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第 36 卷第 4 期 精 细 化 工 Vol.36, No.4
201 9 年 4 月 FINE CHEMICALS Apr. 2019

功能材料
纳米碳化钒/碳化铬的微波辅助合成及应用

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郑 娟，赵志伟 ，贾延琪，黄丽君，王 顺，关春龙
（河南工业大学 材料科学与工程学院，河南 郑州 450001）

摘要：以微米级氧化钒（V 2 O 5 ）、氧化铬（Cr 2 O 3 ）和纳米碳黑为原料，采用机械合金化及微波辅助加热法制备
了纳米碳化钒/碳化铬复合粉末。利用 XRD、XPS、TG-DSC、SEM、TEM 和 BET 对产物进行了分析表征。结
果表明，纳米碳化钒/碳化铬复合粉末的最佳合成条件为：碳的质量分数为 35%，反应温度为 900 ℃，保温时间
为 1 h。在该条件下的反应产物主要由 V 3 Cr 2 C 5 、Cr 2 VC 2 和 Cr 3 C 2 组成，颗粒为球形或类球形，分散性较好，无
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明显团聚现象，平均颗粒尺寸约为 50 nm，复合粉末的比表面积为 115.53 m /g。添加纳米碳化钒/碳化铬复合粉
末可以提高陶瓷结合剂 cBN 磨具的力学性能和磨削效率，并且对磨具有减摩作用，降低磨具的损耗。
关键词：机械合金化；微波加热；碳化物；复合粉末；陶瓷结合剂 cBN 磨具；功能材料
中图分类号：TF123.7 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 04-0575-07

Microwave Assisted Synthesis and Application of Nano Vanadium and

Chromium Carbides Composite Powders

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ZHENG Juan, ZHAO Zhi-wei , JIA Yan-qi, HUANG Li-jun, WANG Shun, GUAN Chun-long
（School of Materials Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, Henan, China）

Abstract: Nano-sized vanadium and chromium carbides composite powders were prepared by mechanical
alloying assisted microwave heating method using micron size vanadium oxide, chromium oxide and
carbon black nanoparticles as raw materials. The products were characterized by XRD, XPS, TG-DSC,
SEM, TEM and BET techniques. The results showed that the optimum synthesis conditions of nano
vanadium/chromium carbides composite powders were obtained as follows: mass fraction of carbon black
35%, reaction temperature 900 ℃, and holding time 1 h. Under these conditions, the reaction products are
mainly composed of V 3Cr 2C 5, Cr 2VC 2 and Cr 3C 2. The particles are spherical or nearly spherical with good
dispersion and no obvious agglomeration. The average particle size is about 50 nm and the specific surface
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area is 115.53 m /g. The addition of nano vanadium and chromium carbides composite powders can
enhance the mechanical properties and grinding efficiency of vitrified bond cBN grinding tool, which
reduces the wastage of the grinding tool, and has a good friction-reducing effect.
Key words: mechanical alloying; microwave heating; carbides; composite powders; vitrified bond cBN
grinding tools; functional materials
Foundation items: National Natural Science Foundation of China (51304063); Program for Science &
Technology Innovation Talents in Universities of Henan Province (16HASTIT011); Key Scientific and
Technological Research Project of Henan Province (182102210389); Funding Scheme for Young Teachers
of Henan University of Technology (2018-35)

具有高硬度、高熔点和良好导热性的过渡金属 金、催化剂、电子等领域得到广泛的应用 [1-2] 。其中，
碳化物碳化钒（VC）和碳化铬（Cr 3 C 2 ），在硬质合 在硬质合金领域的应用尤为重要，然而传统硬质合

收稿日期：2018-07-06; 定用日期：2018-12-14; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180498
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51304063）；河南省高校科技创新人才资助项目（16HASTIT011）；河南省科技攻关项目
（182102210389）；河南工业大学青年骨干教师资助项目（2018-35）
作者简介：郑 娟（1987—），女，硕士生。联系人：赵志伟（1979—），男，博士，教授，E-mail：zzw3217@163.com,877499703@qq.com。