分子相互作用体积模型在锡锑合金真空蒸馏深度脱锑中的应用

基于分子相互作用体积模型,结合Sn、Sb的无限稀活度系数γ∞Sn、γ∞Sb,运用牛顿迭代法计算了Sn-Sb合金中Sn、Sb的活度系数γSn、γSb,并预测了Sn-Sb合金中Sb的分离系数βSb,结果表明:βSb1,理论上Sn、Sb能够彻底地分离。同时绘制气液相平衡图,理论预测了Sn-Sb合金组元在气液相间的分布情况,并与试验值进行对比,结果表明,当温度为1200~1400℃,平均相对误差S2*=5.86%,理论预测值与试验值吻合较好,研究结果为Sn-Sb合金真空蒸馏分离过程提供了可靠的理论依据。     

MIVM在真空蒸馏分离锡锌合金中的应用及实验研究

基于分子相互作用体积模型,首先使用牛顿迭代法结合Sn、Zn的无限稀活度系数γ∞Sn、γ∞Zn计算得出对势能相互作用参数Bij和Bji,并利用Bij和Bji计算Sn-Zn二元系的活度aSn、aZn,并将理论计算值与实验值进行对比分析,最后计算得到Sn-Zn合金真空蒸馏过程中的气液相平衡组成.结果表明:活度计算值和实验值吻合较好;蒸馏温度为1073 K,液相中含锡量为90％时,气相中含锡仅为0.00001％,Sn-Zn合金能够通过真空蒸馏实现良好分离.进一步实验验证结果表明,蒸馏温度1073K、恒温时间100 min,15 Pa条件下,液相中含锡为90％时,气相中含锡为0.002％,实验结果与预测结果吻合较好.此研究为真空蒸馏分离Sn-Zn合金提供了可靠的理论依据及预测模型.     

分子相互作用体积模型在真空蒸馏分离Pb-Bi二元合金中的应用

在分子相互作用体积模型基础上,采用牛顿迭代方法同时结合Pb-Bi二元合金体系的无限稀活度系数实验数据γ∞计算对势能相互作用参数Bij,Bji;然后使用参数Bij,Bji计算Pb-Bi二元合金体系的活度系数γ,并与实验值进行了比较分析;利用活度系数γ进一步计算Pb-Bi二元合金体系的分离系数,且同时计算Pb-Bi的气液相平衡组成。气液相平衡计算结果表明:Pb-Bi体系中的组元不能通过一次真空蒸馏实现完全分离。分子相互作用体积模型用于预测二元合金体系的活度及真空蒸馏分离效果具有很高的可靠性,为真空蒸馏分离Pb-Bi二元合金提供了良好的理论依据。     

真空条件下含银铅锑多元合金中锑的蒸发行为研究

根据真空冶金原理,以选择性分离银锑为目的,采用真空蒸馏法研究含银铅锑多元合金在真空(5～25 Pa)的条件下蒸馏过程中Sb的蒸发行为,考察蒸馏温度、蒸馏时间、多元合金中其它组元对锑蒸发的影响;并测定了不同温度下Sb元素的蒸发速率.实验结果表明:随着蒸馏温度的升高及恒温时间的延长,Sb的蒸发量和挥发率均增大.X射线衍射分析表明,蒸发物中锑为元素Sb,残留物中Cu与Sb形成化合物Cu2Sb及Cu10Sb3,Ag与Sb生成Ag3Sb,阻碍部分Sb的彻底蒸发.结合Sb元素的蒸发机制,根据实验结果计算得出Sb元素的蒸发速率为15.169～18.066g·cm-2·h-1.     

真空条件下含砷锑复杂铜镍合金中元素As,Sb的蒸发规律的研究

根据真空冶金原理,以分离含砷锑复杂铜镍合金中的元素砷和锑为目的,采用真空蒸馏法研究含砷锑复杂铜镍合金在真空(10~30 Pa)的条件下蒸馏过程中As,Sb的蒸发规律,考察蒸馏温度、恒温时间、多元合金中其他组元对As,Sb蒸发的影响。实验结果表明:随着蒸馏温度及恒温时间的延长,As,Sb的蒸发量和挥发率均增大。X射线衍射分析表明:当蒸馏温度低于1473 K时,残留物中的As与Cu形成的化合物Cu3As及Cu5As2,阻碍了As的彻底挥发;当蒸馏温度高于1473 K时,残留物中的As与Cu形成的化合物Cu3As及Cu5As2发生分解,使得As元素挥发得更为彻底;蒸馏温度从1573升至1673 K的过程Sb与Cu,Ni形成的化合物部分分解,Sb的挥发率明显增大。     

杂质元素对锌蒸气氧化产物形貌的影响分析

以Zn 99.995级纯金属锌为原料,分别掺入Pb、Cd、Cu、Sn、Al和Sb等杂质金属元素,熔化后加入到蒸发炉内,产生的锌蒸气被氧化成为氧化锌.结果表明,当杂质元素掺入量为0.5%时,掺Pb、Cd、Sn、Al和Sb的产物中均含有四针状氧化锌,而掺Cu的产物中为不规则的片状和单针状.随着杂质元素掺入量的增加,Pb、Sn和Al对四针状氧化锌形成的影响相对较小.掺入1%Pb、Cd的产物为六方纤锌矿结构的氧化锌.杂质元素改变了氧化锌的形核和晶须的长大过程,导致氧化锌产物的形貌发生了变化.     

