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硫酸化焙烧——水浸法从镍精矿中同步提取金属及矿相转化

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 1003-1015页

作者：杜守明牟文宁李丽莹石树正陈欢欢雷雪飞郭瑞罗绍华王乐东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院秦皇岛066004 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院河北省电介质与电解质功能材料重点实验室秦皇岛066004 秦皇岛市资源清洁转化与高效利用重点实验室秦皇岛066004 华北理工大学冶金与能源学院唐山063210

提出低温NH_(4)HSO_(4)焙烧—水浸工艺从金川镍精矿中同步提取Ni、Cu和Co,并系统研究硫酸化焙烧和水浸出过程中一些因素对金属提取的影响。结果表明,在优化的焙烧和水浸条件下,95.7%Ni、98.9%Cu和96.8%Co被提取。利用TG-DTA、XRD、SEM和... 详细信息

提出低温NH_(4)HSO_(4)焙烧—水浸工艺从金川镍精矿中同步提取Ni、Cu和Co,并系统研究硫酸化焙烧和水浸出过程中一些因素对金属提取的影响。结果表明,在优化的焙烧和水浸条件下,95.7%Ni、98.9%Cu和96.8%Co被提取。利用TG-DTA、XRD、SEM和EDS等手段分析矿相的转化机理,在NH_(4)HSO_(4)及其分解的SO_(3)和NH3的硫酸化反应下,有价金属被转化为水溶性金属—铵配合物从而得到有效的提取。通过提高浸出温度使铁离子与铵离子结合形成NH_(4)[Fe_(3)(SO_(4))_(2)(OH)_(6)]沉淀可除去浸出液中的杂质铁。在焙烧过程中收集的挥发物为(NH_(4))_(2)SO_(4)和(NH_(4))_(2)SO_(3),可用作硫酸化焙烧的试剂。

关键词：镍精矿 NH_(4)HSO_(4)焙烧同步提取水浸出矿相转化

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电沉积制备氢氧化镁多物理场的数值模拟

东北大学学报（自然科学版） 2024年第5期45卷 652-659,689页

作者：左晋松狄跃忠耿佃桥东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

为了优化电沉积法制备片状氢氧化镁的工艺,采用多物理场耦合方法,对电沉积制备氢氧化镁的过程进行了二维非稳态数值模拟.得到了不同极板间距和极板放置深度下的槽电压、电流密度、电解质流场和气体分布情况,分析了极板参数对电解槽工作... 详细信息

为了优化电沉积法制备片状氢氧化镁的工艺,采用多物理场耦合方法,对电沉积制备氢氧化镁的过程进行了二维非稳态数值模拟.得到了不同极板间距和极板放置深度下的槽电压、电流密度、电解质流场和气体分布情况,分析了极板参数对电解槽工作过程中电场与流场的影响.研究结果表明,减小极板放置深度会使槽电压降低,但较小的极板放置深度会导致槽内电解质流动性变差,不利于反应的进行.减小极板间距可以增大极板间电解液流速、加强传质、降低槽电压,但同时会导致极板上反应均匀性变差.为了保证电解质流速更快、槽电压更低、电流分布更均匀,应尽量加深极板放置深度,并适当调整极板间距.

关键词：电沉积多物理场氢氧化镁数值模拟

硼酸碳热还原-渗硅反应烧结制备碳化硼陶瓷复合材料

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无机材料学报 2024年第6期39卷 707-714页

作者：郑雅雯张翠萍张瑞杰夏乾茹红强东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

碳化硼性能优良,应用广泛,但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题,本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料,无需进行破碎提纯,通过渗硅反应烧结制备碳化硼复合材料,所得材料性能与以市售碳化硼粉... 详细信息

碳化硼性能优良,应用广泛,但制备成本较高。为了从源头解决碳化硼陶瓷材料制备成本高的问题,本工作直接以碳热还原法合成的碳化硼-C复合粉体为原料,无需进行破碎提纯,通过渗硅反应烧结制备碳化硼复合材料,所得材料性能与以市售碳化硼粉体为原料制备的材料性能相当,有效降低了其制备成本。主要研究了原料碳硼摩尔比对合成粉体以及碳化硼复合材料物相、显微组织和性能的影响,并探讨了碳化硼陶瓷复合材料的强韧化机理。结果表明:随着碳硼摩尔比增加,合成粉体中碳化硼粉体的碳硼原子比增加,且合成粉体中游离C含量增加;当碳硼摩尔比为2.01时,游离C包覆在碳化硼粉体颗粒表面。复合材料相组成均为B_(12)(C,Si,B)_(3)、SiC和Si,随着碳硼摩尔比的增加,复合材料中碳化硼和游离Si含量降低,SiC含量、大尺寸SiC区域的尺寸、大尺寸SiC区域和纳米SiC颗粒的数量均增加。大尺寸SiC区域的产生会降低材料的强度和韧性,而SiC纳米颗粒的形成有利于提高材料的强度和韧性。当碳硼摩尔比为1.35时,复合材料的抗弯强度和断裂韧性最高,分别为338 MPa和4.06 MPa·m^(1/2)。

