溴氧铋毕业论文

铋主要用于制造易熔合金，熔点范围是47～262℃，最常用的是铋同铅、锡、锑 、铟等金属组成的合金，用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞，一旦发生火灾时，一些水管的活塞会“自动”熔化，喷出水来。 在消防和电气工业上，用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋和硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。铋作为可安全使用的“绿色金属”，除用于医药行业外，也广泛应用于半导体、超导体、阻燃剂、颜料、化妆品、化学试剂、电子陶瓷等领域，大有取代铅、锑、镉汞等有毒元素的趋势。第一电离能电子伏特。密度。熔点℃，沸点1560±5℃。银白色或微红色而由金属光泽的晶体。化合价+1、+3 和+5。常温时，在空气中稳定；赤热时，即燃烧，发出淡蓝色的火焰，生成三氧化二铋。加热时能与溴、碘化合；铋粉在氯气内着火。溶于王水和浓硝酸。不溶于非氧化性酸；即使浓硫酸和浓盐酸，也只是在共热时才稍有反应。不溶于水 铋系超导材料，主要是铋锶钙铜氧2201、2212、2223型氧化物，具有较高的转化温度。锡铋合金技术的原理 在模具型槽检验中，主要运用锡铋合金固液间体积收缩率极小、可近似认为固液间体积不变的特点，浇注出型槽的样件，然后对该样件进行外观、各个部位尺寸(锻件的热尺寸)及几何形状等的整体检查，从中发现加工或设计的不足。 锡秘合金样件在模具型槽中的浇注 第一步，根据型槽容积大小取适量锡秘合金条，放入已加热到135℃的增锅或其它加热容器中，在其熔化过程中要不断地搅拌至其均匀。 第二步，把需浇注样件的模具均匀加热到160-200℃(根据模块大小而定，大者温度低)。 第叁步，以常规浇盐的方法，把模具垂直立起(浇盐口朝上)，沿浇盐口浇注合金液体，直至型槽浇满为止。 第四步，待模具完全冷却至室温后，采用适当的方法打开模具，取出样件(样件不能断开)。 第五步，检查样件是否符合型槽形状，若能真实地反映型槽，则交检检测;若不符合，则重新浇注直至符合型槽形状。 第六步，根据交检检测结果，对模具进行适当的处理。 在浇注过程中应注意的事项:①模具加热必须做到均匀，否则对大型模具浇注出的样件影响尤为突出;②要浇注的模具在其浇注前必须先处理好裂纹;③必须把锡Q,合金残余物从浇注后的模具型槽中清理干净;④样件不能有充不满、残留飞边过大、弯曲、局部变形大等直接影响检测结果的缺陷。 锡秘合金技术在模具检验中的运用 (1)对已加工好的模锻模，采用浇注锡秘合金样件的方法来检查其质量。 (2)用它验证模具修复的质量，即在已修复好的型槽中，浇注出锡秘合金样件，再对该样件进行检测。 (3)采用浇注锡秘合金方法来区分两种或多种除了个别尺寸等不同外、其它基本一致的锻件模具。 (4)对校正模总体尺寸等的掌握，是确定如何进行修复的关键。对复杂类锻件的校正模，其修复难度相当大，修复质量也难以保证。采用修复前浇注出该模具的锡秘合金样件的方法就可以加以解决。氧化铋的用途主要用于化工行业（如化学试剂、铋盐制造等）、玻璃行业（主要用于着色）、电子行业（电子陶瓷等）以及其他行业（如防火纸的制造、核反应堆燃料等）。其中，电子行业是氧化铋应用最广的行业，主要用在压敏电阻、热敏电阻、氧化锌避雷器以及显象管等领域。