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铁基二元合金凝固细化中溶质的生长抑制作用

稀有金属 2020年第8期44卷 886-890页

作者：计云萍任慧平彭军齐建波瞿伟内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 上海大学材料科学与工程学院上海200072 内蒙古自治区新金属材料重点实验室内蒙古包头014010

生长抑制作用是指在合金凝固过程中,由于溶质原子在固相和液相中重新分配而造成溶质原子在固-液界面的富集或贫化,从而使固相生长速度减小,晶粒细化的现象。生长抑制参数(β值)综合考虑了溶质本身、溶质含量和凝固条件的影响,是一个新... 详细信息

生长抑制作用是指在合金凝固过程中,由于溶质原子在固相和液相中重新分配而造成溶质原子在固-液界面的富集或贫化,从而使固相生长速度减小,晶粒细化的现象。生长抑制参数(β值)综合考虑了溶质本身、溶质含量和凝固条件的影响,是一个新的定量描述溶质生长抑制作用的参数。针对铁基二元合金,通过计算典型的稀有金属Ti,Zr,V,Nb,稀土元素La,Ce,Y及非金属C,N,Si,B溶质的β值,探讨了铁基二元合金中溶质的生长抑制作用。结果表明,所考查的溶质中,生长抑制参数β值由大到小的顺序依次为:B>C>N>Y>Ce>La>Ti>Zr>Nb>Si>V,溶质的生长抑制作用由大到小也是这个顺序。理论上可以推断,对于钢的凝固细化,B的生长抑制作用贡献最大;当溶质的量足够时,N,Ti,Zr也可以发挥较好的生长抑制作用。

关键词：铁基二元合金凝固晶粒细化溶质生长抑制参数β

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白云鄂博稀土焙烧矿浸出动力学研究

稀有金属 2020年第2期44卷 178-185页

作者：耿金龙李梅张栋梁高凯徐伟王慧惠内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点试验室内蒙古包头014010

以白云鄂博高品位稀土精矿为研究对象,对稀土精矿进行NaOH-Na2CO3焙烧,详细研究了焙烧矿中稀土在盐酸浸出过程中的化学与物理机制,分析动力学相关影响因素,确定了动力学浸出模型;结果表明:当HCl浓度4.0 mol·L-1,液固比(L/S) 4.5∶1.0,... 详细信息

以白云鄂博高品位稀土精矿为研究对象,对稀土精矿进行NaOH-Na2CO3焙烧,详细研究了焙烧矿中稀土在盐酸浸出过程中的化学与物理机制,分析动力学相关影响因素,确定了动力学浸出模型;结果表明:当HCl浓度4.0 mol·L-1,液固比(L/S) 4.5∶1.0,搅拌速度250 r·min-1,浸出温度90℃,酸浸时间为25 min时,稀土浸出率为93.2%,盐酸浓度和浸出温度为化学反应过程主要影响因素。根据扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果:稀土精矿与焙烧助剂NaOH-Na2CO3在660℃焙烧90 min,矿物中氟碳铈矿和独居石分解为稀土氧化物, Ce(III)被氧化为Ce(IV),焙烧矿盐酸浸出残渣中有少量未分解REPO4和残留的CaF2。计算出稀土元素表观活化能为37.52 kJ·mol-1, HCl浓度和液固比反应级数分别为2.446和2.226;根据焙烧矿中稀土浸出动力学相关试验数据推导出浸出模型为一种收缩核模型变体,化学反应过程受产物层界面传质和扩散共同作用。

关键词：表观活化能高品位稀土焙烧矿动力学

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铈对无取向硅钢再结晶组织及织构的影响

稀土 2015年第2期36卷 78-81页

作者：师彩娟任慧平金自力董梦瑶高鹏越内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010

以无取向硅钢为研究对象,在实验室制备添加0.002%(质量分数)铈和不添加铈的两种实验钢。采用光学显微镜观察了再结晶组织并采用imagetool统计了再结晶晶粒尺寸,采用XRD分析了试样的再结晶织构。结果表明,铈阻碍了无取向硅钢的再结晶过... 详细信息

