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基于氟硅混酸制备稀土抛光粉及其抛光性能研究

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 261-267,I0003页

作者：范娜陈传东于健飞胡群岳帅军赵思远刘杨包头稀土研究院稀土冶金及功能材料国家工程研究中心内蒙古包头014030

以碳酸镧铈为前驱体,HF酸、氟硅混酸为氟源氟化、高温焙烧、球磨的方法制备含氟铈基稀土抛光粉。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、粒度分析仪、激光共聚焦显微镜等检测手段对不同氟源铈基稀土抛光粉进行表征。结果表明... 详细信息

以碳酸镧铈为前驱体,HF酸、氟硅混酸为氟源氟化、高温焙烧、球磨的方法制备含氟铈基稀土抛光粉。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、粒度分析仪、激光共聚焦显微镜等检测手段对不同氟源铈基稀土抛光粉进行表征。结果表明,HF酸和氟硅混酸氟化后的铈基稀土抛光粉物相组成相同,均出现CeO_(2),LaOF和LaF_(3)衍射峰;氟化后两种抛光粉的形貌均发生明显变化,HF酸氟化后的抛光粉颗粒成型较好,一次颗粒平均粒径约113nm,氟硅混酸氟化后,出现球形颗粒,一次颗粒平均粒径约90nm,比HF酸氟化的铈基稀土抛光粉粒径小,球形度较好。HF酸和氟硅混酸氟化的铈基稀土抛光粉4次抛光的磨削率基本保持不变,抛光后的K9玻璃250μm×250μm表面粗糙度分别为84.54和81.85nm,两种抛光粉抛光后的表面粗糙度相差较小。

关键词： HF酸氟硅混酸含氟抛光粉抛光性能

含二苯甲酮结构的稀土配合物对PVC光稳定性能的影响

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中国稀土学报 2024年第1期42卷 160-167,I0005页

作者：黄旭博柳召刚杜桂芳陈明光胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014010

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、2-苯甲酰苯甲酸镧(L... 详细信息

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、2-苯甲酰苯甲酸镧(LBA)及三元复合稳定剂对PVC光稳定性能的影响。结果表明:添加含LBP和含LBA的两种三元复合稳定剂(LBP∶ZnSt_(2)∶PE=2∶1∶2,LBA∶ZnSt_(2)∶PE=1∶1∶3)的PVC片材,人工紫外老化10 d后,失重率分别为2.7%和6.2%,自然光老化35 d后,拉伸强度保留率分别为87.6%和81.8%,复合稳定剂提高PVC的光稳定性能最佳。稀土稳定剂可以吸收PVC降解产生的氯化氢,降低氯化氢的浓度,从而减弱氯化氢对PVC降解的催化作用,抑制PVC脱去HCl形成双键,防止双键在氧作用下,形成过氧化物生成羰基化合物。

关键词：聚氯乙烯热稳定剂光稳定剂二苯甲酮结构稀土

钙镧类水滑石的合成及对PVC热稳定性能的影响

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中国稀土学报 2024年第2期42卷 339-348,I0005页

作者：杜桂芳赵金钢柳召刚陈明光黄旭博杨羽轩胡艳宏吴锦绣内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014010

用水热法制备了钙镧类水滑石(Ca-La-LDHs),研究了阳离子配比、水热时间和水热温度对Ca-La-LDHs的结构及PVC热稳定性能的影响,得到最佳的合成条件为:n(Ca^(2+)):n(La^(3+))=3:1,水热温度170℃,水热时间8h,并对最佳条件产物进行了XRD及红... 详细信息

用水热法制备了钙镧类水滑石(Ca-La-LDHs),研究了阳离子配比、水热时间和水热温度对Ca-La-LDHs的结构及PVC热稳定性能的影响,得到最佳的合成条件为:n(Ca^(2+)):n(La^(3+))=3:1,水热温度170℃,水热时间8h,并对最佳条件产物进行了XRD及红外光谱、热分析、SEM表征。通过刚果红实验、高温老化实验、转矩流变实验、拉伸实验和电导率实验,研究了Ca-La-LDHs对PVC的热稳定性能、塑化性能及力学性能的影响,结果表明,钙镧类水滑石能显著提升PVC的热稳定性能,其静态热稳定时间为87min。Ca-La-LDHs样品降低了平衡转矩,提升了动态热稳定时间,显著延缓了PVC释放HCl的速率,从而提升了动态热稳定性。Ca-La-LDHs提升了PVC板材的抗拉强度和断裂伸长率。Ca-La-LDHs热稳定剂阻碍了PVC中的C-Cl和C-H键的断裂,抑制HCl和C=C键的生成,减少了HCl对PVC降解的进一步催化。

