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添加真空蒸馏炭渣对炭阳极反应性的影响

工程科学学报 2024年第2期46卷 230-238页

作者：高致远曹晓蒙彭建平李轶斐王耀武狄跃忠东北大学冶金学院沈阳110000

利用真空蒸馏炭渣替代部分煅后焦制作炭阳极可实现炭渣高值资源化,在有效利用真空蒸馏炭渣的同时也有着改善阳极反应性的潜力.但真空蒸馏炭渣的添加量对含炭渣阳极反应性影响,及其对阳极原料的作用机制尚不明确.本文在1200℃,真空度0.5~... 详细信息

利用真空蒸馏炭渣替代部分煅后焦制作炭阳极可实现炭渣高值资源化,在有效利用真空蒸馏炭渣的同时也有着改善阳极反应性的潜力.但真空蒸馏炭渣的添加量对含炭渣阳极反应性影响,及其对阳极原料的作用机制尚不明确.本文在1200℃,真空度0.5~5 Pa的条件下对炭渣真空蒸馏,添加不同含量的真空蒸馏炭渣,与石油焦及沥青复合成含炭渣阳极,对阳极进行反应性检测.采用同步热分析仪(TG-DSC)分析真空蒸馏炭渣对沥青热解过程的影响,采用热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDS)探究真空蒸馏炭渣对石油焦、沥青焦反应性的作用机理.结果表明,随着真空蒸馏炭渣的添加量(质量分数)从3%增加到5%、7%、10%,炭渣对阳极空气反应性(600℃)起抑制作用,对阳极CO_(2)反应性(970℃)起先抑制后催化的作用.添加真空蒸馏炭渣可提高沥青的结焦率,以及沥青焦、石油焦的炭化程度,从而抑制阳极空气反应性(600℃);高温下炭渣中的微量元素对沥青焦气化反应的促进作用,是高含量炭渣催化阳极CO_(2)反应性(970℃)的主要原因.

关键词：炭渣真空蒸馏炭阳极反应性结焦率

加热工艺对难变形高温合金U720Li中γ'相溶解及晶粒长大行为的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2205-2216页

作者：武金江赵广迪姜昊源孙乙轩王博辽宁科技大学材料与冶金学院

变形前的加热工艺对高温合金的热加工性能具有重要影响。本研究通过开展等温加热实验研究了难变形高温合金U720Li中γ'相特征及晶粒组织随加热温度及保温时间的演变行为，进而为改善其热加工性能提供理论指导。为了更准确地描述γ'相和... 详细信息

变形前的加热工艺对高温合金的热加工性能具有重要影响。本研究通过开展等温加热实验研究了难变形高温合金U720Li中γ'相特征及晶粒组织随加热温度及保温时间的演变行为，进而为改善其热加工性能提供理论指导。为了更准确地描述γ'相和晶粒的特征，本实验采用电解腐蚀与化学腐蚀试样相结合的方法开展研究。结果表明，一次γ'的面积分数及尺寸随加热温度的升高及保温时间的延长逐渐减小。细小二次γ'比粗大一次γ'更易溶解，前者在1100℃保温30 min就可完全溶解，而后者在1180℃保温30 min才能完全溶解；一次γ'的不断溶解减弱了其对晶界的钉扎作用，导致合金的平均晶粒尺寸随加热温度升高及保温时间的延长逐渐增大，且在1180℃(高于γ'溶解温度)短时保温就发生了晶粒异常长大现象，形成混晶组织。最后，根据不同加热条件的晶粒长大行为，建立了U720Li合金在1050～1160℃的晶粒长大动力学模型。

关键词： U720Li合金加热工艺 γ'相晶粒长大

氯化钇阳离子膜电解制备Y(OH)_(3)并热处理合成Y_(2)O_(3)

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中国稀土学报 2024年第4期42卷 790-800,I0005页

作者：洑阳成真林胜男徐太宇张峰张廷安东北大学冶金学院辽宁沈阳024110

通过电化学方法制备稀土氧化物在环保和经济上极具优势,阳离子交换膜电解氯化稀土转化技术还未应用于Y_(2)O_(3)的制备过程,对于YCl_(3)转化过程的参数和优化方法仍不清楚。本研究以氯化钇水溶液为原料通过阳离子交换膜电解技术,在阴极... 详细信息

通过电化学方法制备稀土氧化物在环保和经济上极具优势,阳离子交换膜电解氯化稀土转化技术还未应用于Y_(2)O_(3)的制备过程,对于YCl_(3)转化过程的参数和优化方法仍不清楚。本研究以氯化钇水溶液为原料通过阳离子交换膜电解技术,在阴极得到了片层状Y(OH)_(3)沉积物。用DSC-TG,FTIR和XRD研究了Y(OH)_(3)的热分解过程,得到了继承前驱体结构的Y_(2)O_(3)产物。使用SEM和XRD测试了不同极距、阴极钇离子浓度、电流密度、温度对电解产物的晶体和形貌的影响。得到最佳实验条件为:5 cm极距、0.025 mol·L^(-1)阴极钇离子浓度、31.3 mA·cm^(-2)电流密度和55℃电解温度下,产物具有最好的形貌和粒子结构。

