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多孔不锈钢通气锥/管在煤气化工程中的应用研究(英文)

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稀有金属材料与工程 2009年第6期38卷 947-950页

作者：汤慧萍奚正平董领峰王建永汪强兵西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

在壳牌煤气化工程中,需要多孔不锈钢通气锥/管作为气体分布元件,以保证煤粉和飞灰的流态化连续输送。本研究针对使用要求,主要研究了粉末轧制和冷等静压技术制备的多孔不锈钢通气锥/管的渗透性能和强度。结果表明,冷等静压成形后经过烧... 详细信息

在壳牌煤气化工程中,需要多孔不锈钢通气锥/管作为气体分布元件,以保证煤粉和飞灰的流态化连续输送。本研究针对使用要求,主要研究了粉末轧制和冷等静压技术制备的多孔不锈钢通气锥/管的渗透性能和强度。结果表明,冷等静压成形后经过烧结和复烧的通气锥/管,孔隙度在32%-35%范围,最大孔径为20μm,通气锥的整体耐压强度都大于2.5MPa,符合壳牌煤气化技术流态化输送的要求。

关键词：多孔不锈钢通气锥壳牌煤气化技术气体分布器

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配碳还原氧化铁皮制备多孔不锈钢的机理研究

配碳还原氧化铁皮制备多孔不锈钢的机理研究

作者：赵立杰内蒙古科技大学

学位级别：硕士

2021年,我国粗钢产量约为10.33亿吨,其中氧化铁皮的产生量占据粗钢产量的1%左右。目前针对氧化铁皮的利用水平和产品附加价值较低的问题,本文通过热力学模拟计算、真空碳热还原实验及等温动力学等方式对配碳还原氧化铁皮制备多孔不锈钢... 详细信息

2021年,我国粗钢产量约为10.33亿吨,其中氧化铁皮的产生量占据粗钢产量的1%左右。目前针对氧化铁皮的利用水平和产品附加价值较低的问题,本文通过热力学模拟计算、真空碳热还原实验及等温动力学等方式对配碳还原氧化铁皮制备多孔不锈钢的机理进行了研究,并对还原制备得到的多孔不锈钢的微观形貌、元素分布、孔隙率及性能进行分析,具体结果如下:Fact Sage热力学计算结合实验数据结果显示,氧化铁皮配碳还原平衡时,Cr在300℃被氧化成Fe CrO,温度升高到736.89℃被还原成一系列的含Cr低价氧化物,最终在1070.13℃形成CrC、CrC,最终得到Cr(FCC))。系统压力对含Cr化合物的生成顺序没有影响。系统压力由1atm降低至10atm,不同还原反应发生的温度逐渐降低、还原体系内wC)max含量由1.23%降至0.12%,对应温度由1070℃降至628.17、开始出现Cr(L))温度由1153.5℃升高至1527.6℃,有利于固固还原反应的进行。杂质氧化物无法被还原剂还原,对还原过程没有影响。真空、高温及时间均有利于氧化铁皮配碳还原反应的进行。最佳制备多孔316不锈钢的工艺为:10Pa系统压力、1200℃保温3h。多孔316不锈钢三维不规则孔隙分布在试样表面。多孔316不锈钢组织为奥氏体,晶粒尺寸均小于10μm。AlO、Si O、Ca O等杂质氧化物形成了黑亮色的半球状富集于多孔不锈钢表面。在上述条件下制备的多孔316不锈钢孔隙率为42.07%。多孔316不锈钢的孔隙率逐渐增加,其显微硬度逐渐降低。在孔隙率为42.07%时最大,最大硬度为90.34HV0.1。多孔不锈钢的抗拉强度随着孔隙率的增加而降低,抗拉强度在孔隙率为42.07%时,最大为381.15MPa,经过1350℃保温3h致密化处理后,孔隙率降至36.05%,抗拉强度增加至532.77MPa,力学性能可以与采用不锈钢粉末为原料制备多孔316不锈钢性能持平。多孔316不锈钢孔隙率从42.07%增加至80.04%,自腐蚀电位从-0.510V降低至-0.581V;多孔不锈钢腐蚀电位E随孔隙率的增加呈现逐渐减小的趋势,在孔隙率为42.07%时E最大为-0.497V;试样的孔隙率的逐渐增加,电流密度呈现逐渐增大的趋势,在孔隙率为80.04%时达到最大为0.892m A·cm,耐腐蚀性能能随着孔隙率的增加而降低。在温度为600～900℃保温0～3h阶段,主要发生C+CO=2CO反应,表观活化能为0.576k J/mol;温度为600～900℃保温3～4h阶段,还原反应受到新物质形核速率影响,表观活化能是4.83k J/mol;温度为1000～1200℃保温范围内,表观活化能为分别为9.36k J/mol和60.68k J/mol。