关键词：碳化硼碳热还原法渗硅反应烧结碳硼摩尔比显微组织

时效处理对Fe-12Mn-8Al-1C-3Cu轻质钢的组织演变和力学性能的影响

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材料研究学报 2024年第5期38卷 356-364页

作者：刘加晓胡晓丁桦东北大学材料科学与工程学院沈阳110819 东北大学辽宁省轻量化用关键金属结构材料重点实验室沈阳110819

对中锰轻质钢进行不同时间的时效处理,研究了时效时间对其微观组织演变和力学性能的影响。结果表明,时效处理时间对析出物有显著的影响。时效时间短于30 min时,在奥氏体基体内析出大量调幅分解生成的弥散分布的晶内κ’碳化物。随着时... 详细信息

对中锰轻质钢进行不同时间的时效处理,研究了时效时间对其微观组织演变和力学性能的影响。结果表明,时效处理时间对析出物有显著的影响。时效时间短于30 min时,在奥氏体基体内析出大量调幅分解生成的弥散分布的晶内κ’碳化物。随着时效时间的延长,除了在晶内析出κ’碳化物,在晶间也发生共析反应在晶界处形成κ-碳化物,构成(α-铁素体+晶间κ-碳化物)片层组织。晶内κ’碳化物的生成使钢的强度提高,但是晶间κ-碳化物的析出使其塑性显著降低。与长时时效相比,短时时效使钢的强度显著提高,还使其保持较高的伸长率,使其具有更优异的综合力学性能。时效30 min的钢,其抗拉强度为1031 MPa,屈服强度为784 MPa,伸长率为41.08%,强塑积为42.35 GPa·%。

关键词：金属材料轻质钢时效处理组织演变应变硬化位错滑移

相场法模拟溶质对ZK60合金晶粒长大过程中织构演化的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第4期34卷 1110-1122页

作者：宋宇豪王明涛白俊源金剑锋杨培军宗亚平秦高梧东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

建立包含受溶质影响的弹性各向异性及晶界偏析的多尺度三维相场模型,研究溶质原子Ca、Y和Al对ZK60合金在270 MPa压应力及573 K下晶粒生长过程中织构演变的影响。结果表明,添加Ca或Y均可以弱化ZK60的基面织构,而添加Al则会增强织构。添... 详细信息

建立包含受溶质影响的弹性各向异性及晶界偏析的多尺度三维相场模型,研究溶质原子Ca、Y和Al对ZK60合金在270 MPa压应力及573 K下晶粒生长过程中织构演变的影响。结果表明,添加Ca或Y均可以弱化ZK60的基面织构,而添加Al则会增强织构。添加Al后,晶粒尺寸分布与Hillert模型之间的偏差增大,而添加Ca或Y会使偏差减小。与弹性各向异性相比,溶质偏析引起的晶界能变化对织构演化的影响十分有限。揭示的机理对在ZK60合金显微组织设计中采用合适的合金化策略具有重要意义。

关键词：相场模型弹性各向异性溶质偏析织构演化 ZK60合金合金化

Y_(2)O_(3)–MgO纳米复相中红外激光基质材料研究进展

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 1117-1127页

作者：穆浩洁李晓东东北大学材料科学与工程学院材料各向异性与织构教育部重点实验室沈阳110819

采用激光二极管直接泵浦中红外激光材料的激光器具有系统简单、转换效率高及激光光束质量好等优势,受到越来越广泛的关注。目前,常用的激光材料如玻璃、晶体、单相多晶透明陶瓷均存在不足。具有优异的光学、热学及力学性能的纳米复相陶... 详细信息

采用激光二极管直接泵浦中红外激光材料的激光器具有系统简单、转换效率高及激光光束质量好等优势,受到越来越广泛的关注。目前,常用的激光材料如玻璃、晶体、单相多晶透明陶瓷均存在不足。具有优异的光学、热学及力学性能的纳米复相陶瓷成为了中红外激光器的理想激光材料。本文介绍了Y_(2)O_(3)–MgO纳米复相陶瓷的性能,同时概述了其新型的制备方法、性能优化思路以及稀土离子掺杂中红外激光基质材料的研究现状,并对Y_(2)O_(3)–MgO纳米复相陶瓷作为中红外激光基质材料的发展前景做了展望与分析。