如果从材料来分，氧化铋主要用于电子陶瓷粉体材料、电解质材料、光电材料、高温超导材料、催化剂等。电子陶瓷粉体材料电子陶瓷领域是氧化铋应用的一个成熟而又充满活力的领域。氧化铋作为电子陶瓷粉体材料中的重要添加剂，纯度一般要求在以上。主要应用对象有氧化锌压敏电阻、陶瓷电容、铁氧体磁性材料三类。在电子陶瓷的开发方面，美国走在世界前列。而日本则靠大规模生产和先进的技术占据了世界陶瓷市场60％的份额。随着纳米级氧化铋的研究开发和均匀化制造技术的创新提高，也将大大推动电子陶瓷相关元器件性能的改善和生产成本的降低。氧化铋在氧化锌压敏电阻中主要起效应形成剂的作用，是氧化锌压敏电阻具有高非线性伏安特性的主要贡献者。我国中南大学的研究人员制备出了平均粒径为10nm的纳米氧化铋，其在氧化锌压敏电阻中的应用机理、对均匀化制造技术的贡献和对压敏电阻性能的改善正在研究之中。电解质材料γ-Bi2O3是一种特殊的材料，具有立方萤石矿型结构，具有非常高的氧离子导电性能，是用于固体氧化物燃料电池或氧传感器的一种极具潜力的电解质材料，比现有的锆系电解质材料在相同温度下的导电性高1-2个数量级。光电材料氧化铋基玻璃由于具备非常优秀的光学性能，如高的折射率、红外传输和非线性光学性，因而在光电装置、光纤传输等的材料应用方面具有非常大的吸引力。氧化铋在铋系超导材料原料粉中的含量接近30％，纯度为4N。现在世界上主要有美国超导公司、日本住友电气公司、丹麦北欧超导技术公司等三家单位商业化供应BSCCO2223带材。美国超导公司持有BSCCO短导线实验室临界电流密度的世界纪录，提供的带材性能为工程电流密度大于13500A／cm2；日本住友电气公司是最早在世界上主导BSCCO导线发展的公司，提供的带材性能为工程电流密度大于10000A／cm2；丹麦北欧超导技术公司提供的带材性能为工程电流密度为6000A／cm2。我国自1988年以来，一直在开展铋系高温超导材料的研究，目前从事BSCCO系超导带材研究的主要有清华大学、北京有色金属研究院、西北有色金属研究院和北京英纳超导技术有限公司。北京英纳超导技术有限公司的设计生产能力为200km/a，工程电流密度超过6000A／cm2的铋系带材。氧化铋在催化剂方面的应用，主要有三类一类是钼铋催化剂，是用于氧化反应的一种效果好而又经济的催化材料，在工业应用中可作为丙烯氧化为丙烯醛、从丙烯制备丙烯腊、丁烯氧化脱氢制备丁二烯、丁二烯氧化为呋喃等过程的催化剂；二类是钇铋催化剂，掺杂了氧化钇的氧化铋材料，是一种非常有吸引力的催化剂。三类是燃速催化剂，氧化铋正在逐步取代氧化铅，成为固体推进剂中重要的催化剂。因为氧化铅有毒，对工作人员和环境有着直接或间接的危害。在其他方面的用途还包括作为核废物吸收材料、显像管荫罩涂层、无毒烟花等。铋基黄色颜料的研究现状 摘 要 本文主要介绍了含铋的黄色颜料的种类及其制备方法，同时对其发展作了展望。 关键词 铋,黄色颜料 1前言 铋是一种稀少的金属元素(丰度为×10-5%)，是钨矿的重要伴生元素，我国铋矿的储量占世界总储量的70%以上。铋是全球公认的一种非常安全的无毒的金属。随着人类环保意识的增强，这种“绿色”的产品将得到越来越广泛的应用。现在，全球铋消费量每年的增长率为10%～15%，铋取代铅在新领域的发展中功不可没。在医药、催化剂、颜料及新型功能材料等方面发展迅速。 