[发明专利]一种TiO2

权利要求书

1.一种TiO₂纳米颗粒增强热轧钢筋的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一：分别称取TiO₂纳米颗粒、Al粉、硅锰合金粉末，将TiO₂纳米颗粒、Al粉、硅锰合金粉末按照质量比为1:2～20:5～30的比例混合，将混合后的粉末装入球磨罐中，球料比为5～15:1，研磨球和样品的总体积不大于球磨罐容积的三分之二，将球磨罐容积的三分之一作为预留研磨空间；

步骤二：使用真空泵将球磨罐中的气体抽走，使球磨罐内处于真空状态；将球磨罐对称放入行星式球磨机，对样品进行机械化混合；

步骤三：球磨机停止运行后，等待球磨罐冷却完毕，取出混合粉末倒入坩埚中，然后在管式炉中进行高温烧结，烧结开始前先将管式炉内的空气抽走，从开始升温到烧结完成后的随炉冷却直至取出样品；

步骤四：将废旧钢筋装入实验中频感应炉进行熔炼，当升温至1550℃以上，废钢完全融化后，取样进行光谱成分分析，根据目标成分，视情况选择加入硅铁、锰铁和钒铁调节钢液成分，当成分合格、温度达到1560～1570℃时，经过两次除渣之后再保温10min，待钢液温度降低到1530～1550℃，静置1分钟，将钢液浇注成对照样钢锭；

步骤五：将废旧钢筋装入实验中频感应炉进行熔炼，当升温至1560℃以上，废钢完全融化后，取样进行光谱成分分析，根据与步骤四相同的目标成分，将制备的TiO₂纳米颗粒复合材料加入到钢液中，其中，制备的TiO2纳米颗粒复合材料占钢水总重量0.01～0.15％，搅拌5～10min后视情况选择加入硅铁、锰铁和钒铁调节钢液成分，当成分合格、温度达到1560～1570℃时，经过两次除渣之后再保温10min，待钢液温度降低到1530～1550℃，静置1分钟，将钢液浇注成试验钢锭；

步骤六：将对照样钢锭、试验样钢锭空冷至室温后进行脱模，然后进行铸件；锻压成形后，装入加热炉加热，轧制成钢筋样品，对样品进行力学检测，比对TiO₂纳米颗粒对钢筋力学性能的影响。

2.根据权利要求1所述的TiO₂纳米颗粒增强热轧钢筋的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，TiO₂纳米颗粒的粒径为20～50nm，纯度为99.9％；Al粉的颗粒粒径为200目，纯度近似于99.9％；硅锰合金粉末为微米级粉末，粒径小于100μm。

3.根据权利要求1所述的TiO₂纳米颗粒增强热轧钢筋的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，设置球磨机的转速为150～200r/min，球磨时间为6～12h，正转运行3min后暂停2min，再反转运行3min，循环往复，充分混合，直至程序结束。

4.根据权利要求1所述的TiO₂纳米颗粒增强热轧钢筋的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，所用坩埚为氧化铝材质的坩埚，所用氩气的纯度为99.9％。

5.根据权利要求1所述的TiO₂纳米颗粒增强热轧钢筋的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，全程通入氩气作为保护气，起始温度为室温，加热速率为5℃/min，加热升温至640～700℃,保温10～30min，然后随炉冷却，冷却到室温后取出复合材料。