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磷石膏制备免烧人造骨料及其性能

建筑材料学报 2024年第4期27卷 375-380页

作者：马文青李子木李灿华章蓝月李明晖安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

以磷石膏为原材料,利用碱激发技术制备人造骨料,并研究不同配合比对人造骨料性能的影响.结果表明:当水添加量为10%、水玻璃添加量(以Na_2O含量计)为3%、成型压力为63 MPa、养护时间为28 d、水泥掺量为30%时,人造骨料的抗压强度达到25.16... 详细信息

以磷石膏为原材料,利用碱激发技术制备人造骨料,并研究不同配合比对人造骨料性能的影响.结果表明:当水添加量为10%、水玻璃添加量(以Na_2O含量计)为3%、成型压力为63 MPa、养护时间为28 d、水泥掺量为30%时,人造骨料的抗压强度达到25.16 MPa,吸水率为15.21%,堆积密度为1 156.4 kg/m~3;骨料中的钙矾石等水化产物增强了人造骨料的强度.

关键词：磷石膏碱激发技术人造骨料性能

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多尺度实验测试评价高强钢氢脆的研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 209-219页

作者：周华生曹燕章小峰吴迪赵鑫磊邢梅林方敏江雅安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

氢脆是高强钢中普遍存在的现象,也是其研发过程中必须攻克的难题。为了深入理解高强钢的氢脆与其缺陷之间的关系,发展了许多测试评价方法,如宏观尺度的慢应变速率拉伸、线性增加应力、恒载荷拉伸这类力学实验以及检测氢含量的热脱附光... 详细信息

氢脆是高强钢中普遍存在的现象,也是其研发过程中必须攻克的难题。为了深入理解高强钢的氢脆与其缺陷之间的关系,发展了许多测试评价方法,如宏观尺度的慢应变速率拉伸、线性增加应力、恒载荷拉伸这类力学实验以及检测氢含量的热脱附光谱法和电化学氢渗透法,根据高强钢的塑性损失、最大断裂应力、断裂时间、应力强度因子、氢的俘获能和扩散速率等参数直接进行氢脆敏感性的评价。但宏观尺度的实验无法深入地研究高强钢发生氢脆的机理,通过介观、微观尺度的实验和表征手段,如压痕法、纳米压痕法、微悬臂梁弯曲实验、原子探针技术、氢微印技术、扫描开尔文探针显微镜等,从局部测试高强钢性能变化和准确检测氢被俘获的位置,能够在解释氢脆机理和认识氢与高强钢中缺陷之间相互作用的问题上提供更加准确的依据。本文介绍、对比了上述这些实验方法并调研了多尺度实验测试评价高强钢氢脆的研究进展,总结了高强钢氢脆研究现状和主流的测试评价方法,为深入探索高强钢氢脆提供了思路。

关键词：高强钢氢脆多尺度缺陷多尺度实验

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废弃LCD中铟的回收

稀有金属 2024年第6期48卷 883-894页

作者：孟金伟陈高洁徐亮夏定武赵卓安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032

铟及其化合物具有优良的物理化学性质,在电子信息、光伏光电、国防工业等领域具有广泛应用。然而,铟在地壳中的平均丰度低,仅为(50~200)×10^(-9),且分布极为分散。因此,铟二次资源的高效回收利用将是对其有限一次资源的重要补充,对铟... 详细信息

铟及其化合物具有优良的物理化学性质,在电子信息、光伏光电、国防工业等领域具有广泛应用。然而,铟在地壳中的平均丰度低,仅为(50~200)×10^(-9),且分布极为分散。因此,铟二次资源的高效回收利用将是对其有限一次资源的重要补充,对铟工业的可持续发展具有重要意义。废弃液晶显示器(LCD)因具有铟含量高、产生量大等特点,是最重要的铟二次资源之一。目前,国内外相关研究机构针对废弃LCD中回收铟开展了广泛的基础研究和技术开发。立足于基于湿法冶金的废弃LCD回收利用工艺技术,针对预处理、浸出、铟锡分离、铟的提取和精炼等关键步骤的工艺技术研究现状进行了综述,并对不同工艺的优缺点进行了总结和分析。旨在为现有工艺流程的改进优化,开发高效绿色、经济节能的废弃LCD回收技术提供参考,助力建立健全废旧电子产品回收体系,实现铟二次资源的无害化处理和高效综合利用。

