碳化钒添加于钢中可提高耐磨性、耐蚀性、韧性等综合性能,作为耐磨材料用于切削和耐磨工具;作为晶粒抑制剂阻止WC晶粒长大;作为新型催化剂用于烃类反应;可作为提取金属纯钒的原料,还可合成金刚石。
钢铁冶金; 硬质合金; 电子产品; 催化剂; 高温涂层材料; 耐磨工具; 金属陶瓷
路线1:碳热还原法(以V₂O₅为原料)
- 步骤:将炭粉与五氧化二钒充分混合,在高真空条件下于1300℃以上温度还原;或分步反应(V₂O₅→VO₂→V₂O₃→VO→V→VC)。
- 条件:高真空,1300℃以上;或分步反应温度逐步降低,最终V与C反应生成VC。
路线2:气相反应法
- 步骤:将含VCl₄蒸气和烃类气体(甲烷、苯等)的氢气通到1400℃以下的钨丝上反应,形成VC层后升温至2000℃完成碳化。
- 条件:钨丝温度1400℃以下(防V与W合金化),最终2000℃,氢气氛围。
路线3:金属钒/氢化钒碳化法
- 步骤:金属钒粉末或氢化钒粉末(粒度<325目)与炭黑(过量5%
10%)混合,加压成型(金属钒高压3吨/厘米²,氢化钒低压1吨/厘米²),真空(1.33322Pa)下18002000℃加热1小时渗碳。
- 条件:真空,1800~2000℃,1小时。
路线4:V₂O₃碳热还原法
- 步骤:V₂O₃与C按计量比配料,加添加剂和黏结剂,压制成型,150℃烘干24小时,真空碳管炉(6×10⁻²Pa)1400
1800K(11271527℃)反应12~60小时。
- 条件:真空,1400
1800K,1260小时。
路线5:多聚钒酸铵还原法
- 步骤:多聚钒酸铵干燥后与炭粉混合,加糊精溶液搅拌,压制成型,105℃干燥4
8小时,氮气保护(常压)下12001550℃恒温39小时,氢气流量0.55L/min。
- 条件:氮气保护,1200
1550℃,39小时,氢气流量0.5~5L/min。