以无取向硅钢为研究对象,在实验室制备添加0.002%(质量分数)铈和不添加铈的两种实验钢。采用光学显微镜观察了再结晶组织并采用imagetool统计了再结晶晶粒尺寸,采用XRD分析了试样的再结晶织构。结果表明,铈阻碍了无取向硅钢的再结晶过程。铈的加入使无取向硅钢的最终晶粒尺寸增大,不加铈的试样平均晶粒尺寸为13.74μm,而加铈的试样为18.38μm。加入铈后无取向硅钢退火再结晶织构类型变化不大,整体密度水平下降,{111}再结晶织构组分强度降低。

关键词：无取向硅钢铈再结晶

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稀土尾矿泡沫陶瓷用于催化低浓度甲烷燃烧

稀土 2021年第4期42卷 35-44页

作者：赵然田子晨赵增武武文斐内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学内蒙古自治区稀土二次资源可持续利用工程技术研究中心内蒙古包头014010

为了探究白云鄂博尾矿中甲烷催化燃烧机理,采用有机泡沫浸渍法成功制备出泡沫陶瓷材料,以聚氨酯海绵为模板,稀土尾矿和添加剂(羧甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、硅溶胶等)为浆料,玻璃板挤压成型并950℃烧结可制得泡沫陶瓷催化剂;利用XRD... 详细信息

为了探究白云鄂博尾矿中甲烷催化燃烧机理,采用有机泡沫浸渍法成功制备出泡沫陶瓷材料,以聚氨酯海绵为模板,稀土尾矿和添加剂(羧甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、硅溶胶等)为浆料,玻璃板挤压成型并950℃烧结可制得泡沫陶瓷催化剂;利用XRD、SEM、H2-TPR、XPS等测试手段,研究泡沫陶瓷的形貌、价态及氧化还原等物理化学性质。研究结果表明,与粉末状的原矿相比,制备成多孔陶瓷结构的催化剂起燃温度(T10)和完全转化温度(T90)分别为478.1℃和710.1℃,催化活性高于稀土原尾矿和950℃焙烧尾矿,因为焙烧成型的催化剂形成磷灰石相和硅酸盐相,且表面和内部产生很多孔,比表面积较大;XPS显示泡沫陶瓷氧空位浓度和表面吸附氧的浓度较高,所以表现出较高的催化活性。所制备的泡沫陶瓷制造工艺简单且制备成本低,为白云鄂博稀土尾矿二次资源绿色再利用提供一条可行的途径。

关键词：泡沫陶瓷稀土尾矿低浓度甲烷催化燃烧

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Ce对取向硅钢高温退火组织及织构的影响

稀土 2015年第1期36卷 59-63页

作者：高鹏越任慧平金自力刘丽珍师彩娟董梦瑶内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010

针对Ce对取向硅钢高温退火后组织、织构及第二相的影响进行了探究,在实验室利用真空电弧炉熔炼了不同Ce含量的取向硅钢试样,并模拟了取向硅钢热轧、常化、冷轧、脱碳退火、高温退火。观察并测定了高温退火后组织、织构以及抑制剂的溶解... 详细信息

针对Ce对取向硅钢高温退火后组织、织构及第二相的影响进行了探究,在实验室利用真空电弧炉熔炼了不同Ce含量的取向硅钢试样,并模拟了取向硅钢热轧、常化、冷轧、脱碳退火、高温退火。观察并测定了高温退火后组织、织构以及抑制剂的溶解和团聚情况。结果表明,添加适量Ce有利于高温退火过程中形成尺寸较大的晶粒;高温退火过程中Ce化合物并未发生溶解,而是粗化长大,形成尺寸为0.3μm^2μm的第二相;添加适量Ce有利于提高高温退火后整体的织构密度水平。

关键词：取向硅钢 Ce 高温退火第二相

直接还原-渣金熔分法富集白云鄂博西矿铁精矿粉中的稀土

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稀土 2015年第6期36卷 101-105页

作者：姜银举赵增武董小明安文虎内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

采用直接还原-渣金熔分法处理白云鄂博矿西矿铁精矿粉,进行了反应罐直接还原条件实验,对于渣金熔分后脉石形成的熔渣,分析了其化学成分,测定了其物相结构、溶化温度,考察了熔渣的微观形貌和组成,探索了熔渣中稀土的富集情况。研究结果表... 详细信息