关键词：氧化铁皮粉末冶金还原烧结多孔不锈钢等温动力学

基于RVE方法的微波烧结多孔不锈钢收缩机理研究

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基于RVE方法的微波烧结多孔不锈钢收缩机理研究

作者：葛仕文华侨大学

学位级别：硕士

多孔不锈钢模具因内部具有大量贯通微孔,具有很好的透气性,可以用来解决注塑中的困气问题。本文基于代表性体积单元法(Representative Volume Element,RVE)研究微波烧结多孔不锈钢的收缩机理。首先基于烧结颈动态生长规律,确定了烧结颈... 详细信息

多孔不锈钢模具因内部具有大量贯通微孔,具有很好的透气性,可以用来解决注塑中的困气问题。本文基于代表性体积单元法(Representative Volume Element,RVE)研究微波烧结多孔不锈钢的收缩机理。首先基于烧结颈动态生长规律,确定了烧结颈生长的关键机理与临界条件,然后构建多孔不锈钢粉末堆积的RVE模型,并以此模拟研究了多孔不锈钢微波烧结过程中的变形收缩规律,最后通过实验验证模拟结果。利用Comsol with Matlab联合仿真探究微波烧结过程中烧结颈动态烧结机理。研究结果表明烧结颈处存在电磁聚焦现象,此处电磁功率损耗较大,是促进烧结颈生长的主要动力,通过实验标定,发现烧结颈处体平均电磁功率损耗密度为8.44E7 W/m左右时烧结颈无法继续长大,因此以烧结颈处体平均电磁功率损耗密度作为烧结终止判定条件。研究了烧结颈与磁场方向夹角、粒径和烧结温度对烧结颈生长的影响,结果表明:颈部与磁场方向夹角越大、颗粒粒径越大,烧结终止时烧结颈尺寸越大;烧结温度越高,烧结颈更快达到烧结终止。通过对YADE离散元开源软件进行二次开发,基于离散单元法(Discrete Element Method,DEM)进行颗粒堆积,结合烧结颈生长终止条件,构建了多孔不锈钢粉末RVE模型,并基于模拟结果确定合适的RVE大小为底边δ=7(边长与颗粒粒径的比值),高度δ=12的长方体,此时的RVE模型计算结果和计算效率都较好。模拟研究了烧结温度、颗粒粒径对烧结收缩的影响,结果表明颗粒粒径越大、烧结温度越高,烧结收缩率越大。本文还利用微波烧结实验验证了烧结温度、颗粒粒径对多孔不锈钢收缩的影响。结果表明颗粒粒径越大、烧结温度越高,烧结收缩率越大;且随着颗粒粒径和烧结温度增大,烧结收缩率的增大速率降低。实验与仿真结果相符。

关键词：多孔不锈钢 RVE 微波烧结收缩数值模拟

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物理真空去合金法制备微米级多孔不锈钢

金属学报 2017年第5期53卷 524-530页

作者：李俊刘文朋任伊宾沈明钢杨柯中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院合肥230026 辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051

采用真空感应炉制备316L-50Mn初始合金,然后通过真空环境下Mn升华去合金制备多孔不锈钢,应用SEM、EDS和XRD等对物理真空去合金工艺方法制备的多孔不锈钢进行分析,并研究去合金过程中温度以及时间对孔的形成、发展以及孔的形貌的影响。... 详细信息

采用真空感应炉制备316L-50Mn初始合金,然后通过真空环境下Mn升华去合金制备多孔不锈钢,应用SEM、EDS和XRD等对物理真空去合金工艺方法制备的多孔不锈钢进行分析,并研究去合金过程中温度以及时间对孔的形成、发展以及孔的形貌的影响。结果表明,物理真空去合金工艺可以制备多孔不锈钢,其孔隙率为30%~60%,孔径为0.5~3μm,多孔层深度达到15~60μm。真空热处理温度和时间是物理真空去合金制备方法的2个关键因素,处理温度主要通过影响Mn元素挥发和体扩散速率进而影响孔的形貌,而处理时间对多孔层的深度起到主要作用。

