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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

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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挤压速度和焊合室高度对6061铝合金圆管成形质量的影响

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塑性工程学报 2024年第3期31卷 25-32页

作者：杨进赵飞陈朝轶贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025

利用DEFORM-3D有限元软件对分流模挤压6061铝合金管进行了数值模拟,研究了挤压速度和焊合室高度对6061铝合金管焊合质量的影响规律。结果表明:当挤压速度为12mm·s^(-1)、焊合室高度为28~32mm时,在焊合区域获得了适宜的平均焊合力和均... 详细信息

利用DEFORM-3D有限元软件对分流模挤压6061铝合金管进行了数值模拟,研究了挤压速度和焊合室高度对6061铝合金管焊合质量的影响规律。结果表明:当挤压速度为12mm·s^(-1)、焊合室高度为28~32mm时,在焊合区域获得了适宜的平均焊合力和均匀的晶粒分布。进一步分析不同参数下管材和焊缝的晶粒分布情况发现,焊缝处晶粒总是大于管材处,且平均晶粒度变化规律与焊合室内的变化规律一致。综合考虑焊合力和晶粒度对6061铝合金管焊合效果的影响,获得了该规格6061铝合金管最佳的挤压参数,即焊合室高度为32mm时,挤压速度为12mm·s^(-1)时,通过分流挤压可获得焊合质量良好的6061铝合金管。

关键词：挤压速度焊合室高度晶粒度焊合质量有限元模拟

基于辐射制冷与电致变色的可调节多层膜性能研究

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物理学报 2024年

作者：王宇枭成泽帅江可扬魏琳扬历秀明东北大学冶金学院

针对车用空调的高能耗问题，设计了一种将辐射制冷膜和电致变色膜结合的可调节多层膜。为研究多层膜的降温与温度调节性能，搭建了贴膜方箱装置，并在室内对贴膜装置进行太阳光模拟器照射实验，结果表明：多层膜相比单层辐射制冷膜最大... 详细信息

针对车用空调的高能耗问题，设计了一种将辐射制冷膜和电致变色膜结合的可调节多层膜。为研究多层膜的降温与温度调节性能，搭建了贴膜方箱装置，并在室内对贴膜装置进行太阳光模拟器照射实验，结果表明：多层膜相比单层辐射制冷膜最大箱内降温提升约9.8℃，且能通过改变多层膜透过率实现约4.6℃的温度调节，具有较强的降温与温度调节潜力；为研究多层膜的环境适应性，在夏季和冬季的室外对贴膜装置进行实际太阳照射实验，结果表明：夏季多层膜降温效果明显，最大箱内降温高达12.9℃；而冬季多层膜降温效果较弱，最大箱内降温仅有1.9℃，具有良好的环境适应性。综上，该多层膜可为降低汽车空调能耗提供一种新的解决方案。

关键词：辐射制冷电致变色温度调节

AlCl_(3)-NaCl-LiCl-KCl熔盐电解回收金属铝

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过程工程学报 2024年第7期24卷 825-832页

作者：安亚辉刘风国刘爱民石忠宁王兆文东北大学冶金学院辽宁沈阳110819

铝合金的回收再利用具有节约资源和环境保护的双重重要意义。采用AlCl_(3)-NaCl-LiCl-KCl作为电解质,以废旧铝合金为阳极,在纯铝片上进行铝的沉积,研究了电流密度、电解温度和电解时间等实验条件对回收金属铝产物的影响规律,并分析了AlC... 详细信息

铝合金的回收再利用具有节约资源和环境保护的双重重要意义。采用AlCl_(3)-NaCl-LiCl-KCl作为电解质,以废旧铝合金为阳极,在纯铝片上进行铝的沉积,研究了电流密度、电解温度和电解时间等实验条件对回收金属铝产物的影响规律,并分析了AlCl_(3)-NaCl-LiCl-KCl熔盐中铝回收的电化学机理。研究表明,废旧铝合金在电解温度为100℃,电流密度为30mA/cm^(2),电解3h条件下,电流效率可达97.3%,得到的铝纯度约为99.4wt%。循环伏安曲线表示,反应过程中仅有铝参与反应,铝的沉积电位为-0.3V(***)左右,废旧铝合金在电流作用下发生溶解,与电解液中AlCl_(4)^(-)反应生成Al_(2)Cl_(7)^(-),阴极附近的Al_(2)Cl_(7)^(-)得到电子,在阴极表面形成铝的沉积层。

关键词：废铝回收低温熔盐铝电沉积电流效率

基于有机溶剂原位制备的致密疏水铜金属层在保护锌负极中的应用

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无机化学学报 2024年第7期40卷 1243-1253页

作者：罗秋洋唐晓宁夏澍刘珺楠杨兴富雷杰贵州大学材料与冶金学院贵阳550025

通过在N-甲基吡咯烷酮(NMP)有机溶剂中锌电极与CuI之间的置换反应,在锌电极上原位构建了一层致密且疏水的铜金属保护层(Cu@Zn)。铜金属保护层能有效地隔离锌电极与电解液的接触,减少锌电极-电解液界面的析氢和腐蚀等副反应。同时,铜金... 详细信息

通过在N-甲基吡咯烷酮(NMP)有机溶剂中锌电极与CuI之间的置换反应,在锌电极上原位构建了一层致密且疏水的铜金属保护层(Cu@Zn)。铜金属保护层能有效地隔离锌电极与电解液的接触,减少锌电极-电解液界面的析氢和腐蚀等副反应。同时,铜金属保护层还具有较好的亲锌性,更小的界面电阻,更低的成核能垒,有利于锌离子均匀沉积,从而有效抑制了锌枝晶的生成。Cu@Zn对称电池实现了超过1 700 h(1 mA·cm^(-2))和1 330 h(3 mA·cm^(-2))的循环寿命。采用商用MnO_(2)与之匹配得到的Cu@Zn||MnO_(2)全电池不仅在1 A·g^(-1)下具有168.5 mAh·g^(-1)的可逆比容量,还可稳定循环2 000次以上。