关键词：纳米复相陶瓷红外透明中红外激光基质材料

纳米线状α-MnO_(2)电极材料的制备及电催化性能的研究

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功能材料 2024年第8期55卷 8027-8033,8089页

作者：陈健陈庆伦韩宁何立子东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院沈阳110819

以KMnO_(4)和MnCl_(2)·4H_(2)O为原料通过水热法制备出二氧化锰电极材料,利用SEM、XRD观察材料的微观形貌并确定其晶型,通过放电测试和电化学测试研究二氧化锰作为电极材料的ORR电催化性能。研究结果表明,水热反应温度为180℃、KMnO_(4... 详细信息

以KMnO_(4)和MnCl_(2)·4H_(2)O为原料通过水热法制备出二氧化锰电极材料,利用SEM、XRD观察材料的微观形貌并确定其晶型,通过放电测试和电化学测试研究二氧化锰作为电极材料的ORR电催化性能。研究结果表明,水热反应温度为180℃、KMnO_(4)∶MnCl_(2)·4H_(2)O摩尔比为2.5∶1时,能够制得均匀纳米线状的α-MnO_(2),其作为催化剂制备的空气阴极在极化电压为1.0 V时极化电流密度最大,达到76.15 mA/cm^(2),并且具有最小的阻抗,说明氧还原反应阻力最小,在10,20,30,40 mA/cm^(2)电流密度下放电电压分别为1.64,1.49,1.36和1.23 V,放电性能相较于5%铂碳催化剂提升10%左右。

关键词：二氧化锰电催化放电性能空气阴极

稳定化退火温度对5059铝合金冷轧板材组织及性能的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 323-330页

作者：朱庆丰黄建航高扬张恩阁东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学材料先进制备技术教育部工程研究中心辽宁沈阳110819 东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819

对5059铝合金冷轧板材进行了不同温度(125~275℃)保温1 h的稳定化退火处理,研究了稳定退火温度对板材组织性能的影响.研究结果表明:变形量为62.8%冷轧板材的变形组织内形成了穿过多个纤维状晶粒的剪切带;板材经不同温度(150~225℃)保温... 详细信息

对5059铝合金冷轧板材进行了不同温度(125~275℃)保温1 h的稳定化退火处理,研究了稳定退火温度对板材组织性能的影响.研究结果表明:变形量为62.8%冷轧板材的变形组织内形成了穿过多个纤维状晶粒的剪切带;板材经不同温度(150~225℃)保温1 h退火后,沿剪切带析出连续的β相,这些板材在晶间腐蚀过程中沿着剪切带形成了腐蚀沟壑.随着退火温度由125°C升高至275℃,5059铝合金冷轧板材的屈服强度和抗拉强度分别由386,474 MPa降低至301,407 MPa;延伸率则由10.4%升高到18.1%.5059铝合金冷轧板材单位面积内腐蚀量则先由125℃×1 h退火板材的13.7 mg/cm^(2),升至200℃×1 h退火板材的53.8 mg/cm^(2),再逐渐降至275℃×1 h退火板材的4.9 mg/cm^(2).

关键词： 5059铝合金轧制稳定化退火晶间腐蚀拉伸性能

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局部贴敷阻尼层空间管路有限元建模及贴敷位置优化

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振动与冲击 2024年第3期43卷 147-157页

作者：李家鑫王栋孙伟东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819

为了降低处于服役阶段的航空发动机管路的有害振动,描述了一种在管体表面局部贴敷黏弹性阻尼层对管路进行减振的方法,主要包括阻尼层-空间管路系统动力学有限元建模及阻尼层贴敷位置优化。在建模上,基于ANSYS平台建立了满足寻优算法调... 详细信息

为了降低处于服役阶段的航空发动机管路的有害振动,描述了一种在管体表面局部贴敷黏弹性阻尼层对管路进行减振的方法,主要包括阻尼层-空间管路系统动力学有限元建模及阻尼层贴敷位置优化。在建模上,基于ANSYS平台建立了满足寻优算法调用的阻尼层-空间管路参数化有限元模型。同时,整个模型引入了两种阻尼,分别是卡箍的支撑阻尼和黏弹性阻尼层的材料阻尼。在贴敷位置优化方面,创建了以阻尼层贴敷位置为设计变量、以1阶最大共振响应最小为优化目标的优化模型,并给出了采用遗传算法对该优化模型进行求解的流程。最后进行了实例研究,用搭建的贴敷阻尼层空间管路试验系统校验了所创建的阻尼层-空间管路分析模型的合理性。在此基础上,执行了阻尼层位置优化,获得了在可移动范围内使共振响应最小的阻尼层贴敷位置方案,并通过与5种随机方案的数值比较证明了优化结果的合理性。

关键词：黏弹性阻尼层空间管路有限元建模贴敷位置优化遗传算法