冷热台在研究“基于视觉和表面分析技术的高温熔化产物还原单个磁铁矿颗粒的动力学研究”中的应用

作者：华东理工大学资源与环境工程学院——刘海峰

来源： https://doi.org/10.3390/met

       本文使用INSTEC HS1500G高温热台，搭配显微镜组成显微热台系统，记录分析了不同温度下还原过程中单个磁铁矿颗粒的形态演变，以研究高温下单个磁铁矿颗粒与熔融产物的还原特性。

       本研究采用可视化和表面分析技术研究了高温下熔融产物的单个磁铁矿颗粒的还原特性。分析了不同还原温度下单个磁铁矿颗粒在还原过程中的形貌演变、产物类型、还原程度和还原速率。结果表明：还原温度1300℃时形成的产物形貌主要为球状结构;当还原温度高于1400℃时，产物熔化成液体，从颗粒中流出，形成层状结构。熔化产物的形态最终在未熔化芯周围的板上转变为根状结构。在还原过程中，拉曼光谱用于确定产品类型。通过实验研究了气体流量和粒径对还原度的影响，结果表明，提高温度和气体流量均可提高还原度。当粒径小于100μm，气体流量大于200mL/min时，可以忽略内部/外部扩散影响。然而，由于熔化产物对气体扩散的抵抗力，当还原度从0.5增加到1.0时，1400和1500℃下的还原率显着降低。相反，液体的形成扩大了还原性气体与固液的接触面积，进一步提高了还原度。根据实验数据计算了动力学参数，包括平均活化能和指数前因子。本研究还给出了考虑熔化产物影响的单磁铁矿颗粒的还原动力学方程。

       INSTEC HS1500G 高温热台，搭配Leica DM4500P显微镜，组成原位高温观察系统，实现样品在连续变温条件下、超高温条件下的图像观测记录。样品置于HS1500G 高温热台中，可在RT~1500℃范围内实现程序控温，温度速率0.5~200℃/min可调，温度分辨率0.1℃。高温热台外壳带有可供观察实验的窗口，并带有气氛保护功能，可在腔室通入保护气，广泛应用于原位下的变温实验。