关键词：离子交换膜电解 Y(OH)_(3) Y_(2)O_(3) 水溶液电解稀土

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铁酸钙与TiO_(2)的扩散反应特征

东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 193-200页

作者：曹晓舟邵胜琦岳宏瑞东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

钒钛磁铁矿烧结过程中,TiO_(2)会与Fe_(2)O_(3)竞争CaO,抑制铁酸钙(C_(x)F)的形成,进而影响烧结矿品质.通过制备C_(x)F/TiO_(2)扩散偶的方法,直观地研究CaO-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)体系的扩散反应.运用电子探针和X射线衍射分析仪等手段对... 详细信息

钒钛磁铁矿烧结过程中,TiO_(2)会与Fe_(2)O_(3)竞争CaO,抑制铁酸钙(C_(x)F)的形成,进而影响烧结矿品质.通过制备C_(x)F/TiO_(2)扩散偶的方法,直观地研究CaO-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)体系的扩散反应.运用电子探针和X射线衍射分析仪等手段对反应界面不同位置处的生成物进行分析和表征,研究了在扩散温度为900~1050℃,时间为1~4 h的条件下C_(x)F与TiO_(2)界面的反应特征;分析了温度及时间对生成相的种类、分布及形貌特征的影响.结果表明,从C_(x)F一侧到TiO_(2)一侧,主要的物相有C_(x)F,CF,Fe_(2)O_(3),CaTiO_(3),TiO_(2),其中钙钛矿(CaTiO_(3))是主要的生成产物.随温度从900℃升高至1050℃,CaTiO_(3)的厚度从8.1μm增大至90.2μm;随时间从1 h延长至4 h,CaTiO_(3)的厚度从47.4μm增大至121.4μm.同时,CaTiO_(3)的扩散厚度与扩散时间的平方根呈良好的线性关系,这表明CaTiO_(3)的生成受扩散过程控制.进一步地,使用空位扩散机理解释了CaTiO_(3)在CaO-Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)体系的生成过程.

关键词：铁酸钙 TiO_(2) 扩散偶扩散厚度空位扩散机理

LF精炼过程中通电升温阶段底吹氩方式的优化

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 507-513页

作者：王宁秦德越李宝宽赵家七东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

在LF(ladle furnace)精炼过程的通电升温阶段多采用双喷嘴等流喷吹的吹氩方式.本文提出一种双喷嘴差流吹氩的底吹方式,以某钢厂135 t钢包为原型设计1∶4非等温水模型实验平台,在总流量相同的情况下进行底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1的温度... 详细信息

在LF(ladle furnace)精炼过程的通电升温阶段多采用双喷嘴等流喷吹的吹氩方式.本文提出一种双喷嘴差流吹氩的底吹方式,以某钢厂135 t钢包为原型设计1∶4非等温水模型实验平台,在总流量相同的情况下进行底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1的温度均匀化实验,结果表明底吹比例为2∶1时的各监测点无量纲温差最小,均匀化效果最好.建立流动-传热耦合数学模型对实验结果进行验证,结果表明在总流量相等的情况下,底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1时流动死区占比分别为14.1%,9.1%和9.8%,温度死区占比分别为6.2%,2.6%和0.3%,2∶1差流底吹方式在活跃流场和促进温度均匀化方面具有优势.

关键词：差流吹氩底吹分布温度均匀化非等温水模型流动死区

金属矿物对丁铵黑药在饱和多孔介质中迁移特性的影响

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第3期45卷 401-406页

作者：冯宇庭成丽王可媚胡恩柱东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

以丁铵黑药(ADD)为研究对象,基于饱和土柱迁移实验和数学模型,探究石英砂表面金属负载种类和负载量对ADD迁移规律的影响.结果表明,在石英砂表面负载针铁矿(w(Fe)为0.028%和0.042%),不会影响ADD的迁移.在介质上继续负载氧化铜,ADD与矿物... 详细信息

以丁铵黑药(ADD)为研究对象,基于饱和土柱迁移实验和数学模型,探究石英砂表面金属负载种类和负载量对ADD迁移规律的影响.结果表明,在石英砂表面负载针铁矿(w(Fe)为0.028%和0.042%),不会影响ADD的迁移.在介质上继续负载氧化铜,ADD与矿物表面的Cu2+反应生成Cu-ADD络合物,抑制了ADD的迁移.并且随着w(Cu)从0.0018%增加到0.0055%,ADD的回收率从44.32%下降至8.85%.在w(Cu)为0.0018%时,随着ADD质量浓度从20 mg/L增加到60 mg/L,其回收率提高至63.64%.

