铁碳复合材料制备及其性能研究【字数：8163】
众所周知，当金属粉末，如铁粉、铝粉、镁粉等接触到空气中的氧气和水时会发生还原反应，从而释放出一定量的热量，因此我们可以运用这种反应原理，用铁粉、活性炭、氯化钠等材料可以制备成便携式的自发热材料。便携式自发热材料在医疗保健领域、户外恶劣条件下的作业中有着十分广泛的应用。所以要求自发热材料拥有良好的便携性、较高的发热温度、较长的发热时间以及较好的柔韧性。本实验将铁粉、活性炭、活性炭粉、氯化钠、硅藻土等材料混合研磨、使其具有良好的发热性能，再加入一定比例的水、黄原胶和吸水纤维，将混合研磨好的材料放入模具中，压平压实，提高材料的便携性。实验中通过改变自发热材料的成分及各成分的比例，以达到提高发热温度、增长发热时间、增强产品的柔韧性与便携性等目的。
目录
1. 绪论 1
1.1还原铁粉 1
1.1.1还原铁粉的性能 1
1.1.2还原铁粉的应用 2
1.2硅藻土粉 2
1.2.1硅藻土粉的性能 2
1.2.2硅藻土粉的应用 3
1.3 黄原胶 5
1.3.1 黄原胶的性能 5
1.3.2 黄原胶的应用...................................................................................................... .....6
1.4 自发热材料的发展及其现状...........................................................................................7
1.5 铁碳自发热材料的制备与研究改性.............................................................................7
2. 实验研究方法 9
2.1 原料与试剂 9
2.2 实验仪器与设备 9
2.3 铁碳自发热材料的制备工艺 9
2.4 产品的性能测试 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2.4.1 发热性能测试 10
2.4.2 柔韧性能测试 10
3. 蛭石粉与铁粉含量对发热性能的影响研究 11
3.1不同比例蛭石粉样品的温度湿度曲线分析 11
3.2不同比例铁粉样品的温度湿度曲线分析 12
3.3不同比例蛭石粉样品的柔韧性分析........................................................................13
4. 结论 15
参考文献 16
致谢 17
1. 绪论
1.1铁粉
1.1.1铁粉的性能
本实验中所需要用到的铁粉，在通常情况下是黑色或者灰色，一般以粉末的形式存在，暴露在空气中的时候，可以跟空气中的水分以及氧气发生反应，放出一定的热量，所以铁粉在食品的保存保鲜以及自发热材料领域有着十分广泛的应用。
铁粉为粉末状，通常是由Fe3O4在氢气或者一氧化碳等气体氛围中，加热至高温形成的。由于铁粉本身已经是粉末状的，其主要成分为铁单质，而且他的微观构造又十分疏松多孔，所以他有着非常大的表面积。因此铁粉的还原性很强，能够作为优秀的还原剂在很多领域有着十分广泛的应用。
1.1.2还原铁粉的应用
还原铁粉由于有着优异的还原性能，经常作为还原剂用于生产生活以及化学实验中，其常见的主要用途有以下方面：①作为粉末冶金制品的原料，耗用量约占铁粉总耗用量的60～80%；②作为电焊条的原料，在药皮中加入10～70%铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高电焊条的熔敷效率；③作为火焰切割的喷射剂，在切割钢制品时，向氧乙炔焰中火喷射铁粉，能够显著改善其切割性能，提高可切割厚度扩大切割钢种的范围；④还可用作复印机油墨载体有机化学反应中的还原剂等。当作为还原剂时，能够添加进自发热材料中，与空气中的氧气发生反应，产生热量。
铁粉用于粉末冶金产品，消耗量约为还原铁粉总质量的60％~80％。电极中使用的还原铁粉和添加到涂层中的1070％铁粉可以改善电极的焊接过程并显着提高沉积效率。用于化学工业的还原铁粉主要用于化学催化剂，贵金属还原，合金添加，铜替代等。切割不锈钢产品时，将铁粉喷入氧 乙炔火焰中可提高切削性能，扩大切削范围钢，增加切割厚度。随着我国粉末冶金技术的不断完善，粉末冶金零件在飞机，火器，摩托车，家用汽车，汽车，农业机械，矿山，电动工具，机床，交通运输等机械行业有着十分广泛的应用。铁粉发热的化学原理可用化学反应方程式表示：
4Fe+30:==ZFeZO3+△H
即每当反应中生成一个摩尔的三氧化二铁，就会释放出大约822.2KJ的热量。这个发热量是十分可观的，并且用到的反应物是非常容易获取的铁以及空气中含量很高的氧气。虽然这个反应并不可能十分完全的进行，放出的热量肯定也达不到预期数值，但是在催化剂的催化作用下，反应能够发生的十分迅速。在本实验中，用水以及无机盐氯化钠作为反应的催化剂。
1.2蛭石粉
1.2.1蛭石粉的性能
蛭石粉通常情况下会以块状，片状等形式存在，有时也会呈现颗粒状，他是一种水合物。蛭石粉由原始蛭石矿石经高温焙烧，筛分和研磨而成。蛭石广泛分布于中国北方，主要分布在新疆，河北，内蒙古，辽宁，山西，陕西等省。蛭石粉还分布在四川，河南，甘肃等省，主要分布在变质岩区。最具代表性的是新疆尉犁县千布拉克硅藻土矿床。他的储备量甚至占到该国总储备的90％以上，位居世界第二。其预期储量为1亿吨。其中，2号矿体已探明储量1400万吨，是世界罕见的超大型矿床。
