空气和氮气气氛下的钛粉反应特性研究

为确定空气中氮气对钛粉发生粉尘爆炸时的惰化抑制作用和反应机理,利用热重分析仪分别研究了5,10,15,20℃/min 4种升温速率下微米钛粉在空气和纯氮气氛下的化学反应过程。研究结果表明:两种反应条件下钛粉的热重曲线具有相似性,均包含吸气脱附和吸气增重两个阶段,但纯氮气氛下钛粉的着火温度比空气条件下高7℃,反应放热量比空气条件下低375 J/g,氮气对钛粉着火爆炸具有抑制作用。利用KAS法计算纯氮气氛下钛粉反应的表观活化能为202.2 kJ/mol。由于微米钛粉在空气中氧化生成稳定的二氧化钛前存在多种不稳定的氧化物,KAS法仅能获得高转化率下的表观活化能为285 kJ/mol。Coats-Redfern法计算结果表明:钛粉的氧化和氮化过程均为非均相的表面反应,反应模式为Jander。