关键词：多孔不锈钢物理真空去合金微米孔 Kirkendall效应扩散速率

多孔不锈钢管与316L不锈钢的真空钎焊连接特性（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第2期47卷 474-478页

作者：李亚宁康新婷王建汤慧萍西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

采用镍基BNi-7焊膏为钎料,对多孔不锈钢管与316L不锈钢成功实现真空钎焊连接,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对接头界面组织结构进行观察和分析。结果表明,钎料对多孔不锈钢的润湿性比对316L的要好。在钎焊过程中,钎料通过... 详细信息

采用镍基BNi-7焊膏为钎料,对多孔不锈钢管与316L不锈钢成功实现真空钎焊连接,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对接头界面组织结构进行观察和分析。结果表明,钎料对多孔不锈钢的润湿性比对316L的要好。在钎焊过程中,钎料通过毛细作用渗透到多孔不锈钢的孔隙中。焊缝的主要相是富Cr的Ni-Fe基固溶体和Ni-P金属间化合物。测试连接件的整体拉伸性能,焊接温度980℃及焊接时间15 min得到的焊接件的室温抗拉强度最大,为245 MPa。在同等条件下,延长保温时间或者提高焊接温度都不能进一步提高焊接强度。

关键词： 316L不锈钢多孔不锈钢真空钎焊 BNi-7钎料抗拉强度

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多孔不锈钢基体表面CuO薄膜的制备

热加工工艺 2012年第22期41卷 164-166页

作者：贾瑜李忠宏吴楠彭桂蕊西北农林科技大学食品科学与工程学院陕西杨凌712100

采用溶胶-凝胶技术合成CuO薄膜,主要探讨溶胶-凝胶法制备CuO溶胶的工艺。研究了Ag掺杂量、涂膜次数、改换N2气氛温度和最高热处理温度对膜层形貌的影响。通过扫描电镜(SEM)观察膜层形貌并确定各工艺参数。结果表明,由醋酸铜制备的浓度为... 详细信息

采用溶胶-凝胶技术合成CuO薄膜,主要探讨溶胶-凝胶法制备CuO溶胶的工艺。研究了Ag掺杂量、涂膜次数、改换N2气氛温度和最高热处理温度对膜层形貌的影响。通过扫描电镜(SEM)观察膜层形貌并确定各工艺参数。结果表明,由醋酸铜制备的浓度为0.150mol/L的溶胶稳定性好;Ag的最佳掺杂量为12%(mol/mol),涂膜次数为1次,改换N2的温度为400℃,最高热处理温度为850℃。

关键词：膜分离金属膜多孔不锈钢铜钎焊溶胶-凝胶

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纯化氢用多孔不锈钢表面的修饰技术

核技术 2006年第8期29卷 577-580页

作者：韩军王和义古梅中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

采用浆料涂敷法,将纳米不锈钢粉末沉积在多孔不锈钢载体上,形成孔径依次减小的微孔不锈钢载体,其孔径约为200nm。在压差为0．1 MPa时,其干空气渗透率约为200cm3·cm-2·min-1。再经溶胶-凝胶涂敷法,在此载体上沉积TiO2薄膜,其孔径约为10... 详细信息

采用浆料涂敷法,将纳米不锈钢粉末沉积在多孔不锈钢载体上,形成孔径依次减小的微孔不锈钢载体,其孔径约为200nm。在压差为0．1 MPa时,其干空气渗透率约为200cm3·cm-2·min-1。再经溶胶-凝胶涂敷法,在此载体上沉积TiO2薄膜,其孔径约为100nm,此时的干空气渗透率,在压差为0．1MPa时,约为100cm3·cm-2·min-1。最后经化学镀技术,得到表面较光洁、合金化较完全的钯银合金膜,该膜在压差为0．1MPa、温度为300℃时的渗氢速率在标准状态下达35cm3·cm-2·min-1,氢氦分离因子达500。

