第二章 前驱体碳化法制备纳米碳化钒（铬）粉末
2.1 引言
过渡金属的碳化物具有较高的熔点、硬度［1-3］和高温强度［4，5］，还表现出良好的导电和导热能力［6］。这些独特的性能，使其广泛应用于冶金、电子、催化剂等［7-9］。特别是，碳化钒（铬）表现出优良的强度、硬度、耐蚀性、永久非磁化和表面特性［10］。因此，碳化钒（铬）已被广泛应用于各种工业器件中，如轴承、密封件、高温炉、喷嘴和金属加工模具［11］。
通常情况下，碳化物粉末由微米级氧化物和碳，经碳热还原法合成。这种方法存在许多缺点，如反应温度高（>1400℃），反应时间长（>4h），生产成本高和制备技术复杂。此外合成的碳化物粉末是微米级尺寸，不能满足现代工业的需要。
目前，发现了多种合成碳化物粉末的方法，包括直接元素反应法［12］，机械合金化法［13，14］，程序升温反应法［15，16］和气相还原碳化法［17，18］。然而，由于存在团聚［12］、宽的尺寸分布［12］、产量低［12，13］、复杂的监控［14-16］和高昂的费用［17-19］等缺点，因而工业应用仍然受限。
聚合物的高温分解、溶胶-凝胶和水溶液前驱体法是合成亚微米或纳米级碳化物陶瓷颗粒的新方法，这些方法具有如下潜在优点［5，20］：a.能够得到均一的反应产物；b.陶瓷产物的成分可以通过溶解过程进行调节；c.聚合物或前驱体能够在低温下分解，促使陶瓷产物可以在较温和的条件下合成。例如含第ⅥB族元素的水杨酸铬的高温分解［21］，电化学合成铬聚合物前驱体［22］和水溶液合成钼和钨的前驱体［23］。
因此，可采用水溶液前驱体方法制备纳米碳化钒（铬）粉末。偏钒酸铵（NH4VO3）和重铬酸铵［（NH4）2Cr2O7］作为钒源和铬源，通过热处理前驱体，在较温和的温度和较短的时间合成纳米碳化钒（铬）粉末。这些工作为纳米碳化钒（铬）粉末的经济、高效生产以及潜在的工业应用提供了参考和尝试。本章主要研究了反应温度、保温时间等对纳米碳化钒（铬）制备的影响。