境友好的制備特性均勻、高純度TiC等過渡金屬碳化物提供了理論和技術(shù)依據(jù)。

TiC具有高熔點(diǎn)、高硬度、高電導(dǎo)性和導(dǎo)熱性以及物理、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，在高技術(shù)領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用前景。目前TiC的制備存在能耗大，成本高和獲得高純度困難等問題。本課題從非平衡態(tài)熱力學(xué)耦合角度，提出以石墨為陽極，TiO2 C成型塊為陰極，在氯化鈣熔鹽中低溫制備TiC的新思路。實現(xiàn)了TiO2 C低溫條件下制備TiC，大大降低了反應(yīng)溫度（從1300℃以上降到850℃）。該方法具有工藝簡單、能耗小、成本低、純度易控制的特點(diǎn)。課題擬通過O2-離子固體電解質(zhì)構(gòu)建陰極體系研究該TiC制備方法的機(jī)理；弄清TiC的形成歷程；探討制備過程中生成的CaCO3電化學(xué)行為，通過弄清其反應(yīng)機(jī)理和控制機(jī)制來揭示產(chǎn)物高純度TiC純度的控制機(jī)制；研究TiC晶體的生長來揭示TiC晶體生長的控制機(jī)制。通過上述研究揭示該高純TiC制備方法的內(nèi)在機(jī)制，為該法的有效應(yīng)用提供理論支持。

1、塑料袋的種類

（1）高壓聚乙烯塑料袋

（2）低壓聚乙烯塑料袋

（3）聚丙烯塑料袋

（4）聚氯乙烯塑料袋

2、塑料袋的用途

（1）高壓聚乙烯塑料袋的用途：

A、食品包裝：糕點(diǎn)、糖果、炒貨、餅干、奶粉、鹽、茶葉等；

B、纖維品包裝：襯衫、服裝、針棉品、化纖制品；

C、日化用品包裝。

（2）低壓聚乙烯塑料袋的用途：

A、垃圾袋、菌種袋；

B、方便袋、購物袋、手提袋、背心袋；

C、保鮮袋；

D、編織袋內(nèi)袋

（3）聚丙烯塑料袋的用途：

主要用于包裝紡織品、針棉品、服裝、襯衫等。

（4）聚氯乙烯塑料袋的用途：

A、禮品袋；

B、箱包袋、針棉品包裝袋、化妝品包裝袋；

C、(拉鏈?zhǔn)?文件袋、資料袋。

二、塑料的成分

我們通常所用的塑料并不是一種純物質(zhì)，它是由許多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或稱合成樹脂)是塑料的主要成分，此外，為了改進(jìn)塑料的性能，還要在聚合物中添加各種輔助材料，如填料、增塑劑、潤滑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等，才能成為性能良好的塑料。

1、合成樹脂

合成樹脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40%～100%。由于含量大，而且樹脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì)，所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實樹脂與塑料是兩個不同的概念。樹脂是一種未加工的原始聚合物，它不僅用于制造塑料，而且還是涂料、膠粘劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100%的樹脂外，絕大多數(shù)的塑料，除了主要組分樹脂外，還需要加入其他物質(zhì)。

2、填料

填料又叫填充劑，它可以提高塑料的強(qiáng)度和耐熱性能，并降低成本。例如酚醛樹脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成為最廉價的塑料之一，同時還能顯著提高機(jī)械強(qiáng)度。填料可分為有機(jī)填料和無機(jī)填料兩類，前者如木粉、碎布、紙張和各種織物纖維等，后者如玻璃纖維、硅藻土、石棉、炭黑等。

3、增塑劑

增塑劑可增加塑料的可塑性和柔軟性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑劑一般是能與樹脂混溶，無毒、無臭，對光、熱穩(wěn)定的高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，最常用的是鄰苯二甲酸酯類。例如生產(chǎn)聚氯乙烯塑料時，若加入較多的增塑劑便可得到軟質(zhì)聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑劑(用量<10%)，則得硬質(zhì)聚氯乙烯塑料。

4、穩(wěn)定劑

為了防止合成樹脂在加工和使用過程中受光和熱的作用分解和破壞，延長使用壽命，要在塑料中加入穩(wěn)定劑。常用的有硬脂酸鹽、環(huán)氧樹脂等。

5、著色劑

著色劑可使塑料具有各種鮮艷、美觀的顏色。常用有機(jī)染料和無機(jī)顏料作為著色劑。

6、潤滑劑

潤滑劑的作用是防止塑料在成型時不粘在金屬模具上，同時可使塑料的表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸及其鈣鎂鹽等。

除了上述助劑外，塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等，以滿足不同的使用要求。

吹膜機(jī)的常用材料

（1）HDPE

高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，簡稱為“HDPE”），是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（濃硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴 （四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。

（2）LDPE

低密度聚乙烯度聚乙烯（LDPE）是一種塑料材料，它適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好。 LDPE主要用途是作薄膜產(chǎn)品，還用于注塑制品，醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料，吹塑中空成型制品等。

（3）LLDPE

線性低密度聚乙烯，在結(jié)構(gòu)上不同于一般的低密度聚乙烯，因為不存在長支鏈。LLDPE的線性度取決于LLDPE和LDPE的不同生產(chǎn)加工過程。LLDPE通常在更低溫度和壓力下，由乙烯和高級的α烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。共聚過程生成的LLDPE聚合物具有比一般LDPE更窄的分子量分布，同時具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的流變特性 。