【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及多元合金制備，具體為一種含有稀土氧化物的硅鋇合金及其制備方法。
技術介紹
1、隨著冶金技術的不斷進步以及市場對鋼鐵產品質量要求的日益提高，一些特殊鋼種對鋼中非金屬夾雜物的數量和形態要求非常嚴格。實驗表明，當鋼氧和硫影響鋼的疲勞壽命和鋼材的使用性能，因此降低鋼中氧的含量，提高鋼的純凈度，就顯得尤為重要。工業生產中使用的脫氧方法主要有沉淀脫氧、擴散脫氧和真空脫氧三種，使用合金作為煉鋼終脫氧劑對鋼液進行脫氧，如用鋁鎂合金、硅鋇鋁合金等，能滿足煉鋼脫氧、脫硫的要求，使鋼的質量得到改善。
2、硅鋇合金作為脫氧劑或脫硫劑，主要用于煉鋼中的脫氧、脫硫、脫磷，能有效改變鋼的塑性變形，提高鋼的沖擊韌性，凈化鋼液中變質夾雜物，改善鋼的潔凈度，提高鋼的微合金化，同時也能提供合金元素起到細化晶粒改善鋼的各向異性的效果，但在合金熔煉過程中存在嚴重的元素燒損現象，降低了金屬的收得率；且稀土與硅鋇合金基體由于原子半徑差異較大易產生分層，導致產品成分均一性差，影響合金的脫氧、脫硫的效果。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種含有稀土氧化物的硅鋇合金，解決了硅鋇合金品質較差以及稀土元素在硅鋇合金基體易分層的問題。
2、本專利技術的技術方案：
3、一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，包括如下步驟：
4、s1.將氧化釔、氧化鑭、玉米膠、水混合，置于壓球機中進行壓球，得到稀土球；
5、s2.將稀土球、硅石、鋇石、層狀復合材料、改性碳纖維、蘭炭
6、s3.將混合料置于礦熱爐中，進行循環冶煉，形成混合稀土硅鋇合金液，混合稀土硅鋇合金液經過精煉、扒渣后，經澆鑄成型，得到含有稀土氧化物的硅鋇合金；
7、所述層狀復合材料由改性碳化鈦納米片插層至氧化石墨烯納米片層間制得；
8、所述改性碳化鈦納米片由草酸表面修飾碳化鈦納米片，再與改性碳化硅納米晶須混合制得；
9、所述改性碳化硅納米晶須由碳化硅納米晶須表面負載鉍粉和銻粉制得；
10、所述改性碳纖維由聚乙烯吡咯烷酮表面修飾碳纖維制得。
11、進一步地，一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，包括以下步驟：
12、s1.將氧化釔、氧化鑭、玉米膠、水混合，置于壓球機中進行壓球，得到稀土球，其中，氧化釔、氧化鑭、玉米膠、水質量比為(42-43):(42-43):(3-7):(8-12)；
13、s2.將稀土球、硅石、鋇石、層狀復合材料、改性碳纖維、蘭炭、鋼屑進行混合，得到混合料，其中，稀土球、硅石、鋇石、層狀復合材料、改性碳纖維、蘭炭、鋼屑質量比為(4-4.4):(130-150):(7-8):(3-5):(1-3):(110-130):(20-40)；
14、s3.將混合料置于礦熱爐中，進行循環冶煉，形成混合稀土硅鋇合金液，混合稀土硅鋇合金液經過精煉、扒渣后，經澆鑄成型，得到含有稀土氧化物的硅鋇合金，其中，礦熱爐溫度為1700-1800℃；循環冶煉時間為2-4h；澆鑄成型溫度為700-800℃。
15、進一步地，硅石中sio2含量為98.2-98.7%。
16、進一步地，鋇石灰：80%的ca(oh)2和20%ba(oh)2組成。
17、進一步地，蘭炭中碳含量為85.5-86.2%。
18、進一步地，鋼屑中四氧化三鐵含量為62-65%，三氧化二鐵含量為30-32%，余量為不可避免雜質。
19、進一步地，混合稀土硅鋇合金液經過精煉具體操作為：向混合稀土硅鋇合金液中加入精煉劑，進行精煉15-25分鐘。
20、進一步地，含有稀土氧化物的硅鋇合金稀土占比2.5-3.5%。ba占比2-3%,硅占比66-67%，硅石帶入的自然鈣占比1-2%，鐵為余量。
21、進一步地，硅石、鋇石、蘭炭粒度為50-100mm。
22、進一步地，層狀復合材料具體由以下步驟制得：
23、a1、將kh550加入到去離子水和無水乙醇中，攪拌均勻，加入碳化硅納米晶須，在40-50℃下攪拌反應25-35分鐘，加入鉍粉和銻粉，繼續攪拌8-10分鐘，經過濾，在70-90℃烘箱中干燥10-15分鐘，得到改性碳化硅納米晶須；
24、a2、將碳化鈦納米片加入到去離子水中，攪拌均勻，加入草酸和質量分數為30-40%的鹽酸，在60-80℃下攪拌反應25-35分鐘，加入改性碳化硅納米晶須，繼續攪拌反應10-15分鐘，冷卻至室溫，經過濾、洗滌、干燥，得到改性碳化鈦納米片；
25、a3、將氧化石墨烯納米片用質量分數為25-35%的鹽酸洗滌，再用去離子水洗滌至洗滌液ph為中性，干燥后，取氧化石墨烯納米片和改性碳化鈦納米片加入到去離子水中，超聲處理8-10分鐘，經過濾、洗滌、干燥，得到層狀復合材料。
26、上述a1步驟反應過程中，碳化硅納米晶須表面含有的羥基能夠與kh550水解產生的硅羥基通過化學鍵結合，使得kh550接枝在納米碳化硅納米晶須表面，含有的極性官能團能夠與鉍粉和銻粉表面含有的羥基通過靜電結合，使得鉍粉和銻粉沉積在碳化硅納米晶須表面。
27、上述a2步驟反應過程中，草酸的羧基能夠與碳化鈦納米片表面的羥基通過化學鍵結合，使得草酸涂覆在碳化鈦納米片表面，賦予活性官能團羧基，涂覆有草酸的碳化鈦納米片含有的羧基能夠與改性碳化硅納米晶須表面的鉍粉和銻粉通過化學鍵結合，使得改性碳化硅納米晶須涂覆在碳化鈦納米片表面。
28、上述a3步驟反應過程中，氧化石墨烯納米片層間間隙豐富，且氧化石墨烯側壁含有的羧基能夠與改性碳化鈦納米片表面的羥基等含氧官能團結合，再經超聲處理，使得改性碳化鈦納米片插層至氧化石墨烯納米片層間，形成層狀復合材料。
