NaF·AlF3-Al2O3-CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率

采用改进的固定电导池常数法研究 NaF-AlF3-CaF2-Al2O3-ZrO2熔盐体系的电导率。结果表明, NaF-AlF3-3%Al2O3-3%CaF2-ZrO2熔盐体系的电导率随着ZrO2含量（0~5%）的增加呈降低趋势。每增加1%氧化锆,电导率相应地降低约0.02 S/cm。温度每增加1°C时电导率相应降低约0.004 S/cm。随着NaF与AlF3摩尔比的增加,体系的电导率随之增加。最后采用二次回归正交设计方法,建立分子比相同时电解质的电导率与温度和氧化锆浓度关系的回归方程。     

交流阻抗谱在炉渣电导率测定中的应用

利用电化学交流阻抗谱法对CaO SiO2 Al2 O3 FeOx 渣系的电导进行了研究。结果表明 ,随着渣相中氧化亚铁浓度的增大 ,温度系数逐渐减小 ;三价铁离子对电导率的影响随渣相中铁氧化物浓度的增大而显著 ,但当铁氧化物浓度小于 2 0 % (摩尔分数 )时 ,三价铁离子对电导率的影响较小 ;CaO SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 渣系中存在电子导电 ,电子电导率约为 10 -3 ～ 10 -2 S·cm-1。     

亚熔盐法回收赤泥

采用亚熔盐法对赤泥中的Al2O3和Na2O的回收进行研究.实验第一步通过采用亚熔盐和添加适量石灰乳液回收赤泥中的Al2O3,使其中Al2O3的含量降至4.19%,Al2O3单程回收率达88%;实验第二步采用低浓度的NaOH溶液对赤泥进行深度脱钠,使得最终赤泥中Al2O3和Na2O的含量分别降到3.88%和1.39%,Al2O3/SiO2和Na2O/ SiO2相应降到0.17和0.06;经过回收Al2O3和Na2O后的终赤泥呈现出表面疏松多孔的颗粒状形貌.本研究在较低温的条件下综合回收赤泥中的Al2O3和Na2O.     

Na3AlF6-Al2O3熔盐的Raman光谱和离子结构

基于测定的熔融冰晶石的Raman光谱和对散射系数的新理解,重新分析以前研究的942～1024℃的酸性NaF-AlF3熔盐中存在的不同离子团的含量。新的定量分析结果表明：对于分子比小于2的熔盐,AlF4-是含量最高的阴离子;当分子比为1.5时,其摩尔分数约为0.70;当分子比为2时,其摩尔分数为0.50。当分子比大于2.5时,AlF6^3-相对含量更高;当分子比为2.5时,其摩尔分数为0.45。然后,采用紫外Raman光谱法研究Na3AlF6-Al2O3熔盐的离子结构。研究结果表明：熔盐中存在八面体的AlF63-和四面体的AlF4^-,基团中的F-可能被O^2-部分取代。在Al2O3的质量分数大于4%的熔盐中存在具有大散射系数的Al2O2F4^2-。光谱中的波段随温度的升高发生蓝移。     

Y、Ta、Cr元素对Ni-10%Cu-10%Fe-10%Al合金在850℃冰晶石熔盐气氛中热腐蚀行为的影响

通过真空铸造得到Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu(质量分数)及分别添加0.8%Y、5.3%Ta和13.6%Cr(质量分数)的Ni-Fe-Al-Cu-X(X:Y或Ta或Cr)4种合金,采用熔盐腐蚀实验及SEM,XRD及EDX测试研究各合金在850℃静态冰晶石熔盐气氛中的腐蚀行为。结果表明:在850℃冰晶石熔盐气氛中,Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金表面形成的氧化物保护膜;由于氧的聚集、扩散,并在熔盐/氧化膜界面处发生O2+2e=2O2还原反应,而生成的O2与MeO反应生成MeO22,致使NiO和Al2O3等氧化物层疏松、多孔、易剥落;另外,氧化物保护膜也被熔盐挥发的氟化物通过物理化学作用而溶解,形成坑洞,腐蚀层呈现层叠状;添加0.8%Y和5.3%Ta可净化合金晶界,使腐蚀层中氧化产物更致密,提高合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能;添加13.6%Cr的Ni-10%Fe-10%Al-10%Cu合金,其腐蚀层形成Cr2O3及NiCr2O4冰晶石结构的化合物,降低其他氧化物的活度,提高氧化膜的保护作用,该合金抗冰晶石熔盐气氛腐蚀性能最好。     