黄色无机颜料一直在颜料领域有着十分重要的作用，当前使用的无机黄色颜料多为铬黄和镉黄，由于含有铅、铬、镉等不利于环境的元素，导致其在许多领域的应用受到限制。虽然有一系列有机颜料可作为替代品，但遮盖性和耐久性大多不理想且价格偏高。因此，开发色泽鲜艳、无毒、高性能、不易褪色的无机黄色颜料，具有十分重要的意义。铋及其化合物因具有无毒、耐腐蚀及良好色泽等优良性能，备受关注[1～2]。 2单相纯铋钒氧系黄色颜料 BiVO4黄颜料 有文献报道[3]，钒酸铋是多晶型化合物，已知含有锆石相、白钨矿相和褐钇铌矿相。白钨矿相是稳定的高温相，在低于225℃时，会转换为褐钇铌矿相。这是因为低温下，物体的对称性减小，孤对电子向Bi离子靠拢；白钨矿相的密度比锆石相大10%，在1bar的压力下加热，锆石相会自发地转变为白钨矿相。当NO3-、OH-等阴离子存在时，锆石相才能稳定存在，这可能是因为阴离子可使低密度的锆石相具有额外的热稳定性的缘故。钒酸铋颜料较之铬黄和有机颜料来说分散性好、遮盖力强、主色调高、热稳定性和耐溶剂性好。 颜料的主要性能指标有着色力、遮盖力、吸油量、耐腐蚀性、耐候性、耐光性、粒度及粒度分布、颗粒形状、密度和比容等。钒酸铋黄颜料的主要物理性能参数[4]为：平均粒径～μm，密度5～6g/cm3，比表面积12～9m2/g，吸油量25～30g/100g。经动物实验证明，钒酸铋黄颜料对动物无害，也无生态危害。钒酸铋黄颜料与其它黄颜料的性能对比如下表所示[5]。 钒酸铋的制备方法主要有水溶液沉淀法和煅烧法：沉淀法是将含Bi(Ⅲ)盐和V(Ⅴ)盐的高纯溶液混合进行反应，需要时还可加入其它无机化合物，在严格控制浓度、温度和pH值等条件下，产生沉淀物，对沉淀物进行处理后得到产物。煅烧法是将含铋和钒的化合物(多为氧化物)混合，并加入少量无机化合物作为促进剂；也可用水溶液沉淀法制得的凝胶沉淀经干燥后，代替这种混合物进行煅烧。然后，将这种干物料在氧化气氛中，用高温(600℃或更高)煅烧。 唐安平，秦毅红[6]用水溶液沉淀法制备了钒酸铋颜料。具体方法是：高速搅拌下将偏钒酸铵溶液倒入硝酸铋溶液中，用10mol/L氢氧化钠溶液调整pH值为1～5，在25～80℃下反应1h后，加入硝酸钙溶液；然后用1mol/L氢氧化钠溶液调整pH值为5～8，加热至回流温度，并维持体系的pH值不变，继续回流2h；再调整pH值至，搅拌1h，最后经过滤、洗涤、烘干、粉碎后得到产品。此产品呈绿相黄，色饱和度约80%，吸油量，遮盖力，平均粒度μm，水溶物。李伟洲，李少波[7]用Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3溶液在60℃左右于磁力搅拌容器中进行反应，控制pH值在9～10，得到橙黄色沉淀。沉淀静置一段时间后，对其进行过滤和蒸馏水、丙酮的洗涤，并把产物于120℃下干燥后置于刚玉坩埚中，在550℃煅烧3h，冷却研磨后转入管式炉，在650～700℃下煅烧15h，然后以每小时25℃左右的速率冷至室温，得到产品。 Bi8V2O17黄颜料 目前，国内外对于钒酸铋黄颜料的研究已经比较成熟，但是对于同属铋钒氧系颜料的Bi8V2O17的报道却很少。Bi8V2O17具有正交晶系结构，李伟洲[8]等人用粉末煅烧法和水悬浮液法制备出的Bi8V2O17黄色颜料，色度和颗粒度都非常好。其中粉末煅烧法的最佳煅烧温度为650～700℃，煅烧时间15h；水悬浮液法的煅烧温度为640～680℃，煅烧时间为10h。