采用直接还原-渣金熔分法处理白云鄂博矿西矿铁精矿粉,进行了反应罐直接还原条件实验,对于渣金熔分后脉石形成的熔渣,分析了其化学成分,测定了其物相结构、溶化温度,考察了熔渣的微观形貌和组成,探索了熔渣中稀土的富集情况。研究结果表明,熔渣的软化点温度为1350℃,熔化温度大于1500℃;熔渣中稀土元素得到明显富集,且稀土以氧化铈物相优先结晶析出,在稀土富集区中,稀土氧化物含量在42%左右。

关键词：白云鄂博矿直接还原熔渣稀土富集

添加剂对无水硫酸钙晶须生长的影响及分子动力学模拟

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硅酸盐通报 2023年第7期42卷 2551-2562页

作者：秦思成吴锦绣齐源昊柳召刚胡艳宏冯福山李健飞张晓伟内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 内蒙古自治区高校稀土现代冶金新技术与应用重点实验室包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室包头014010

以硫酸铵废水为原料,采用水热法制备了无水硫酸钙晶须(CSW)。首先研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和不同聚合度的聚乙二醇(PEG)对CSW生长行为的影响。然后用Materials Studio 2020软件对SDBS吸附在CSW表面进行分子动力学模拟,计算得到各... 详细信息

以硫酸铵废水为原料,采用水热法制备了无水硫酸钙晶须(CSW)。首先研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和不同聚合度的聚乙二醇(PEG)对CSW生长行为的影响。然后用Materials Studio 2020软件对SDBS吸附在CSW表面进行分子动力学模拟,计算得到各晶面吸附能。结果表明,产物均为正交晶系的CSW。未加添加剂制备出的CSW平均长度为65.27μm,长径比为40,但表面粗糙,分布不均匀。加入4%(质量分数)SDBS制备出的CSW形貌最优,分布均匀,表面光滑且均为针状,平均长度为136μm,长径比为62。SDBS能促进CSW以螺旋位错的形式沿轴向生长,提高CSW长径比。

关键词：硫酸铵废水水热法无水硫酸钙晶须添加剂分子动力学模拟吸附能

基于CSP工艺稀土冷轧钢板退火过程中第二相析出对组织织构及演变的影响

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稀土 2015年第4期36卷 44-50页

作者：瞿伟金自力任慧平罗婵鞠芳孙开宇内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室省部共建国家重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014010

在实验室模拟了某钢厂罩式退火工艺,利用金相显微镜、洛氏硬度计、XRD衍射仪和透射电镜研究了稀土低碳钢冷轧板第二相粒子的析出行为对组织织构演变的影响。退火后成品板为饼形晶粒,退火过程中{001}织构逐渐减弱,{111}织构逐渐增强且在... 详细信息

在实验室模拟了某钢厂罩式退火工艺,利用金相显微镜、洛氏硬度计、XRD衍射仪和透射电镜研究了稀土低碳钢冷轧板第二相粒子的析出行为对组织织构演变的影响。退火后成品板为饼形晶粒,退火过程中{001}织构逐渐减弱,{111}织构逐渐增强且在成品板中保留一定量的{112}织构。退火过程中有Fe3C析出且对组织织构演变影响较小,稀土元素在650℃时依附于Fe3C上析出,起到了稀土元素的微合金化作用,Al N在600℃以上析出,促使再结晶晶粒定向长大对饼形晶粒的形成有重要的作用,热力学及动力学计算表明退火过程中Mn S没有析出,其对组织织构演变影响极小。

关键词： CSP 稀土低碳钢冷轧板组织织构第二相析出

制备方法与Ce^(3+)对二水硫酸钙晶须形貌的影响

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人工晶体学报 2023年第9期52卷 1720-1729页

作者：吴锦绣秦思成牛小超齐源昊柳召刚胡艳宏冯福山李健飞张晓伟内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010 内蒙古自治区高校稀土现代冶金新技术与应用重点实验室包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室包头014010

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响,并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料,CeCl_(3)·7H_(2)O为铈源,探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和... 详细信息

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响,并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料,CeCl_(3)·7H_(2)O为铈源,探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明:采用微波法可以制备高长径比的CSW,其平均长度为263μm,平均长径比为39.50。Ce^(3+)以原子置换的形式进入CSW,对晶须的晶体结构不产生影响,但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce^(3+)能够促进晶须向一维生长,使得CSW的长径比显著增加,而过量的Ce^(3+)会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce,同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性,这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。

关键词：稀土铈稀土石膏硫酸钙晶须微波法长径比荧光性能

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