高能反应球磨法制备Fe_3Al/α-Al_2O_3纳米复合粉体

以Fe、Al和Fe2O3粉体为原料,采用高能球磨法制备了Fe3Al/α-Al2O3纳米复合粉体,采用X射线衍射仪研究了球磨时间对粉体物相的变化规律。结果表明:以Fe、Al和Fe2O3粉体为原始材料,高能球磨250min可制备Fe3Al/α-Al2O3纳米复合粉体;在高能反应球磨过程中,Fe2O3、Al和Fe之间的反应分为3步,分别是:2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe、6Al+Fe=Al6Fe和Al6Fe+12Fe=Fe3Al。     

高能球磨制备Al3Ti/Al块体纳米晶复合材料

通过对Al Ti系和Al TiO2 系进行高能球磨和压制烧结制备了固态原位反应生成的纳米晶块体Al3Ti/Al复合材料。研究表明 :Al Ti合金系高能球磨后 ,各组元晶粒得到细化 ,并且Ti在Al中发生了强制超饱和固溶 ,烧结时原位反应形成纳米晶Al3Ti/Al复合材料 ;而Al TiO2 反应体系高能球磨仅发生组分晶粒细化 ,烧结时TiO2 部分还原并和Al原位反应生成纳米晶 (Ti2 O3 Al3Ti) /Al复合材料。     

冷却速度对粉煤灰生产氧化铝熟料溶出性能的影响

内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司一期示范项目采用预脱硅碱石灰烧姑法工艺,利用高铝粉煤灰生产氧化铝,年产20万吨氧化铝,项目的特色之一就是针对粉煤灰熟料铝硅比偏低、孔隙率高、反应活性大等特点采用筒形溶出器-棒磨机的两段溶出工艺对其进行溶出.本文旨在通过实验手段研究不同冷却速度对粉煤灰熟料相关溶出指标的影响,试验结果表明:冷却速度为10℃/min时,Al2O3溶出率为93.72％,冷却速度为80℃/min时,Al2O3溶出率为91.53％.Al2O3溶出率相差2.19％,冷却速度对熟料Al2O3、Na2O标准溶出率的影响则相对较小.此类熟料采用快速冷却方式有利于缩短冷却时间、降低能耗,对其工业生产较为有利.     

酸浸粉煤灰提取铝铁工艺研究

粉煤灰中的铝、硅以复杂的玻璃体红柱石形式存在,酸溶性非常差,必须破坏S iO2-A l2O3键,使粉煤灰中的铝活化,提高粉煤灰的酸溶性。研究了以CaF2为助剂焙烧活化粉煤灰和酸溶提取铝铁的条件,考察了粉煤灰焙烧活化和盐酸溶出条件对粉煤灰中铝铁浸出率的影响。实验表明,焙烧活化条件为:CaF2用量为1%、粉煤灰与石灰石的质量比为2.5、焙烧温度为850℃、烧成时间2 h;酸溶的最佳工艺条件为:溶出温度为85℃、溶出时间为2.0h、盐酸浓度为7mol/L、液固比为3.5,粉煤灰中铝铁溶出率高达90.5%。     

活化-酸浸法提取粉煤灰中的氧化铝

对Na F为助剂煅烧活化粉煤灰酸浸提铝过程进行了研究,考察了粉煤灰煅烧活化和硫酸浸出条件对粉煤灰中铝溶出率的影响,并通过SEM对粉煤灰酸浸前后的形貌进行了分析。结果表明,煅烧活化优化条件为:煅烧时间为60min,粉煤灰/Na F20∶4,煅烧温度850℃。酸浸优化条件为:温度80℃、反应时间120min、H2SO4浓度1.2mol/L、液固比12∶1,铝的溶出率为94.1%。经过除杂和产品制备得到工业级γ-Al2O3产品。     