关键词：丁铵黑药针铁矿氧化铜迁移数学模型

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连铸结晶器缓振行为分析

东北大学学报（自然科学版） 2024年第5期45卷 668-674页

作者：孟祥宁王明江刘向阳生月伟东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

连铸结晶器采用8段式非正弦振动波形可使铸坯裂纹更少,裂纹愈合能力更强,但是其对应加速度大,容易产生振动冲击影响结晶器运行.以钢板弹簧和柔性弹簧对结晶器振动过程进行刚性加持和柔性减振,利用钢板弹簧和柔性弹簧的弹簧力平衡振动冲... 详细信息

连铸结晶器采用8段式非正弦振动波形可使铸坯裂纹更少,裂纹愈合能力更强,但是其对应加速度大,容易产生振动冲击影响结晶器运行.以钢板弹簧和柔性弹簧对结晶器振动过程进行刚性加持和柔性减振,利用钢板弹簧和柔性弹簧的弹簧力平衡振动冲击产生的惯性力,可以达到减小冲击的目的.计算分析发现相同载荷下柔性弹簧比钢板弹簧的应力大,且每增加10%载荷,柔性弹簧最大应力比钢板弹簧多增加21.23 N.通过二分法计算发现,柔性弹簧平衡87.5%的惯性力,钢板弹簧平衡12.5%的惯性力,可以减小90%以上因加速度产生的冲击,为连铸结晶器8段式非正弦振动波形应用提供参考.

关键词：连铸结晶器非正弦振动冲击缓振

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具有光热-发电及光热-抗菌效应的木质素基复合膜的制备与研究

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高分子学报 2024年第8期55卷 1021-1032页

作者：郭元龙徐同辉李合邦龙晓琴谢海波贵州大学材料与冶金学院高分子材料与工程系贵阳550025

利用具有优异光热性能的木质素磺酸钠(LSS)为原料,与具有局域表面等离子体共振效应的金纳米粒子(AuNPs)通过原位共混策略制备出具有协同光热效应的LSS/PVA@Au复合膜材料.在复合膜中,LSS的结构上的功能基团对Au3+起到分散、稳定、螯合和... 详细信息

利用具有优异光热性能的木质素磺酸钠(LSS)为原料,与具有局域表面等离子体共振效应的金纳米粒子(AuNPs)通过原位共混策略制备出具有协同光热效应的LSS/PVA@Au复合膜材料.在复合膜中,LSS的结构上的功能基团对Au3+起到分散、稳定、螯合和还原作用.Au NPs的引入使得LSS50/PVA50@Au1复合膜的表面更加粗糙,平均粗糙度为30.3 nm,但是在紫外到近红外区具有更强更宽的吸收谱带.LSS含量的提高有助于材料光热性能的增强,LSS50/PVA50复合膜的最高温度可升至(120.6±3.1)℃.利用Au NPs的协同光热效应,LSS50/PVA50@Au1复合膜的温度最高可以达到(190.1±3.5)℃,光热转换效率为42.47%.不仅如此,该复合膜材料也具有光热-发电效应,利用TEG可以将吸收的热量转换为电能,在5个太阳光照射下LSS50/PVA50@Au1产生的电压最高为(280.8±4.6)mV,电流为(48.9±1.9)mA.而由于对近红外光(NIR)良好的光响应性,该复合膜同样具有良好的抗菌性能,在1.47 W/cm^(2) NIR照射10 min后,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率可以达到99.5%和99.2%.本研究利用具有π-π共轭结构的LSS与具有LSPR效应的Au NPs相结合,通过原位共混策略制备出LSS/PVA@Au复合材料可以将储量丰富的、高效、清洁、绿色的太阳能资源转化为可以利用储存的电能,同时该材料也具有光热-抗菌的效果.

关键词：木质素磺酸钠纳米金粒子光热效应光热抗菌

多道次压缩变形对AZ80镁合金微观组织演化的影响

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金属学报 2024年第3期60卷 311-322页

作者：李振亮张欣磊田董扩内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010

镁合金具有密排六方结构,可动滑移系少导致其室温塑性差,而热加工对调控镁合金塑性有重要作用。本工作对AZ80镁合金分别进行恒温、阶梯降温多道次压缩变形,利用电子背散射衍射(EBSD)技术观察分析了不同变形程度、不同变形路径下AZ80镁... 详细信息

镁合金具有密排六方结构,可动滑移系少导致其室温塑性差,而热加工对调控镁合金塑性有重要作用。本工作对AZ80镁合金分别进行恒温、阶梯降温多道次压缩变形,利用电子背散射衍射(EBSD)技术观察分析了不同变形程度、不同变形路径下AZ80镁合金的微观组织,研究了AZ80镁合金热压缩变形过程中晶界、位错密度、Schmid因子和极图演化规律。结果表明:晶粒尺寸、孪晶、织构综合作用对AZ80镁合金塑性调控的影响优于单一动态再结晶对其塑性调控的影响,恒温三次变形(ε=0.6)(3P)有利于发生动态再结晶,而阶梯降温三次变形(ε=0.6)(3P)更有利于塑性变形。晶粒取向差减小、小角度晶界(LAGBs)数量增多、几何必需位错(GND)密度增加3者共同作用产生更多86°{1012}拉伸孪晶是影响阶梯降温三次变形塑性调控的重要因素。

关键词： AZ80 晶界取向差几何必需位错密度塑性调控