关键词：镧类水滑石聚氯乙烯热稳定性能

混料方式对钕铁硼磁粉的流动性和磁体性能的影响

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中国稀土学报 2024年第4期42卷 712-718,I0003页

作者：张茂彩崔红兵王誉那世航程岩艾静雯蒙丽娟辛博包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古稀土功能材料创新中心有限责任公司内蒙古包头014030

通过对气流磨制得的钕铁硼磁粉进行粉体表面改性,利用传统三维混料机及高速剪切混料机进行粉体加工改性,研究了不同混料方式对钕铁硼磁粉的流动性、粒度分布、微观结构以及磁体性能的影响。经高速剪切混料设备改性的钕铁硼磁粉的松装密... 详细信息

通过对气流磨制得的钕铁硼磁粉进行粉体表面改性,利用传统三维混料机及高速剪切混料机进行粉体加工改性,研究了不同混料方式对钕铁硼磁粉的流动性、粒度分布、微观结构以及磁体性能的影响。经高速剪切混料设备改性的钕铁硼磁粉的松装密度达到1.8114 g·cm^(-3),振实密度达到3.7685 g·cm^(-3)。将改性磁粉经取向、等静压成型、烧结制备的钕铁硼磁体性能达到:B_(r)=14.23 kGs,H_(cj)=13.29 kOe,(BH)_(max)=49.42 MGOe。结果表明:改变混料方式能有效缩短混料时间,提升磁体性能,提高生产效率,节约时间成本。

关键词：振实密度钕铁硼磁粉微观结构表面改性

Ca^(2+)影响辛基异羟肟酸浮选独居石的FTIR、XPS研究

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光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2959-2967页

作者：刘荣祥杨占峰李解曹钊李强李计川内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 包头稀土研究院内蒙古包头014060 内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古包头014010

独居石浮选体系中往往有方解石、萤石、白云石等大量的伴生矿,而这些伴生矿在独居石矿中会解离出大量的Ca^(2+),而Ca^(2+)往往会影响矿浆浮选环境。为此,通过Ca^(2+)的溶液化学计算、独居石浮选试验,以及浮选条件下作用的独居石表面红... 详细信息