分子相互作用体积模型在真空蒸馏分离铅锡合金中的应用

运用分子相互作用体积模型(MIVM),结合Pb、Sn的无限稀活度系数γ∞Pb、γ∞Sn,通过牛顿迭代法计算出参数Bij和Bji,利用参数Bij和Bji计算Pb-Sn合金中Pb、Sn的活度系数γPb,γSn.并利用γPb,γsn进一步计算出Pb-Sn合金中Pb的分离系数βPb,结果表明βPb(》)1,Pb、Sn能够彻底地分离.同时用γPb,γsn绘制出气液相平衡图,结果表明,900℃、液相中锡含量为85％时,气相中含锡仅为0.008％.以上热力学分析表明,Pb、Sn能够通过真空蒸馏实现良好分离.进一步实验验证结果表明,900℃、20 min条件下,液相中含锡为85％时,气相中含锡为0.112％,实验结果与预测结果吻合较好.此研究为真空蒸馏分离Pb-Sn合金提供了很好的理论依据和实验基础数据.     

(Mg2Si1-xSbx)0.4-（Mg2Sn）0.6固溶体合金的制备及热电输运特性

以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料,采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6(0≤x≤0.0625)系列固溶体合金.结构及热电输运特性分析结果表明:当Mg原料过量8wt%时,可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失,形成单相(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6固溶体.烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大;电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大,当样品中Sb掺杂量x≤0.025时,样品电阻率呈现出半导体输运特性,Sb掺杂量x>0.025时,样品电阻率呈现为金属输运特性.Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大;热导率κ在Sb掺杂量x≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低,在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率,但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率.实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率,提高中温区Seebeck系数绝对值;其中(Mg2Si0.95Sb0.05)0.4-(Mg2Sn)0.6合金具有最大ZT值,并在723 K附近取得最大值约为1.22.     

电子束熔炼冶金级硅中杂质钙的蒸发行为

通过双枪电子束熔炼炉熔炼冶金级硅,主要研究了在一定熔炼功率不同熔炼时间下,杂质Ca含量的变化及其蒸发行为,讨论了杂质Ca含量与Si剩余率的关系。实验结果表明,熔炼初期杂质Ca含量显著降低,随着熔炼时间的延长,下降趋势逐渐减缓。在硅熔体表面2133K温度下,杂质Ca的自由蒸发反应遵循一级反应速率方程。杂质Ca的总传质系数为2.64×10-5m/s,并且杂质Ca从熔体内部迁移到硅熔体/气相界面层是其蒸发过程的速率控制步骤。     

Ti-6Al-4V合金熔体中各组元挥发趋势

在基于本课题组建立的熔体组元活度系数计算模型的基础上,计算了Ti-6Al-4V熔体中各组元的活度系数及其蒸气压,导出了判断熔体组元挥发趋势的相对挥发系数β,研究结果表明,在熔体温度低于2000K时,铝钛相对挥发系数β（Al：Ti）＞17,铝钒相对挥发系数β（Al：V）＞96,钛钒相对挥发系数β（Ti：V）＞15,即熔过程中组元挥发趋势从大到小依次为Al,Ti,V.这说明熔体成分变化主要是由于Al元素的挥发所致。     

专利信息

一种含Cu、Mg、Zn、Mn和Cr的铝合金磁盘基片材料于1993年7月9日获日本专利,专利号为JP 93045659-B。 该合金的成分(wt％)为:Cu 0.01～0.03、Mg2～6、Zn0.05～2.0、Mn0.01～0.05、Cr 0.01～0.05。杂质元素分别为:Si0.1％、Fe0.1％、Ti0.02％,其它不可避免的杂质含量不大于0.02％。     

Mg基高温相变储热共晶合金熔化相变焓的研究

选取Bi、Sn、Cu、Zn、Ni、Si等元素分别加入Mg基体中,熔炼得到7种Mg基二元和三元高温相变储热共晶合金。运用固溶体准化学模型及其2种简化形式对Mg基共晶合金的熔化相变焓进行计算,并通过DSC实测值对预测值进行验证。结果表明,7种Mg基共晶合金的实测熔点在450~600℃范围内,实测熔化相变焓200kJ/kg左右。由简化模型得到的预测值同实测值匹配度较高,能够用于Mg基多元共晶合金熔化相变焓的预测。此外,提高熔化熵值高的元素比例并增加组元数,可以提高共晶合金体系的熔化相变焓。     