关键词：废弃液晶显示器(LCD) 铟湿法冶金二次资源回收利用

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5A06-O铝镁合金差温拉深成形性能研究

塑性工程学报 2024年第10期31卷 55-61页

作者：梁怡航王会廷杨金顺高鹏博严文超安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 马鞍山学院智造工程学院安徽马鞍山243100

采用单向热拉伸试验测定了5A06-O铝镁合金在150~275℃温热条件下的流变应力曲线及厚向异性系数;通过差温拉深试验研究了5A06-O铝镁合金在温热条件下的极限拉深能力。结果表明:随着温度的升高,材料在3个方向的厚向异性系数先增大后减小,... 详细信息

采用单向热拉伸试验测定了5A06-O铝镁合金在150~275℃温热条件下的流变应力曲线及厚向异性系数;通过差温拉深试验研究了5A06-O铝镁合金在温热条件下的极限拉深能力。结果表明:随着温度的升高,材料在3个方向的厚向异性系数先增大后减小,并在250℃达到最大值;极限拉深比并不随着温度的升高而单调增大,在250℃达到最大值2.588,然而随着温度的继续升高,极限拉深比反而下降;250℃成形的拉深件有着最低的减薄率与增厚率,壁厚分布最为均匀;随着温度的升高,拉深速度对成形性能的影响愈加明显。

关键词： 5A06-O铝镁合金高温拉伸厚向异性系数极限拉深比拉深速度

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LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响

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过程工程学报 2024年第6期24卷 716-725页

作者：董国春吴浩林浩然陶素芬陈龙安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

LF精炼渣作为固体废弃物,大量堆放污染环境,渣中含有合金元素,通过Al可以将渣中合金元素置换出来,对LF精炼渣进行二次利用。为解决燃烧合成反应体系热量高造成反应原料蒸发、Fe-Cr基陶瓷复合材料致密度低等问题,通过添加LF精炼渣和CaF2... 详细信息

LF精炼渣作为固体废弃物,大量堆放污染环境,渣中含有合金元素,通过Al可以将渣中合金元素置换出来,对LF精炼渣进行二次利用。为解决燃烧合成反应体系热量高造成反应原料蒸发、Fe-Cr基陶瓷复合材料致密度低等问题,通过添加LF精炼渣和CaF2作为冷却剂吸收反应放热,降低反应体系温度、减少原料蒸发。但是,冷却剂加入量过多,体系温度下降过快会导致熔体熔化钢板的能力下降,出现耐磨层与钢板无法冶金结合的情况。因此,本研究设计添加2,4,6,8,10 g的LF精炼渣和2.39,2.50,2.60,2.71,2.81 g的CaF2,利用燃烧合成反应在钢板上制备Fe-Cr基陶瓷复合材料,并对燃烧合成产物耐磨层和钢板的焊接面积及耐磨层的致密度、硬度、耐磨性能进行研究,进而探究合适的LF精炼渣添加量。结果表明,LF精炼渣加入量为8 g时,耐磨层的致密度最高并且耐磨层的单位面积磨损量最少;LF精炼渣加入量为10 g时,耐磨层的硬度最高、钢板和耐磨层的焊接面积最大。材料的耐磨性能受致密度和硬度影响,当硬度差异较小时,耐磨层的耐磨性能随着致密度提高而提高;当致密度差异较小时,耐磨层的耐磨性能随着硬度提高而提高。综上所述,为了获得高耐磨性能的同时保证Fe-Cr基陶瓷复合材料其他性能的均匀性,最佳的LF精炼渣加入量为8 g。