关键词：氢纯化多孔不锈钢溶胶-凝胶法,化学镀

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多孔不锈钢的制备及其在注塑模具中的应用

材料科学与工程学报 2017年第5期35卷 796-800页

作者：杨翔鹏王霏张际亮吴树海黄亦斌顾永华江开勇华侨大学福建省特种能场制造重点实验室厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021

通过凝胶注模与微波烧结方法制备多孔不锈钢,研究粉末固相含量对浆料和生坯性能的影响,比较冷冻干燥与传统干燥的效果,对比本文制备的多孔不锈钢与PM35多孔模具钢的内部孔隙与宏观性能,并将其用于注塑模型芯。实验结果表明:粉末固相含量... 详细信息

通过凝胶注模与微波烧结方法制备多孔不锈钢,研究粉末固相含量对浆料和生坯性能的影响,比较冷冻干燥与传统干燥的效果,对比本文制备的多孔不锈钢与PM35多孔模具钢的内部孔隙与宏观性能,并将其用于注塑模型芯。实验结果表明:粉末固相含量为56%时,浆料流动性好,生坯强度高;与传统干燥方法相比,冷冻干燥后的生坯收缩更均匀,不易产生裂纹;与PM35多孔模具钢相比,本文制备的多孔不锈钢具有相近的孔隙形貌、孔隙率、平均孔径和透气率;利用多孔不锈钢型芯制作的注塑件表面粗糙度可达Ra1.1。凝胶注模与微波烧结法制备的多孔不锈钢可以很好地解决困气问题,同时保证注塑件的表面质量,简化模具结构,降低生产成本。

关键词：多孔不锈钢注塑模具困气问题凝胶注模微波烧结

多孔不锈钢基铁氧化物膜对水溶液中Cr（Ⅵ）的去除性能研究

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多孔不锈钢基铁氧化物膜对水溶液中Cr（Ⅵ）的去除性能研究

作者：史茂敏西北农林科技大学

学位级别：硕士

Cr（VI）是水体主要的重金属污染之一,长期饮用Cr（VI）污染水对人体有致癌、致突变和致畸变性。传统Cr（VI）去除方法存在易产生二次污染、预处理复杂及成本高等缺点。新型纳米材料虽具有很高的吸附效率,但存在未知风险。基于无机膜吸... 详细信息

Cr（VI）是水体主要的重金属污染之一,长期饮用Cr（VI）污染水对人体有致癌、致突变和致畸变性。传统Cr（VI）去除方法存在易产生二次污染、预处理复杂及成本高等缺点。新型纳米材料虽具有很高的吸附效率,但存在未知风险。基于无机膜吸附重金属是一种新型重金属去除技术。本研究以316L多孔不锈钢管为材料,通过原位氧化法在其表面制备了原位铁氧化物膜用以吸附水体重金属,对其制备条件进行了探讨,并对其水溶液中的Cr（VI）吸附性能进行了研究。论文的主要结论如下:1.于不同条件下对316L多孔不锈钢基体进行了烧结,得到了不同的原位氧化铁氧化物膜。在空气中一段式烧结,可获得多孔不锈钢基原位氧化Fe2O3膜,在空气-氮气中两段式烧结且换气氛温度为400℃时,可获得多孔不锈钢基原位氧化Fe3O4膜,Fe3O4在膜表面以细小颗粒均匀分布;原位氧化Fe3O4膜具有更好的Cr（VI）吸附性能、化学稳定性和机械强度;其等电点为pH8.08。2.将原位氧化Fe3O4膜与溶胶–凝胶法制备的Fe3O4膜对Cr（VI）的吸附性能进行了对比,结果表明,在不同Cr（VI）初始浓度下及不同酸调节吸附液pH时,原位氧化Fe3O4膜对Cr（VI）的吸附能力均优于溶胶–凝胶法获得的Fe3O4膜。3.对原位氧化Fe3O4膜的Cr（VI）吸附性能进行了详细探讨,结果表明,当Cr（VI）初始质量浓度为5mg/L,初始pH值为4.0时吸附百分率达到了100%;吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型;且吸附机制主要以静电吸附为主,化学吸附为辅。4.采用0.1mol/L的Na2SO4与NaOH混合溶液（pH13）进行洗脱,得到的洗脱率为60–70%。

关键词：重金属无机膜磁铁矿吸附 Cr（VI）多孔不锈钢氧化