脉冲电场对Al-10%Cu熔体活度的影响

采用分配系数法,以Pb-10%Cu熔体为平衡相,结合Miedema生成热模型,考察了电脉冲作用前后Al-10%Cu熔体Cu组元活度的变化。研究表明,脉冲电场作用下,体系溶质Cu的分配系数由0.2876变为1.6541,Pb-10%Cu合金中Cu原子有向上部Al-10%Cu熔体扩散的倾向。计算结果表明,分配体系下部Pb-Cu合金中溶质Cu的活度由原来的0.1143变为0.0385,基于溶质Cu在体系上下部活度相等的事实,得出上部Al-Cu熔体溶质Cu的活度变化。     

脉冲电场对Al-1O%Cu熔体活度的影响

采用分配系数法,以Pb-10%Cu熔体为平衡相,结合Miedema生成热模型,考察了电脉冲作用前后Al-10%Cu熔体Cu组元活度的变化.研究表明,脉冲电场作用下,体系溶质Cu的分配系数由0.2876变为1.6541,Pb-10%Cu合金中Cu原子有向上部Al-10%Cu熔体扩散的倾向.计算结果表明,分配体系下部Pb-Cu合金中溶质Cu的活度由原来的0.1143变为0.0385,基于溶质Cu在体系上下部活度相等的事实,得出上部Al-Cu熔体溶质Cu的活度变化.     

冶金法提纯工业硅的研究

以冶金级硅为原料进行了制备高纯多晶硅锭的研究,自行设计了真空感应熔炼与定向凝固设备、电子束熔炼设备.通过酸洗、真空感应熔炼与第一次定向凝固、电子束熔炼、真空感应熔炼与第二次定向凝固等组合步骤对工业硅进行提纯.利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)进行成分分析,实验结果表明,定向凝固有效去除了金属杂质,电子束对蒸汽压高的元素,尤其是磷元素的去除作用明显.Al的浓度降低到了0.4×10~(-6),Fe、Ca、Ti、Mn、Cu、Zn等金属杂质的浓度降到了0.1×10~(-6)以下,P含量降低到1.5×10~(-6).     

浙江和福建绿茶中微量元素的聚类分析研究

采用火焰原子吸收光谱法测定了浙江和福建两地绿茶中Ca,Mg,Fe,Zn,Cu,Mn,Sn等微量金属元素的含量;并借助统计学软件(spss12.0)对测定结果进行聚类分析。结果表明浙江和福建两地绿茶各属一类。运用聚类分析可以为判别茶叶产地提供一种新的方法。     

电子束熔炼冶金级硅除铝研究

采用电子束熔炼工艺提纯了冶金级硅材料。硅中重要杂质元素Al在制备铸锭中的分布不均匀,呈现出由底部到顶部、由边缘到中心的富集趋势。铸锭边缘部位的杂质Al含量最低,已经低于ICP-AES的探测极限(1×10~(-5)%)。对杂质Al的挥发去除过程进行了理论分析。由Langmuir方程和Henry定律导出了杂质Al的去除率与熔体表面温度、熔炼时间的关系式,该关系式表明杂质Al的去除率会随着熔体表面温度升高、熔炼时间延长而增加,其理论计算值与实测结果符合的较好。     

含银铅锑多元合金真空蒸馏富集银锑的研究

采用含银铅锑多元合金为原料,对其真空蒸馏法富集Ag、Sb的可行性和工艺进行探讨,考察蒸馏温度、恒温时间对合金中各组分的挥发行为影响,理论和实验均证实了该方法可行。试验结果表明:系统压力5~25 Pa,Ag,Sb的挥发随着温度的增加和恒温时间的延长而加剧,蒸馏温度为1223 K,恒温时间30~120 min时,Ag的富集率均大于99.28%,Sb的挥发率为89.7%~92.8%;X射线衍射仪研究表明残留物中形成化合物Ag3Sb,Cu2Sb,Cu10Sb3,导致Sb不能彻底挥发;蒸馏过程中,系统压力随着恒温时间的延长而下降,且蒸馏温度越高下降越明显。     

Ti-5Al-2.5Sn合金冷坩埚感应熔炼过程中Al和Sn元素的挥发研究

利用所建立的模型研究了Ti-5Al-2.5Sn合金感应凝壳熔炼(ISM)过程中Al、Sn元素的挥发控制方式,并在此基础上研究了熔体温度和真空室压力对Al、Sn挥发速率的影响.结果表明,实际熔炼条件下Al、Sn的挥发都由界面挥发反应单一控制,真空室压力对挥发速率的影响具有明显的临界值,当压力低于此临界值时,挥发速率几乎没有什么变化,而当压力高于此值时,挥发速率迅速降低.     

几种鲍壳中锌（Ⅱ）、锰（Ⅱ）、镁（Ⅱ）、铜（Ⅱ）的测定

鲍壳具有明目的作用,可以用于制备视力保健品,这需要测定鲍壳中有益成分Zn2＋、Mn2＋、Mg2＋、Cu2＋。采用仪器普及常用的分光光度法和准确快速的EDTA络合滴定法,分析了鲍壳中Zn2＋、Mn2＋、Mg2＋、Cu2＋的含量。对四种不同的鲍壳中的Zn2＋、Mn2＋、Mg2＋、Cu2＋二价金属离子展开定量测定,制作了离子...