关键词：燃烧合成 LF精炼渣复合材料耐磨性能

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Fe-Mn系无镍低温钢研究进展

塑性工程学报 2024年第5期31卷 11-22页

作者：赵鑫磊周华生章小峰林方敏邢梅杨永安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243002

随着能源消耗和环境污染问题日益严峻,液化天然气等清洁能源得到广泛关注。低温钢作为这类能源存储和运输的材料,其应用和研发愈显迫切。Ni钢是低温结构钢的主流选择,但近年来,由于Fe-Mn系钢的经济性和性能的优良性,“以锰代镍”新型低... 详细信息

随着能源消耗和环境污染问题日益严峻,液化天然气等清洁能源得到广泛关注。低温钢作为这类能源存储和运输的材料,其应用和研发愈显迫切。Ni钢是低温结构钢的主流选择,但近年来,由于Fe-Mn系钢的经济性和性能的优良性,“以锰代镍”新型低温钢成为科研热点,该类钢通常通过添加Mn、Al和Cu等合金元素调控力学性能,并通过工艺调控达到使用标准。重点阐述了外力参数-变形对力学性能的影响、经典强化机制和变形对强韧性机制的影响;综述了裂纹萌生、溶质偏析、相间强度差和能量吸收等低温断裂的理论原理;系统归纳了韧性的评价指标和试验方法。最后,总结了Fe-Mn系低温钢的相关研究成果,对未来的研究进行了展望。

关键词：无镍低温钢成分工艺强韧化机制断裂机理

基于光谱学分析的硬质聚氨酯泡沫/钢渣/次磷酸铝复合材料阻燃机理研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1487-1493页

作者：刘梦茹戴震龙红明张浩季益龙杨亚东唐刚安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学材料工程学院安徽马鞍山243032 冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室(安徽工业大学) 安徽马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032

硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的优异性能使其在各领域被广泛应用,但本身的易燃性为其在应用过程中埋下了巨大的安全隐患。钢渣(SS)作为提炼铁精矿后排放的固体废弃物,因其综合利用效率低下而造成一系列环境污染问题。为提高RPUF火灾安全性和钢... 详细信息

硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的优异性能使其在各领域被广泛应用,但本身的易燃性为其在应用过程中埋下了巨大的安全隐患。钢渣(SS)作为提炼铁精矿后排放的固体废弃物,因其综合利用效率低下而造成一系列环境污染问题。为提高RPUF火灾安全性和钢渣的附加值,将SS和次磷酸铝(AHP)引入到RPUF中,采用一步全水发泡法,制备一系列阻燃RPUF(FR-RPUF)复合材料。利用射线荧光光谱分析(XRF)探究了SS的化学成分,并系统研究了SS/AHP对FR-RPUF复合材料的微观形貌、热稳定性、阻燃性能以及气相产物的影响。XRF测试表明:钢渣的化学成分主要是CaO、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、SO_(3)、MgO,以上金属氧化物能够作为协效剂促进聚合物成炭,并覆盖在材料表面阻隔燃烧热,在凝聚相达到阻燃目的。扫描电镜(SEM)测试表明:SS/AHP与RPUF基体的相容性较差导致FR-RPUF的泡孔出现不同程度的破损。阻燃测试表明:RPUF-1、RPUF-4、RPUF-5的极限氧指数分别为24.2 vol%、23.4 vol%、19.7 vol%,说明SS和AHP存在一定的协效阻燃作用,且RPUF/SS/AHP复合材料全部通过UL-94 V-0级别,满足外墙保温材料使用要求。热重-红外分析(TG-FTIR)测试表明:SS/AHP并未改变RPUF的降解过程,气相产物主要为碳氢化合物、羰基化合物、氨基甲酸酯、CO_(2)、异氰酸酯化合物、芳香族化合物、氰化氢、羰基化合物和酯类。对典型挥发性产物进一步分析发现,AHP和SS的加入促进RPUF基体早期降解。拉曼测试表明:当SS/AHP加入到RPUF后,RPUF-4的D峰与G峰的峰面积比(I_(D)/I_(G))值最小,表明SS/AHP的加入提高了FR-RPUF复合材料炭渣的致密性、石墨化程度。结合上述分析提出阻燃机理:首先AHP吸热分解,降低了火焰周围的温度,其分解的PO·自由基捕获游离的HO·抑制连锁反应,分解产生的焦磷酸铝与炭渣覆盖在基体表面,抑制了火焰和可燃气体的扩散。AHP分解产生的PH3遇氧气生成酸性物质(磷酸和聚磷酸),促进了RPUF脱水成炭,并且钢渣中的矿物成分会与磷酸或聚磷酸反应,形成致密炭层,与AHP共同发挥协效阻燃作用。研究为SS和AHP复配阻燃硬质聚氨酯泡沫材料提供理论依据和实验基础。

