《短流程製備微納米級金屬碳化物的電化學控制機理研究》是依託上海大學，由鄒星禮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：短流程製備微納米級金屬碳化物的電化學控制機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄒星禮
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
微納米級難熔金屬碳化物的短流程可控合成工藝一直是近年來的研究熱點和難點。研發高價值金屬基碳化物複合材料可控制備新技術對超高溫結構材料等領域具有重要科學意義和實用價值。本項目提出利用電化學熔鹽電解可控合成新技術，探索實現從加碳難熔金屬氧化物直接脫氧短流程製備微納米級金屬碳化物複合材料的非傳統新路線。研究反應過程的電化學控制機理和金屬碳化物形成機制，揭示從加碳金屬氧化物直接脫氧並形成金屬碳化物的反應路徑，製備出系列具有高價值的微納米級形貌、尺寸、成分可控的金屬碳化物複合材料。以期初步形成具有自主智慧財產權的從加碳難熔金屬氧化物到金屬碳化物複合材料的低能耗可控電化學合成新技術。本項目不僅為製備金屬碳化物複合材料提供一條全新途徑，也可促進電化學、材料、冶金等學科的交叉融合，有著重要的學術意義。
結題摘要
傳統的碳化物複合材料製備方法存在能耗高、污染大以及成本高等弊端，所以開發一種環境友好型、低能耗、短流程的碳化物材料製備新工藝十分急迫。本課題旨在開展固體透氧膜輔助熔鹽電化學合成金屬碳化物的基礎研究。課題首先通過最佳化透氧膜材料製備工藝，製得了優質透氧膜材料。在此基礎上，開展了透氧膜輔助可控合成高附加值微納米級金屬碳化物材料的相關研究，成功製備出了SiC納米線、TaC、ZrC、NbC等金屬碳化物，並獲得了各種特定金屬碳化物合成過程的反應機理及顆粒生長控制機制。 同時，進行了透氧膜輔助可控合成具有微納米結構顆粒的多元金屬碳化物複合材料的探索研究，在此基礎上實現了多種前軀體電解脫氧製備碳化物複合材料，合成了具有微納米結構顆粒的Ti-Si-C系列及Mo-Si-Ti-C系列等多元金屬碳化物複合材料，形成了電化學可控熔鹽電解技術用於碳化物複合材料合成的新路線。並在此基礎上，以加碳複雜含鈦礦為前軀體，電解脫氧製備了碳化物複合材料。闡述了可控脫氧及碳化合成過程的全流程反應機理及過程控制機制，製備出了系列微納米級高價值金屬碳化物複合材料。 此外，還開展了電化學蝕刻製備碳基新材料的研究，以前期合成的多元碳化物為基礎，通過利用熔鹽電解刻蝕作用，製備出了具有雙重多孔結構、高比表面積、高效儲能的新型碳基材料，取得了一定的進展。 通過本課題的研究，建立了可控氧流冶金技術用於短流程合成微納米金屬碳化物的技術路線，為實現綠色無污染、低能耗、短流程的材料開發新工藝提供了基礎數據與理論指導。項目研究已發表署名項目支持論文19篇，其中SCI收錄10篇次，EI收錄 18篇次，申請專利10項，授權3項。
