硅铁合金氮化的实验研究毕业论文全稿.doc

分类号 密级毕 业 设 计（论 文）题 目 硅铁合金氮化的实验研究 英文题目 Experimental Study on the Nitridation of Ferrosilicon Alloy 中国地质大学（北京）毕业设计（论文）任务书学生姓名班级专业材料科学与工程导师姓名职称院（系）材料科学与工程毕业设计（论文）题目硅铁合金氮化的实验研究课题研究的目的、意义硅铁合金目前主要应用于钢铁冶炼工业。本课题提出对硅铁合金进行氮化实验研究，希望获得硅铁合金氮化产物的物相组成和显微结构的相关实验数据，为进一步研究用硅铁合金氮化制备新型氮化物陶瓷材料和用金属相强韧化陶瓷提供一定的理论基础。同时，也为硅铁合金的增值利用开辟新的技术途径。本课题研究具有重要的学术意义和实用价值。主要内容基本要求主要内容：进行硅铁合金氮化实验，研究氮化温度对产物的相组成、显微结构和理化性能的影响；初步探讨硅铁合金粉体的氮化机理；并对硅铁合金氮化制备氮化硅铁复相材料进行探索研究。基本要求：（1）实验数据应符合事实；（2）毕业设计符合学校要求。重点研究的问题（1）揭示硅铁合金氮化产物的物相组成、显微结构及其理化性能；（2）探讨硅铁合金粉体的氮化机理。实验及测试要求（1）实验过程操作规范、记录清楚；（2）实验原料的粒度为-200目。进度计划2006年2月底～3月底，查阅文献，设计实验方案，完成实验前期准备工作；2006年3月底～5月初，按实验方案进行实验，收集并初步处理实验数据；2006年5月初～6月初，整理实验数据以及实验资料，撰写毕业设计（论文）。应收集的资料及主要参考文献应收集的资料：（1）有关硅铁合金氮化和氮化硅铁复相材料制备等方面文献资料；（2）本次实验所需仪器的正确使用方法和氮化实验的相关资料。主要参考文献：[1] 许传才编.铁合金冶炼工艺学.西北大学出版社.1996，6[2] 李世普主编. 特种陶瓷工艺学.武汉：武汉工业大学出版社.2003，3重印（1990年12月第1版） 121~127，133[3] 王零森编著.特种陶瓷.中南工业大学出版社.1994发出任务书日期： 摘 要硅铁合金主要应用于钢铁冶炼工业，具有价格较低的优势。本课题提出对硅铁合金进行氮化实验研究，希望获得硅铁合金氮化产物的物相组成和显微结构的相关实验数据，为进一步研究用硅铁合金氮化制备新型氮化物陶瓷材料和用金属相强韧化陶瓷提供一定的理论基础。同时，也为硅铁合金的增值利用开辟新的技术途径。本课题研究具有重要的学术意义和实用价值。对本文选用的FeSi75硅铁合金原料的相组成进行的分析研究结果表明，FeSi75硅铁合金的主要物相为Si和FeSi2。硅铁原料经过破碎、磨细、造粒、干压成型、冷等静压密实制备出试样生坯，并分别在1400 ℃、1500 ℃、1600 ℃、1700 ℃的温度和0.9MPa流动氮气气氛中进行氮化实验。XRD分析结果显示：1400 ℃和1500 ℃氮化产物为α-Si3N4，还有残余的未反应的Si和FeSi2；1600 ℃和1700 ℃氮化产物主要为α-Si3N4、β-Si3N4和Fe3Si。SEM观察得到：α-Si3N4为针状，β-Si3N4为长柱状以硅铁合金粉为原料，采用精细陶瓷的制备工艺，经过1700℃氮化烧成制得了性能较好的氮化硅铁复相陶瓷材料。复相陶瓷的抗折强度为135.81MPa，体积密度为2.62g/cm3，显气孔率为16.38%。显微结构研究发现该复相陶瓷材料基体内大部分气孔中生长有大量的氮化硅。氮化硅晶体形貌及尺寸为：α-Si3N4呈针状，直径约为0.5μm，长约20μm；β-Si3N4呈长柱状，直径约为2.5μm，长为15~20μm，长径比为6~关键词：硅铁合金； 高温氮化； 实验研究； 氮化硅铁； 复相陶瓷ABSTRACTFerrosilicon alloy is mainly used in metallurgic industry, which has low cost. In this paper, the nitridation of ferrosilicon alloy is proposed. It is expected that the experimental data of phase composition and microstructure of the products can be obtained. Additionally, it is hoped that the theoretical basis o