熔盐合成法制备Mo2C纳米粉末的研究.pdf

第35卷第1期
粉末治金技术
VOL 35. N
2017年2月
Powder Metallurgy Technology
February 2017
熔盐合成法制备Mo2C纳米粉未的研究
任娇,金永中昭,张正权,杨林),苏晓慧
1)四川理工学院材料科学与工程学院,自贡6430002)自贡泰昶硬质材料有限责任公司,自贡643000
?通信作者,E-mai:jyzcd@163.com
摘要以(NH4)MoO4和CsH12O作为前驱体,NaCl+KC以(摩尔比1:1)为原料,采用熔盐合成法在900℃制备了纳米片层状
Mo2C粉末,利用X射线衍射分析(X- ray diffraction,XRD)、扫描电子显徹镜观察( scanning electron microscopy,SEM)等方法
研究了Mo2C粉末物相结构和微观形貌的演变规律。实验结果表明:反应中相变过程是由MoO2变成MoO2再到产物Mo2C的
生成;Mo2C由斜方晶型向六方晶型转变的温度出现在90~1000℃区间;提高合成温度和延长反应时间有利于加快反应进程,
但过高的合成温度会导致晶粒显著长大。
关键词碳化钼;纳米粉末;前驱体;熔盐合成法;物相组成;微观形貌
分类号TFO3+1
Synthesis of MO2C nanopowders by molten salt method
REN Jiao JIN Yong-zhong ZHANG Zheng-quan YANG Lin? SU Xiao-hui
1 )Department of Materials Science and Engineering, Sichuan University of Science and Engineering, Zigong 643000, China
2)Zigong Taichang Hardmetal Co Ltd, Zigong 643000, China
correspondingauthorE-mail:jyzcd@163.com
ABSTRACT Flake-like Mo nanopowders were prepared from(NH4)Moo4 and CH1 O as the precursors with Naci+KCI(1: 1
by mole)as the raw material by molten salt reaction method at 900 C. Meanwhile, the evolutions of phase structure and
microstructure urin he izing M wes wee nested y ation( RD)and scanning electron microscopy
()The resul s show that the phase evolution of Moo follows as Moo Moo -M C. Besides, the crystal transformation of
Mo C from orthorhombic to hexagonal structure occurs at 900-1000 C. The increase of reaction temperature and the extension of
reaction time can accelerate the reaction process, but overhigh reaction temperature also contributes to the significant grain growth of
Mo2c powders
KEY WORDS molybdenum carbide nanopowders precursor molten salt method; phase composition; microstructrue
碳化二钼(Mo2C)具有优异的物化性能,如高硬贵金属催化剂的廉价替代品叫,钢铁材料添加剂?
度、高熔点、热稳定性、超导及抗腐蚀性能,特别和T(C,N基金属陶瓷中第二类碳化物例。目前,有
是优良的催化性能?。因此,MoC粉末经常被用作关MoC粉末的制备方法很多,主要包括:热分解
收稿日期:2016-09-2
基金项目:四川省教育厅重点资助项目(157A0232);自贡市科技局重点资助项目(2015HX19,152A0232);四川理工学院科
研培育资助项目(2014PY1O)
万方数据
粉末冶金技术
2017年2月
法间、化学气相沉积 (chemical vapor deposition,CVD)子水中溶解并过滤洗涤,常温千燥得到Mo2C粉末
法门、程序升温还原法( (temperature programmed样品。
reduction,TPR)?及机械合金化法?等。但这些方13表征方法
法存在工艺复杂、合成温度高及生产成本高等缺点。
实验采用德国布鲁克D2- PHASER型X射线衍
Yang等将钼粉和炭黑球磨活化后通过熔盐射仪对反应产物进行物相分析,选用铜靶,Ka为辐
法在1000"℃合成Mo2C粉末。与传统方法相比,这射源,测试角度2O=20°90°,步长003°%。利用捷
种方法借助了高温液相化学反应,降低了合成温度,克VEGA3SBU型扫描电子显微镜和日立S4800型场
但不足之处在于,采用钼粉代替MoO3,大幅增加了发射扫描电子显微镜观察产物粉末形貌特征
生产成本,同时球磨过程易引入杂质污染。 Patel 2等叫
2实验结果与讨论
先将(NH山Mo-O244(H2O)和C12H201前驱体溶液
干燥煅烧获得分散均匀的“MoO3+C"混合物,再通2.1合成温度对产物的物相组成影响
过碳热还原法在1200℃合成纳米Mo2C。这种用前
图1(a)是前驱体混合物在300℃般烧1h所获
驱体以碳热还原法制备的MoAC粉末生产成本低且得产物的X射线行射( <-ray diffraction,XRD)图谱。
无需球磨混合,但合成温度较高。本研究将结合上根据Pal等人的研究表明,二钼酸铵在300℃
述熔盐法和前驱体法的各自优点,采用了一种新颖已经分解成MoO3。这表明本研究在300℃的煅烧
的熔盐合成法制备Mo2C粉末,通过探讨最佳合成产物是MoO。和C的混合物。但从图1(a)可知,煅
エ艺、观察反应产物的微观形貌及分析相结构演化烧产物由MoOっ和C组成,且煅烧产物在20°-90°
规律,为制备经济、高效的Mo2C粉末提供基础实范围的衍射峰较平滑,若为普通球磨混合,则XRD
验数据。
谱图中必有MoO3和C的衍射峰,但在图1(a)中未
见MoO3和C的衍射峰,表明MoO2和C均为无定
实验方法
型态,MoO3和C混合较均匀。图1(b)(h)是前驱
1.1原料及设备
体经过熔盐加热后所获得样品的XRD分析结果
以二钼酸铵(工业纯)、葡萄糖(分析纯)、氯化钠当合成温度为800℃时,如图1()所示,产物中有
(分析纯)、氯化钾(分析纯)为实验原料。实验设备主少量Mo2C( JCPDS31-0871)生成,但大部分物相以
要包括黄石市恒丰医疗器械有限公司的SX2-4-13型MoO2的形式存在。Mo2C属于斜方晶系,其晶胞参
箱式电阻炉、德国 BRUKER公司的D2- PHASER型数为a=0.4732nm,b=0.6037nm,c=0.5204nm
ⅹ射线衍射仪、捷克 Iscan公司的VEGA3型