关键词：水系锌离子电池锌电极致密疏水亲锌性铜金属层

铁素体系耐热钢焊接热影响区相变行为的CSLM原位观察

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金属学报 2024年第6期60卷 802-816页

作者：申洋谷征满王聪东北大学冶金学院沈阳110819 南昌航空大学江西省航空构件成形与连接重点实验室南昌330063

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及... 详细信息

铁素体系耐热钢焊接时热影响区的相变行为会严重影响焊接件的室温组织,在后续严苛的条件下运行服役时会对电站安全稳定运行产生严重威胁。高温激光扫描共聚焦显微镜(CSLM)能够重现热影响区焊接热循环,实现对微观组织演变的原位观察以及相变动力学的量化分析,具有优化焊接工艺和促进耐热钢铁材料发展的潜力。本工作利用CSLM对P11、P22、P913种典型Cr-Mo铁素体耐热钢热影响区连续冷却过程中的相变行为进行了原位表征,研究板条组织的生长特征与相变动力学。结果表明,根据形核位置能量势垒的高低,贝氏体板条依次在原奥氏体晶界、夹杂物、晶粒内部畸变区域、先前的贝氏体板条、晶粒内部的自由表面上形核;同时,依附于原奥氏体晶界和先前贝氏体生长的贝氏体板条以及在原奥氏体晶粒内部呈放射状切变生长的马氏体板条均通过碰撞晶界或其他板条的方式停止生长,并形成交叉互锁的结构。随着温度的降低,粗晶热影响区中板条的生长速率明显高于细晶热影响区,这主要归因于过冷度的增加和原奥氏体晶粒尺寸的增大。

关键词：铁素体耐热钢热影响区固态相变原位观察高温激光扫描共聚焦显微镜

道岔贝氏体钢轨轧后冷却过程的弯曲变形及微观组织演变规律

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机械工程学报 2024年第14期60卷 139-152页

作者：岑耀东陈林包喜荣李晓娜内蒙古科技大学材料与冶金学院包头014010

道岔钢轨由于具有非对称的横断面特征使其轧制、热处理、矫直等工艺非常复杂,生产难度极大。针对道岔贝氏体钢轨的平直度和残余应力兼顾问题,通过Gleeble-1500热模拟试验机测定了CCT曲线,采用扫描电镜(Scanningelectron microscope,SEM... 详细信息

道岔钢轨由于具有非对称的横断面特征使其轧制、热处理、矫直等工艺非常复杂,生产难度极大。针对道岔贝氏体钢轨的平直度和残余应力兼顾问题,通过Gleeble-1500热模拟试验机测定了CCT曲线,采用扫描电镜(Scanningelectron microscope,SEM)观察了不同冷速下的微观组织,利用有限元软件进行了相变前与相变区间控制冷却的模拟计算。结果表明,当未变形的奥氏体以0.05~1℃/s的冷速连续冷却时,随着冷速的增快,组织由粒状贝氏体逐步转变为马氏体。当变形处理的奥氏体以0.2~2℃/s的冷速连续冷却时,随着冷速的增快,组织由粒状贝氏体逐步转变为大量马氏体+少量板条贝氏体;相变区间控制冷却采用轨头表面中心冷至500℃,再由500℃冷却到300℃(钢轨表面冷速0.4℃/s),然后空冷至室温可得到的贝氏体量为35.6%,纵向最大拉应力、最大压应力及最终Y方向和Z方向的弯曲挠度均符合要求。相变前控制冷却采用轨头表面中心冷至500℃(轨头上表面及非工作侧和轨腰冷速3℃/s,轨头工作侧3.5℃/s),再由500℃空冷至室温后可得到99.3%贝氏体组织的同时,最终残余应力值及弯曲挠度均符合要求。通过控制冷却实现了减小弯曲变形度和降低矫后残余应力的目的。

关键词：道岔钢轨贝氏体控制冷却组织

Ce对2101双相不锈钢析出相和耐蚀性能的影响

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稀土 2024年第5期 17-24页

作者：杨朔龚伟王鹏飞姜周华东北大学冶金学院

2101双相不锈钢因具有铁素体良好的力学性能和奥氏体优异的耐蚀性能而应用广泛。由于钢中存在特殊的双相结构,在热加工过程中容易出现二次相析出而降低钢的耐腐蚀性能。本文利用电子显微镜、XRD相分析和电化学工作站等方法,研究了稀土C... 详细信息

2101双相不锈钢因具有铁素体良好的力学性能和奥氏体优异的耐蚀性能而应用广泛。由于钢中存在特殊的双相结构,在热加工过程中容易出现二次相析出而降低钢的耐腐蚀性能。本文利用电子显微镜、XRD相分析和电化学工作站等方法,研究了稀土Ce对时效态2101双相不锈钢析出相和耐蚀性能的影响。研究结果表明,添加Ce后,钢中夹杂物的类型由Al2O3逐渐转变为CeAlO3、Ce2O2S、Ce2O3以及少量的CeS;稀土固溶在晶界能够有效抑制二次析出相的生成,电化学阻抗谱也表明Ce的加入能够提高钢的容抗弧,提高耐蚀性能。且稀土变质钢中夹杂物,使金属阳极钝化,形成致密的钝化膜,进一步阻碍点蚀的发生。

关键词： 2101双相不锈钢 Ce处理稀土夹杂物氮化铬耐蚀性能