等离子体辅助球磨活化Al_2O_3合成AlN

利用介质阻挡放电等离子体辅助球磨和普通球磨分别对Al2O3粉末进行活化,研究等离子体辅助球磨活化Al2O3合成Al N的碳热还原反应机制。结果表明:等离子体辅助球磨40 h的Al2O3粉末,在N2气氛中于1400℃下保温4 h可以完成碳热还原反应,全部转化为Al N。经等离子体辅助球磨后,Al2O3的碳热还原反应符合气相反应机制,等离子体辅助球磨活化大大降低Al2O3的后续反应温度,辅助球磨40 h后的Al2O3合成Al N的反应激活能下降到371.5 k J/mol。等离子体的协同效应促使辅助球磨中Al2O3晶体产生更严重的晶格畸变,这是激活Al2O3并促进碳热还原反应的一个重要因素。     

一水硬铝石矿的机械活化球磨溶出工艺研究

本文研究了一水铝石矿机械活化球磨溶出的最佳工艺条件:装球量30%;钢弹转速80r/min;球磨钢球的大小采用混合球;给矿粒度为-1mm。研究了一水铝石矿在不同温度下、不同溶出时间的溶出性能,并作出了相应的动力学分析,表明:一水硬铝石在210~245℃均是化学反应控制,球磨溶出降低了反应的活化能,使该铝土矿溶出活化能由82.03k J/mol降低到69.32k J/mol。     

碱溶法提取粉煤灰中的氧化硅

探讨了常压下高浓度NaOH溶浸粉煤灰提取SiO2过程中粉煤灰粒度、溶浸时间、NaOH初始浓度、液固比、反应温度等因素对SiO2溶出率的影响。结果表明,机械研磨后的粉煤灰在碱浓度为17.5mol.L-1、液固比1.5及130℃溶浸时,反应时间5min~10min内,可使SiO2的溶出率达到72%。提硅后粉煤灰的铝硅比达到3,从而满足石灰烧结法制备Al2O3的要求。用此法处理粉煤灰提硅,具有节能降耗的优点,为粉煤灰的开发利用开辟了一条新途径。     

Al2O3弥散强化316L不锈钢粉末的高速火焰喷涂

采用高能球磨工艺制备了Al2O3弥散强化316L不锈钢喷涂粉末,并进行高速火焰喷涂(HVOF)试验.研究了弥散强化粉末及其喷涂层的微观组织结构和硬度.采用销-盘磨损试验机测试了涂层的耐磨性能.结果表明,球磨加工后,Al2O3颗粒尺寸大多小于1 μm,由微米级、亚微米级及纳米级粒子组成并均匀分布在316L不锈钢基体粉末中.随着球磨时间的增加,粉末的显微硬度提高.喷涂后球磨粉末的微观组织结构基本不变,喷涂层的硬度比对应球磨粉末硬度低,其耐磨性明显优于单纯不锈钢粉末涂层.     

球磨工艺对原位合成Al2O3/TiAl复合材料性能的影响

采用不同的球磨时间和球料比,实现了Ti、Al、TiO2和Nb2O5粉末的机械合金化,并以其为原料采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了Al2O/TiAl复合材料.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等对球磨后粉末的形貌、大小、相组成以及其烧结后复合材料的组织进行了观察分析.结果 表明:球磨时间和球料比对粉体的形貌、尺寸和均匀度均存在影响,但延长球磨时间有利于粉体的机械合金化,而球料比对合金化程度影响较小.将球料比5∶1,球磨6h后的粉体在1000℃、40 MPa真空环境下烧结10 min,制备了Al2O3/TiAl复合材料,其显微组织主要由γ-TiAl、α2-Ti3Al、Al3Nb,以及分布在基体晶界处的Al2O3组成,压缩强度为1476 MPa,硬度为490 HV.     

