真空下氧化铝碳热氮化制备氮化铝的研究

发布时间：2024-05-25 14:01

　　目前,氧化铝碳热氮化制备氮化铝所需的温度较高且制备时间较长,这使得氮化铝生产成本较高和生产效率较低。针对以上问题,本文首先采用了热力学计算和从头算分子动力学模拟对氧化铝碳热氮化过程进行了相关的理论研究,并在理论研究的基础上开展了大量的实验研究,为真空下氧化铝碳热氮化制备氮化铝提供了相应的理论基础和实验方案。本文先对氧化铝碳热氮化过程中可能涉及的反应进行了常压和300Pa下的热力学计算。热力学计算结果表明降低压强不但有利于AlN的形成而且还有利于Al₂CO、Al₄C₃、Al₂O(g)等副产物的产生,且在氮气气氛下这些副产物容易被转化成氮化铝。采用从头算分子动力学模拟对Al₂O₃-C-N₂体系进行了研究,研究结果表明在1723K¹923K的条件下和物料中N₂已经扩散到的区域内,氧化铝碳热氮化反应会发生且还原和氮化过程是同时进行的,其反应方程式为Al₂O₃

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1反应R1在105～10Pa下的G-T图

第二章氧化铝碳热产物氮化反应的热力学计算11400Pa、300Pa、200Pa和100Pa的开始反应温度为1576K、1564K、1546K、1526K和1485K。图2.1反应R1在105~10Pa下的G-T图Figure2.9RelationshipsforΔGandTofr....

图2.2反应R1在500～100Pa下的G-T图

第二章氧化铝碳热产物氮化反应的热力学计算11400Pa、300Pa、200Pa和100Pa的开始反应温度为1576K、1564K、1546K、1526K和1485K。图2.1反应R1在105~10Pa下的G-T图Figure2.9RelationshipsforΔGandTofr....

图2.3反应R1至R5在标准大气压下的ΔG-T图

第二章氧化铝碳热产物氮化反应的热力学计算13Al2O3+C(s)=Al2O(g)+CO(g)(R23)Al2O(g)+C(s)+N2(g)=2AlN(s)+CO(g)(R24)采用2.1介绍的热力学计算方法，分别计算了反应R2至R24在常压以及300Pa的压力下的热力学。2.3.....

图2.4反应R7至R11在标准大气压下的ΔG-T图

昆明理工大学硕士学位论文14会与C以及N2反应生成AlN。R8的开始反应温度别为2212K。在温度区间为1000K至2500K时，反应R9均可发生。反应R10和反应R11的开始反应温度分别为2448K和2306K。根据图2.3和图2.4可以得出：在标准大气压下当温度高于2156K....

本文编号：3982202