微尺度氧化铁粉的低温还原机理.pdfVIP

学兔兔 第l7卷第2期 粉末冶金材料科学与工程 2012年4月 V_01．17 NO．2 Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy Apr．2012 微尺度氧化铁粉的低温还原机理 王 秀，孙 菲，林姜多，李秋菊，洪 新 (上海大学 上海市现代冶金与材料制备重点实验室，上海 200072) 摘 要：用热重分析法研究低温条件下(450、500、550和600℃)，氢气还原微尺度氧化铁的还原动力学行为。 结果表明：随氧化铁粉粒径减小和反应温度升高，初始反应速率加快，后期反应速率减慢。这是因为反应后期生 成大量铁须，铁须之间形成搭桥，导致还原后的粉末严重烧结并致密化，阻碍气体的扩散，致使反应速率减慢。 且随着粉体粒径减小，粉体表面吸附能增大，粉体致密程度提高，反应后期的粘结现象更加严重，反应速率相应 减慢。采用Hancock—Sharp方法分析微尺度氧化铁粉恒温还原的动力学过程，发现前期阶段Fe2O3~Fe3O4，在500 ℃以下，相界面化学反应的阻力所占的比例较大，表明此阶段的反应控速环节为界面化学反应，温度超过500。c 时，则由界面化学反应机理和相转变机理共同控制，点阵结构由Fe O3的斜方六面体结构转变为F03o4的立方结 构；后期阶段Fe O 一Fe，由于粉体发生粘结，还原反应的控速环节转变为扩散控速。 关键词：微尺度氧化铁粉；低温；氢气；Hancock-Sharp法；还原动力学 中图分类号：TF1 1 文献标识码：A 文章编号：1673—0224(2012)2-153．07 Reduction mechanism of micron-scale hematite powder at low temperature WANG Xiu，SUN Fei，LIN Jiang—duo，LI Qiu-ju，HONG Xin (Institute ofMaterial Science and Engineering，Shanghai University,Shanghai 200072，China) Abstract：The reduction kinetics of hematite with various particle sizes by hydrogen at low temperature was studied through the thermogravimetric analysis．、 rith the decrease of the hematite size and the increase of the reaction temperature．the initial reaction rate increases while the latter reaction rate decreases． S is because a huge number of iron whisker forms at Fe304_÷Fe stage，which leads the grains join to form bridges and then forms dense iron layer to hinder the diffusion of the reduction gases．At the same time，the smaller the particle size is，the bigger the surface adsorption energy,the more serious the binding ph