反应机械合金化/退火制备Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体

以Fe2O3粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应机械合金化/退火法制备出了Al2O3/Fe3Si纳米复合粉体。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对复合粉体球磨以及退火过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。研究表明,Fe2O3-Si-Al混合粉体球磨5 h后发生反应生成Al2 O3、Fe5 Si3、Fe3 Si、FeSi,球磨20 h后生成Al2 O3/Fe3 Si,球磨20 h的粉体在900℃条件下退火1 h的组成物相未发生变化,复合粉体颗粒呈球形,其尺寸为5μm左右,分布均匀,组成相Al2O3和Fe3Si的晶粒尺寸分别为26.6 nm和28.3 nm。     

机械活化对铟铁酸锌溶解动力学及物化性质的影响

以人工合成的高纯度铟铁酸锌为研究对象,采用搅拌球磨对其进行机械活化。以锌的浸出率为评价指标,研究不同活化试样在硫酸溶液中的浸出特性和溶解动力学,并利用X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪和比表面积分析仪分别考察机械活化对铟铁酸锌晶体结构、颗粒形貌、粒度和比表面积的影响。结果表明:机械活化使铟铁酸锌的物化性质发生明显改变,并由此提高了铟铁酸锌的反应活性。经机械活化30和60 min后,铟铁酸锌与硫酸反应的表观活化能由未活化时的76.4 kJ/mol分别降至58.6和51.8 kJ/mol,表观反应级数也由原来的0.79分别降至0.62和0.59。未活化铟铁酸锌的酸溶过程受化学反应控制,活化后则为混合控制。     

Effect of mechanical activation on aluminothermic reduction of molybdenum trioxide

In the present work, two different methods were used to study the effect of mechanical activation on aluminothermic reduction of MoO₃. In the first method, a stoichiometric amount of Al + MoO₃ and 20% weight percent of aluminum oxide (as the heat absorber) was mixed and mechanically activated by milling process in a planetary ball mill under argon atmosphere. XRD patterns and SEM micrographs of the activated samples indicated that aluminothermic reduction of MoO₃ was done in the milling media after 5 h and increasing the milling time, decreased the remaining non reacted Al and MoO₃. In the second method, as received MoO₃, was mechanically activated in different times in the range of 3 to 24 h. The effect of mechanical activation on molybdenum trioxide grain size was analyzed by Williamson-Hall method, and it was shown that, by increasing the activation time, the grain size and internal strain was reduced and increased, respectively. In the next step, the activated MoO₃ powders were mixed with stoichiometric amount of Al and 20 wt% Al₂O₃ (as the heat absorber) and shaped in the form of cylindrical samples of 10 mm in diameter and height of 15–20 mm by applying 70 MPa uniaxial pressure. Aluminothermic reaction was initiated in the prepared pellets by using conventional microwave oven. The XRD patterns of the combustion products showed that, by mechanical activation of MoO₃, the undesired phases of molybdenum dioxide (MoO₂) and aluminum molybdate Al₂(MoO₄)₃ was decreased. The aluminothermic reduction of activated MoO₃ also was studied by non-isothermal Differential Scanning Calorimetry (DSC) with heating rate of 10 °C min⁻¹ under argon atmosphere. The results showed that by mechanically activating MoO₃ for 24 h, the ignition temperature of reduction reaction decreased from 910 to 780 °C and the practical efficiency of the reaction increased from 82.9% (for the nonactivated MoO₃) to 92.5%. The comparing results between the milling mixture and the milling molybdenum trioxide indicated that the reaction in mixture cannot be completed during milling and a small amount of Al and MoO₃ remained in the activated powder. But for the activated MoO₃, and after igniting in a conventional microwave oven the desired reaction went to completion.     