独居石浮选体系中往往有方解石、萤石、白云石等大量的伴生矿,而这些伴生矿在独居石矿中会解离出大量的Ca^(2+),而Ca^(2+)往往会影响矿浆浮选环境。为此,通过Ca^(2+)的溶液化学计算、独居石浮选试验,以及浮选条件下作用的独居石表面红外光谱分析(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS),分析研究Ca^(2+)的影响。Ca^(2+)的溶液化学计算显示,在水溶液中,随着pH值的升高,Ca^(2+)分别以离子态、羟基络合物和氢氧化合物的形式存在,当pH值在7~8之间,优势组分为Ca^(2+)和Ca(OH)^(+)。独居石浮选结果表明,不添加Ca^(2+)时,捕收剂OHA不能充分的浮选独居石,回收率为75.37%;而在pH为8±0.5,加入3×10^(-4)mol·L^(-1)的Ca^(2+)剂量,可显著的提高OHA对独居石的浮选性能,回收率达到96.48%。由溶液化学计算可知,Ca(OH)+是活化独居石的优势组分;Ca^(2+)剂量大于3×10^(-4)mol·L^(-1)时浮选回收率下降幅度较大,说明Ca^(2+)剂量的进一步增加,反而抑制独居石浮选,只有一定剂量的Ca^(2+)有效的促进独居石浮选,这可能归因于Ca^(2+)剂量消耗了OHA的浓度,进而影响独居石的浮选。红外光谱分析表明,在Ca^(2+)的作用下,光谱中出现两个关键性的新峰,其一为1454 cm^(-1)处的N—O—H弯曲振动峰,其二为880 cm^(-1)处的O—N拉伸振动峰,而在2974和2928 cm^(-1)的有机峰—CH_(3)和—CH_(2)—峰明显增强,这些基团的出现表明发生了化学吸附且吸附强度大于纯独居石吸附OHA的效果。XPS分析表明,仅使用OHA吸附独居石,独居石表面的N元素相对含量较低,为0.61%,而Ca^(2+)处理后的独居石,OHA吸附独居石时,独居石表面的N元素相对含量较高,达到2.36,由此可以得出,Ca^(2+)会促进OHA吸附到独居石表面。从分峰拟合中可以看出,添加Ca^(2+)在独居石的解理面上氧原子与Ca(OH)^(+)反应形成O—Ca—OH基团,可以作为吸附OHA的新吸附位点,同时独居石的铈原子与OHA上的两个氧原子形成五元螯合物也作吸附位点,得出独居石表面可以有两个吸附位点,独居石表面的Ca和Ce原子的活性位点都能吸附OHA,有利于OHA在独居石表面吸附,形成更均匀更致密的OHA疏水吸附层,这就是Ca^(2+)在OHA浮选独居石的性能得到改善的原因。这项研究有助于丰富矿浆中金属离子的活化理论,也证实了有效的矿物浮选分离不仅仅依赖于捕收剂-矿物相互作用的强度,而在很大程度上依赖于浮选溶液的化学性质。利用或者控制表面反应是开发一种更高效、更经济的浮选工艺的主要技术手段。

关键词：独居石浮选辛基异羟肟酸钙离子红外光谱分峰拟合

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Gd-La-Al合金的微观结构与磁热效应

中国稀土学报 2024年第1期42卷 62-69,I0003页

作者：高磊戴默涵程娟刘翠兰王鹏宇李兆杰包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030

以Gd_(3-x)La_(x)Al_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)磁制冷材料为研究对象,系统分析了合金的相组成、微观组织及磁热性能。结果表明,Gd_(3-x)La_(x)Al_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金均由Gd_(3)Al_(2)相、GdAl相、Gd_(2)Al相组成。La原子主要分布于Gd_(2)Al相,且La元素的添加具有调控Gd Al相形貌的作用。对M-T曲线求一阶导数可得,Gd_(3-x)La_(x)Al_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的居里温度T_(C)随La含量的增加呈逐渐降低的趋势,分别为275,267,261,252 K,适用于近室温领域的制冷。利用Landau理论,分析了Gd_(3-x)La_(x)Al_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金的磁相变特征。分析拟合结果可知,Gd_(3-x)La_(x)Al_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)合金在居里温度T_(C)附近发生二级磁相变。0~2 T磁场下Gd_(3)Al_(2)合金的最大等温磁熵变(ΔS_(M))^(max)为3.05 J·kg^(-1)·K^(-1),最大绝热温变(ΔT_(ad))^(max)为2.12 K,表现出良好的磁热性能。

关键词：磁制冷材料微观组织磁相变磁热性能稀土

双主相混合稀土基RE-Fe-B磁体的磁性能和抗腐蚀性改进

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 660-666页

作者：连昕丽周建军李仕林赵院红王长鹏王印刘飞章明左建华白锁刘艳丽李柱柏李永峰内蒙古科技大学理学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 中科院赣江创新研究院江西赣州341000

为了实现稀土资源的平衡应用且降低RE-Fe-B稀土永磁材料的价格,针对混合稀土基永磁材料进行研究,分别采用单、双主相工艺制备了名义成分[(Pr,Nd)_(1-x)MM_(x)]30.3(Fe,Co)balM_(0.73)B_(0.98)(x=0.3,0.5和0.7,质量分数)的磁体,对比研究... 详细信息