粉末煅烧法和水悬浮液法制备的Bi8V2O17颜料产物颗粒细小,粒径均在9～10μm之间；水悬浮液法可以制得比粉末煅烧法色度更好、颗粒分布更均匀的颜料产物。从而为钒酸铋黄之外的黄色无机颜料开辟了一条合理而有效的新途径。 3含其它成分的铋钒氧系黄颜料 市场上的铋黄颜料是一个混合晶体或与钼酸钙、磷酸铋、钼酸铋和相关化合物结合的固溶体。钒钼酸铋黄颜料含四方钒酸铋(BiVO4)和正交钼酸铋(Bi2MoO6)的双晶相，化学式为BiVO4·nBi2MoO6，是一种亮绿色、遮盖力强的黄色无机颜料。其中BiVO4是发色成分，而Bi2MoO6则是调色成分；增加Bi2MoO6的含量可以得到绿色调更重的黄颜色。钒钼酸铋黄色的发色类似铬黄，它之所以具有鲜艳的黄色，是煅烧时形成了正钒酸盐的结果；钼酸铋的黄色很淡，但在色调上仍有一些贡献。钒钼酸铋黄着色力和遮盖力都相当高、光泽性好、具有双晶面、折射率高、粘合力极强、超常的耐光、耐候和优良的光泽保持性能，其绿相黄色彩尤其鲜艳，用于配制不含毒性元素的黄汽车漆，具有很强的竞争力。铋黄主要用于各项性能指标要求很高的场合或单色体系的高档制品，例如，黄色汽车外壳最后一道工序的喷涂、黄色工业涂料、橡胶制品、塑料制品、印刷油墨的着色。目前国内外报道的研制技术均采用纯铋化合物为原料生产颜料，因此生产成本高，许秀莲[9]等人在进行复杂铋中矿湿法冶金新工艺研究中，获得了中间产品氯氧化铋，并以此为原料制备高级无机黄颜料，取得了满意的结果。4其它含铋的黄色颜料 氧化锌铋系颜料[11～12]是一种新型的黄色颜料，由于其黄相高且对环境无害，因此，从环保的角度看，这种颜料可以作为一些有污染的颜料，尤其是含铬的黄色颜料的代替品。目前对于氧化锌铋系颜料的介绍十分少。通过控制原料反应物ZnO和Bi2O3的比例可以得到一系列的氧化锌铋系颜料。氧化锌铋是一种两相的混相颜料，含不完全尖晶石型金属氧化物24Bi2O3·ZnO和ZnO固溶体，其颜色随着两相相对含量的变化而发生改变；随着Bi2O3的增加，产物的黄色变得更加明亮，而当增加到一定值时，产物的黄色色调达到峰值；如果再继续增加Bi2O3的含量，产物黄色调则会降低。Petra Sulcova和Miroslav Trojan制备了ZnO-Bi2O3黄颜料：ZnO按比例悬浮在Bi(NO3)3水溶液中，悬浮过程要达到彻底的均匀，然后进行干燥，干燥的产品在玛瑙研钵中研磨均匀，装入瓷坩埚，放进电阻炉中于600℃下煅烧2h，电阻炉的升温速率为10℃/min。经产品分析，发现Bi2O3含量为18%时，呈现最强烈的黄色，而且产品对环境无不利影响。 Rao等人研制了Y2O3或Ce2O3掺入Bi2O3的黄色颜料：往混合氧化物中加入丙酮，在玛瑙研钵中湿混，干燥后于铂坩埚中煅烧，合理控制升温速率，煅烧过程重复3次，并加以间歇的研磨而制得产物。此种颜料的黄度值可达40以上，红度值在1以下，色度好。[13]等人发现，(Bi,R)2O3(R:Nd,Sm和Dy)有可能作为颜料，而实验也证实(Bi2O3)(Sm2O3)和(Bi2O3)(Dy2O3)是很有前途的黄色无机颜料。 5 展望 无机铋系颜料因其着色力、遮盖力强，对人体和环境没有危害，成为目前最好的黄色无机颜料，受到人们越来越多的关注。它的发展前景主要集中在以下几个方面：一是开展颜料后处理，提高颜料的性能[14]；二是在原有基础上添加其余成分，改进已有品种。我国铋资源丰富，铋系颜料附加值高，应该加快它的开发应用步伐。