温和水热法从循环流化床粉煤灰中回收氧化铝(英文)

开发一种温和水热法从电厂排放的粉煤灰中提取氧化铝。当处理氧化铝和二氧化硅的质量比(A/S)为0.78、氧化铝含量为32.43%的粉煤灰时,在NaOH浓度45%、初始苛性比(铝酸钠溶液中氧化钠和氧化铝的摩尔比)25、氧化钙和粉煤灰中二氧化硅的摩尔比1.1、液固体积质量比9、反应温度280°C、停留时间1 h的条件下,氧化铝的提取率可达到92.31%。此外,通过结构和化学分析,对氧化铝的浸出机理进行了研究。结果表明,经过碱浸后,含硅的主要物相为理论铝硅比为0的NaCaHSiO4。     

高能球磨工艺对Cu-10Cr-0.5Al2O3组织与性能的影响

利用高能球磨方法对Cu-10Cr-0.5Al2O3(质量分数,%)混合粉末进行预处理,采用电场活化烧结技术对球磨粉末进行烧结,运用XRD、SEM、硬度、断裂强度和电导率等测试方法研究球磨时间对Cu-10Cr-0.5Al2O3复合粉末烧结前后组织和性能的影响.结果表明随着球磨时间的增加,Cu晶粒更加细化,第二相分布更加弥散,以致烧结材料的强度和硬度逐渐增大,球磨20h后,烧结样品的强度和硬度分别达到952MPa和285HV;由于晶粒细化、高度弥散的第二相以及铜相的晶格畸变加强对电子的散射作用,烧结试样的电导率也随球磨时间的延长而逐渐下降,球磨20h后,烧结样品的电导率下降到51%(IACS).     

机械合金化制备TiB2-Ni(Al)复合粉末组织结构研究

目的通过原位合成技术获得TiB_2-Ni(Al)复合粉末。方法采用机械合金化方法在不同球磨时间的条件下,制备不同体积含量的TiB_2陶瓷相增强Ni(Al)基复合粉末,其中Ni粉和Al粉的摩尔比为1:1。采用扫描电子显微镜(SEM)以及X-射线衍射仪(XRD)分析球磨后粉末的显微组织结构及物相,研究不同球磨时间对制备TiB_2-Ni(Al)复合粉末物相演变、组织结构及粒子间界面结合状态的影响。结果在球磨过程中,球磨时间越长,Ni/Al间的塑变有利于原子之间的扩散,TiB_2陶瓷相颗粒逐渐变小。当球磨时间增长到一定程度时,延展性好的Al粉颗粒发生扁平化且其表面积不断增大,使得碎化后的Ni粉颗粒不断嵌入Al粉颗粒中,最终形成Ni(Al)固溶体。同时根据XRD分析发现,随着球磨时间的延长,TiB_2-Ni(Al)复合粉末中的Al峰逐渐减小,说明Al不断固溶到Ni中,形成了一定量的Ni(Al)固溶体。结论通过机械球磨技术在球磨一定时间后可原位合成Ni(Al)固溶体,这说明随着Ni与Al之间的相互扩散有利于形成Ni(Al)固溶体。     

球磨工艺对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C/0.2Al单质混合粉体为原料,采用机械合金化法制备Ti3SiC2材料.研究球磨工艺(球磨时间、球料比和球径大小、过程控制剂)对机械合金化合成Ti3SiC2影响.结果表明,机械合金化(球料比10:1,球径10 mm)单质混合粉体7 h后,原料粉体发生化学反应,生成了TiC和Ti3SiC2粉体和块体产物.球料比和球径大小对反应合成Ti3SiC2影响并不显著,但明显影响反应的孕育期.适当增大球径和球料比可明显缩短反应的孕育期,采用较大的磨球或过高的球料比会降低球磨效率,延长孕育期;添加过程控制剂(乙醇),不但会延长反应的孕育期,而且抑制反应合成Ti3SiC2.     

固态相变-热压烧结制备Ti3Al/TiC+Al2O3陶瓷复合材料

采用机械球磨工艺使Ti粉和Al粉在高能碰撞下发生同态相变形成Ti-Al非晶及固溶体，并利用X射线衍射对不同时间球磨结果进行了分析。球磨粉料与TiC和Al2O3粉混合后在真空下热压烧结，促进Ti-Al粉向Ti3Al金属间化合物的转变，最终形成了以Ti3Al为增韧相的陶瓷复合材料，断裂韧度值较单纯TiC陶瓷提高近一倍。