关键词：光谱学分析硬质聚氨酯泡沫钢渣次磷酸铝复合材料阻燃机理

冶金含铁尘泥制备的Mn–Ce掺杂Fe基催化剂及特性

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工程科学学报 2024年第3期46卷 407-419页

作者：高志芳龙红明高翔鹏李明阳张浩周海成安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243002 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室马鞍山243002

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性,结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状,提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路,并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_(0.05)Ce_(0.1)/A... 详细信息

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性,结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状,提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路,并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM,ADM分别代表acidolysis,dust和mud),研究结果表明在170~430℃宽温度区间内,Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂NO_x脱除率达到90%以上,并表现出优异的SO_(2)和H_(2)O抗性,抗水抗硫性测试表明Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂得益于Fe、Ce优异的抗水抗硫性,其活性组分具有较好的分散性和优异的介孔结构,并降低了表面结晶度. Mn掺杂使催化剂在牺牲一定Ce^(3+)浓度和高价态Mnx+离子的同时提高了Fe^(3+)的浓度,结果使其具有最均衡脱硝活性.此外,Fe–Ce–Mn间的协同作用改善了催化剂的表面酸性从而增加了Lewis酸性位点,进而促进静电极化激活NO_(2)和硝酸盐物种生成.研究结果可为冶金固废的高附加值利用及以废治污的思路提供一定理论参考.

关键词：冶金固废含铁尘泥掺杂铁基催化剂

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铁矿粉烧结原料智能制备研究进展

钢铁 2024年第3期59卷 46-57页

作者：丁成义常仁德薛生江枫龙红明余正伟安徽工业大学冶金工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程与资源综合利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243032

随着智能冶金技术的不断发展,利用人工智能、物联网等技术来实现原料智能化制备已经成为冶金行业的重要趋势。通过原料智能化制备可以实现烧结过程配料、制粒以及布料等方面的精确控制和优化,进而提高烧结矿产量和质量,同时减少生产成... 详细信息

随着智能冶金技术的不断发展,利用人工智能、物联网等技术来实现原料智能化制备已经成为冶金行业的重要趋势。通过原料智能化制备可以实现烧结过程配料、制粒以及布料等方面的精确控制和优化,进而提高烧结矿产量和质量,同时减少生产成本和环境污染。介绍了铁矿粉烧结工艺中原料智能制备技术的应用现状和发展趋势,并通过铁矿粉烧结中的生产效率、成本、能源消耗以及烧结矿产质量指标等多方面综合分析智能制备技术的优缺点。智能配料部分系统介绍了烧结配料发展过程和智能配料模型及其算法,指出了物联网和人工智能等技术的促进作用。智能制粒部分详细介绍了混合料配水控制模型的发展阶段和研究进展,并重点分析了基于3层BP神经网络和Litster优化模型的智能制粒技术研究现状,尤其是结合数据清洗和预处理、引入正则化和dropout技术以及采用批量训练和并行计算等方法来实现智能制粒预测。智能布料部分讨论了利用多种技术来实现厚料层和料层偏析优化控制,以达到高效、高产烧结的目的,同时指出三元尺寸图、磁偏析以及EDEM软件仿真模拟等技术存在的问题,并给出相应的技术优化建议。系统总结了烧结原料制备过程中的配料、制粒和布料工序智能化现状和未来发展趋势,为烧结工艺低碳化、绿色化发展助力。

关键词：算法原料配料布料制粒效果