蛭石粉有许多优秀的物理性能，其中最为突出的使其表现出来的吸附性。由于蛭石粉内部的离子相互置换，使得其内部能够拥有非常多的阳离子用于交换，其层电荷较高，所以对金属阳离子具有很强的选择性吸收的性能。又因为蛭石粉结构松散而且表面积非常大，所以其表面还具有相当强的吸附性。
目录
1. 绪论 1
1.1还原铁粉 1
1.1.1还原铁粉的性能 1
1.1.2还原铁粉的应用 2
1.2硅藻土粉 2
1.2.1硅藻土粉的性能 2
1.2.2硅藻土粉的应用 3
1.3 黄原胶 5
1.3.1 黄原胶的性能 5
1.3.2 黄原胶的应用...................................................................................................... .....6
1.4 自发热材料的发展及其现状...........................................................................................7
1.5 铁碳自发热材料的制备与研究改性.............................................................................7
2. 实验研究方法 9
2.1 原料与试剂 9
2.2 实验仪器与设备 9
2.3 铁碳自发热材料的制备工艺 9
2.4 产品的性能测试 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2.4.1 发热性能测试 10
2.4.2 柔韧性能测试 10
3. 蛭石粉与铁粉含量对发热性能的影响研究 11
3.1不同比例蛭石粉样品的温度湿度曲线分析 11
3.2不同比例铁粉样品的温度湿度曲线分析 12
3.3不同比例蛭石粉样品的柔韧性分析........................................................................13
4. 结论 15
参考文献 16
致谢 17
1. 绪论
1.1铁粉
1.1.1铁粉的性能
本实验中所需要用到的铁粉，在通常情况下是黑色或者灰色，一般以粉末的形式存在，暴露在空气中的时候，可以跟空气中的水分以及氧气发生反应，放出一定的热量，所以铁粉在食品的保存保鲜以及自发热材料领域有着十分广泛的应用。
铁粉为粉末状，通常是由Fe3O4在氢气或者一氧化碳等气体氛围中，加热至高温形成的。由于铁粉本身已经是粉末状的，其主要成分为铁单质，而且他的微观构造又十分疏松多孔，所以他有着非常大的表面积。因此铁粉的还原性很强，能够作为优秀的还原剂在很多领域有着十分广泛的应用。
1.1.2还原铁粉的应用
还原铁粉由于有着优异的还原性能，经常作为还原剂用于生产生活以及化学实验中，其常见的主要用途有以下方面：①作为粉末冶金制品的原料，耗用量约占铁粉总耗用量的60～80%；②作为电焊条的原料，在药皮中加入10～70%铁粉可改进焊条的焊接工艺并显著提高电焊条的熔敷效率；③作为火焰切割的喷射剂，在切割钢制品时，向氧乙炔焰中火喷射铁粉，能够显著改善其切割性能，提高可切割厚度扩大切割钢种的范围；④还可用作复印机油墨载体有机化学反应中的还原剂等。当作为还原剂时，能够添加进自发热材料中，与空气中的氧气发生反应，产生热量。
铁粉用于粉末冶金产品，消耗量约为还原铁粉总质量的60％~80％。电极中使用的还原铁粉和添加到涂层中的1070％铁粉可以改善电极的焊接过程并显着提高沉积效率。用于化学工业的还原铁粉主要用于化学催化剂，贵金属还原，合金添加，铜替代等。切割不锈钢产品时，将铁粉喷入氧 乙炔火焰中可提高切削性能，扩大切削范围钢，增加切割厚度。随着我国粉末冶金技术的不断完善，粉末冶金零件在飞机，火器，摩托车，家用汽车，汽车，农业机械，矿山，电动工具，机床，交通运输等机械行业有着十分广泛的应用。铁粉发热的化学原理可用化学反应方程式表示：
4Fe+30:==ZFeZO3+△H
即每当反应中生成一个摩尔的三氧化二铁，就会释放出大约822.2KJ的热量。这个发热量是十分可观的，并且用到的反应物是非常容易获取的铁以及空气中含量很高的氧气。虽然这个反应并不可能十分完全的进行，放出的热量肯定也达不到预期数值，但是在催化剂的催化作用下，反应能够发生的十分迅速。在本实验中，用水以及无机盐氯化钠作为反应的催化剂。
1.2蛭石粉
1.2.1蛭石粉的性能
蛭石粉通常情况下会以块状，片状等形式存在，有时也会呈现颗粒状，他是一种水合物。蛭石粉由原始蛭石矿石经高温焙烧，筛分和研磨而成。蛭石广泛分布于中国北方，主要分布在新疆，河北，内蒙古，辽宁，山西，陕西等省。蛭石粉还分布在四川，河南，甘肃等省，主要分布在变质岩区。最具代表性的是新疆尉犁县千布拉克硅藻土矿床。他的储备量甚至占到该国总储备的90％以上，位居世界第二。其预期储量为1亿吨。其中，2号矿体已探明储量1400万吨，是世界罕见的超大型矿床。
蛭石粉有许多优秀的物理性能，其中最为突出的使其表现出来的吸附性。由于蛭石粉内部的离子相互置换，使得其内部能够拥有非常多的阳离子用于交换，其层电荷较高，所以对金属阳离子具有很强的选择性吸收的性能。又因为蛭石粉结构松散而且表面积非常大，所以其表面还具有相当强的吸附性。
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