29、進一步地，kh550、去離子水、無水乙醇、碳化硅納米晶須、鉍粉、銻粉用量比為(0.1-0.3)ml:(8-12)ml:(15-25)ml:(1-1.4)g:(0.1-0.2)g:(0.1-0.3)g。
30、進一步地，碳化鈦納米片、去離子水、草酸、鹽酸、改性碳化硅納米晶須用量比為(0.6-1)g:(25-35)ml:(5-5.4)g:(0.3-0.7)ml:(0.3-0.7)g。
31、進一步地，氧化石墨烯納米片、改性碳化鈦納米片、去離子水用量比為(0.1-0.3)g:(0.05-0.15)g:(45-55)ml。
32、進一步地，改性碳纖維具體由以下步驟制得：
33、將碳纖維在丙酮中浸泡1-3h后，取出，洗滌后，置入100-120℃烘箱中干燥10-15分鐘，得到預處理碳纖維，將預處理碳纖維和聚乙烯吡咯烷酮加入到無水乙醇中，攪拌均勻，升溫至80-90℃，攪拌25-35分鐘，取出，得到改性碳纖維。
34、上述反應過程中，丙酮作為一種有機溶劑，具有良好的溶解性，能夠溶解、分散碳纖維表面的一些有機污染物、油脂或其他雜質；聚乙本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述氧化釔、氧化鑭、玉米膠、水質量比為(42-43):(42-43):(3-7):(8-12)。
3.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述層狀復合材料具體由以下步驟制得：
4.根據權利要求3所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，步驟A1中，所述KH550、去離子水、無水乙醇、碳化硅納米晶須、鉍粉、銻粉用量比為(0.1-0.3)mL:(8-12)mL:(15-25)mL:(1-1.4)g:(0.1-0.2)g:(0.1-0.3)g；步驟A2中，所述碳化鈦納米片、去離子水、草酸、鹽酸、改性碳化硅納米晶須用量比為(0.6-1)g:(25-35)mL:(5-5.4)g:(0.3-0.7)mL:(0.3-0.7)g；步驟A3中，所述氧化石墨烯納米片、改性碳化鈦納米片、去離子水用量比為(0.1-0.3)g:(0.05-0.15)g:(45-55)mL。
5.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述改性碳纖維具體由以下步驟制得：
6.根據權利要求5所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述碳纖維、丙酮、預處理碳纖維、聚乙烯吡咯烷酮、無水乙醇用量比為(0.3-0.7)g:(15-25)mL:(0.3-0.7)g:1-3)g:(15-25)mL。
7.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述硅石中SiO2含量為98.2-98.7%；鋇石灰：80%的Ca(OH)2和20%Ba(OH)2組成，蘭炭中碳含量為85.5-86.2%；所述鋼屑中四氧化三鐵含量為62-65%，三氧化二鐵含量為30-32%，余量為不可避免雜質；所述硅石、鋇石、蘭炭粒度為50-100mm。
8.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述混合稀土硅鋇合金液經過精煉具體操作為：向硅鋇合金液中加入精煉劑，進行精煉15-25分鐘。
9.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述礦熱爐溫度為1700-1800℃；所述循環冶煉時間為2-4h；所述澆鑄成型溫度為700-800℃。
10.一種如權利要求1-9任意一項所述的制備方法制得的含有稀土氧化物的硅鋇合金。
...【技術特征摘要】
1.一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述氧化釔、氧化鑭、玉米膠、水質量比為(42-43):(42-43):(3-7):(8-12)。
3.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述層狀復合材料具體由以下步驟制得：
4.根據權利要求3所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，步驟a1中，所述kh550、去離子水、無水乙醇、碳化硅納米晶須、鉍粉、銻粉用量比為(0.1-0.3)ml:(8-12)ml:(15-25)ml:(1-1.4)g:(0.1-0.2)g:(0.1-0.3)g；步驟a2中，所述碳化鈦納米片、去離子水、草酸、鹽酸、改性碳化硅納米晶須用量比為(0.6-1)g:(25-35)ml:(5-5.4)g:(0.3-0.7)ml:(0.3-0.7)g；步驟a3中，所述氧化石墨烯納米片、改性碳化鈦納米片、去離子水用量比為(0.1-0.3)g:(0.05-0.15)g:(45-55)ml。
5.根據權利要求1所述的一種含有稀土氧化物的硅鋇合金的制備方法，其特征在于，所述改性碳纖維具...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭宇堃，
申請(專利權)人：包頭市固陽縣雙億化工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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