为了实现稀土资源的平衡应用且降低RE-Fe-B稀土永磁材料的价格,针对混合稀土基永磁材料进行研究,分别采用单、双主相工艺制备了名义成分[(Pr,Nd)_(1-x)MM_(x)]30.3(Fe,Co)balM_(0.73)B_(0.98)(x=0.3,0.5和0.7,质量分数)的磁体,对比研究其磁性能和抗腐蚀性。研究发现:双主相工艺制备的磁体相比单主相工艺制备的同成分磁体展现了优越的磁性能和抗腐蚀性。当x=0.5,双主相磁体的磁性能为B_(r)=1.308 T,H_(cj)=799.98 kA/m和(BH)_(max)=325.6436 kJ/m^(3),远高于同成分的单主相磁体的性能(B_(r)=1.297 T,H_(cj)=746.8868 kA/m和(BH)_(max)=317.8428 kJ/m^(3))。这种改进源于富稀土相分布的改进以及主相晶粒间和晶粒内部耦合作用的增强。当双主相磁体暴露在湿热环境下时,磁体中不仅存在富稀土相腐蚀,也存在主相晶粒的腐蚀成粉现象,这主要是由于富稀土相与水蒸气和氧气反应时产生氢气,导致主相晶粒被氢化,由于主相晶粒间和晶粒内部的镧铈分布差异,产生大的应力,导致其表现出区别于单主相磁体的腐蚀行为。

关键词：混合稀土双主相工艺磁性能抗腐蚀性稀土的非均匀分布

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稀土合金扩散烧结钕铁硼磁体研究进展

材料导报 2024年第16期38卷 160-167页

作者：鲁飞刘树峰李慧张帅赵娜娜李飞尹高天包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 稀土冶金及功能材料国家工程研究中心内蒙古包头014030

晶界扩散重稀土技术是制备高性能、低成本烧结钕铁硼永磁材料行之有效的方法,引起业内广泛关注并已实现产业化应用。本文综述了稀土合金扩散烧结钕铁硼磁体研究发展现状,重点阐述了合金扩散源在扩散磁体晶界结构优化及性能提升效果方面... 详细信息

晶界扩散重稀土技术是制备高性能、低成本烧结钕铁硼永磁材料行之有效的方法,引起业内广泛关注并已实现产业化应用。本文综述了稀土合金扩散烧结钕铁硼磁体研究发展现状,重点阐述了合金扩散源在扩散磁体晶界结构优化及性能提升效果方面的技术优势,指出了磁控溅射技术在扩散磁体后处理加工方面的应用优势,同时对扩散磁体目前存在的主要问题和未来发展趋势进行了总结和展望。

关键词：稀土合金晶界扩散钕铁硼矫顽力

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微山稀土精矿钙与稀土的浸出及动力学研究

中国稀土学报 2024年第2期42卷 284-293,I0004页

作者：郑万波许延辉戈鑫鑫关卫华李裕马升峰包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古大学化学化工学院内蒙古呼和浩特010021

微山稀土精矿主流冶炼工艺采用氧化焙烧-盐酸浸出-碱转优溶法提取矿物中的稀土,因"三废问题严重且生产成本较高,需加以改进以满足国家"双碳"战略的实施。本文以山东微山41.28%品位稀土精矿作为原料,提出使用盐酸优先浸出杂质钙,使稀土... 详细信息

微山稀土精矿主流冶炼工艺采用氧化焙烧-盐酸浸出-碱转优溶法提取矿物中的稀土,因"三废问题严重且生产成本较高,需加以改进以满足国家"双碳"战略的实施。本文以山东微山41.28%品位稀土精矿作为原料,提出使用盐酸优先浸出杂质钙,使稀土进一步富集的新工艺。通过不同条件对钙和稀土浸出影响的研究,得到较优的浸出条件:在浸出温度为90℃,起始酸度2mol·L^(-1),酸矿比为5mL·g^(-1)条件下,钙元素的浸出率可达到89.4%,稀土浸出率为12.13%。使用核收缩模型对酸浸过程中的钙与稀土的浸出动力学进行研究,结果表明:浸出过程中钙由化学反应和扩散混合控制,而稀土由内扩散控制。钙与稀土的浸出表观活化能分别为14.0628和6.1460kJ·mol^(-1)。

关键词：微山稀土精矿盐酸浸出氟碳铈矿钙动力学