氧化钠对CaO-Al2O3-SiO2三元系铝酸钙形成规律的影响（英文）

利用XRD、SEMEDS和DSCTG技术研究了添加Na2O的CaO-Al2O3-SiO2体系中铝酸钙的形成规律。结果表明,当Al2O3与SiO2的质量比为3.0、CaO与Al2O3的摩尔比为1.0时,在1350°C烧结后的熟料主要由12CaO·7Al2O3、2CaO·Al2O3·SiO2和2CaO·SiO2组成。熟料中12CaO·7Al2O3的含量随着Na2O的增加而增加,2CaO·Al2O3·SiO2的含量随着Na2O的增加而降低。Na2O在12CaO·7Al2O3中形成固溶体,增加了其单位晶胞体积。DSC分析表明,Na2O不仅促进了12CaO·7Al2O3的形成,而且使C12A7的形成温度降低了30°C。烧结熟料中的氧化铝溶出性能随着Na2O的增加而大幅度提高。     

Si3N4含量对Y-Si-Al-O-N涂层组织和性能的影响

以Y2O3、SiO2、Al2O和α-Si3N4为原料,采用料浆喷涂工艺在多孔Si3N4基体表面制备出致密的Y-Si-Al-O-N陶瓷涂层。研究了原料中α-Si3N4含量对Y-Si-Al-O-N熔体结构的影响,以及对涂层组织和性能的影响。结果显示:随着α-Si3N4含量的增加,颗粒状的δ-Y2Si2O7晶粒逐渐增多,板条状的Keiviite-Y晶粒逐渐减少。涂层使多孔Si3N4的吸水率降低了94.2%～95.6%,起到了很好的封孔效果。涂层也使多孔Si3N4的硬度提高了239.3%～527.3%。     

氧化钠对CaO-Al_2O_3-SiO_2三元系铝酸钙形成规律的影响(英文)

利用XRD、SEMEDS和DSCTG技术研究了添加Na2O的CaO-Al2O3-SiO2体系中铝酸钙的形成规律。结果表明,当Al2O3与SiO2的质量比为3.0、CaO与Al2O3的摩尔比为1.0时,在1350°C烧结后的熟料主要由12CaO·7Al2O3、2CaO·Al2O3·SiO2和2CaO·SiO2组成。熟料中12CaO·7Al2O3的含量随着Na2O的增加而增加,2CaO·Al2O3·SiO2的含量随着Na2O的增加而降低。Na2O在12CaO·7Al2O3中形成固溶体,增加了其单位晶胞体积。DSC分析表明,Na2O不仅促进了12CaO·7Al2O3的形成,而且使C12A7的形成温度降低了30°C。烧结熟料中的氧化铝溶出性能随着Na2O的增加而大幅度提高。     

铝电解质熔体电导率研究进展

高电导熔盐电解质体系的开发是实现铝电解过程节能降耗的主要途径之一。综述了铝电解用钠冰晶石熔体电导率的研究进展,并分析了添加剂Al2O3、AlF3、LiF、CaF2以及MgF2等对熔体导电能力的影响,对不同研究者获得的研究结果进行了对比分析。同时,对钾冰晶石的电导率研究也进行了概述,指出为开发高电导的电解质体系,应深入研究熔体导电率及其影响因素。     

冰晶石熔盐介质中铝热还原月壤模拟样钛铁矿

以月球资源原位利用为目的,研究了在冰晶石熔盐介质中铝热还原钛铁矿制备铝钛铁合金。热力学计算表明,在960℃,铝热还原钛铁矿的相关反应在热力学上可以自发进行。在组成(质量分数,下同)为47.14%NaF-42.86%AlF_3-10%FeTiO_3的960℃冰晶石介质中进行铝热还原,研究还原剂用量和还原时间对合金产物的影响。还原产物用XRF、XRD、SEM和EDS进行分析。结果表明,合金产物中有Al、Ti、Fe和少量Si,产物的主要物相是Al_3Ti。随着铝用量的增加,合金产物中Ti的含量逐渐减少,而Fe的含量逐渐增加;随着反应时间的延长,产物中Al_3Ti的含量增加。在冰晶石熔盐体系中进行铝热还原2 h、还原剂用量为理论用量3倍时,铝中钛含量最高可达18.82%。低还原剂用量和较长还原时间在冰晶石熔盐介质中还原钛铁矿,可实现Ti/Fe分离;还原反应为原子态的铝还原溶解为离子态的Ti~(4+)得到Al-Ti合金。     

氯化物熔盐对Ti_3Al基合金表面Cr_(0.82)Al_(0.18)N涂层热腐蚀行为影响(英文)

为了研究氯化物熔盐对Cr-Al-N涂层热腐蚀性能的影响,采用反应磁控溅射的方法在Ti3Al合金表面制备了Cr0.82Al0.18N涂层,研究了涂层在Na2SO4+25%K2SO4和Na2SO4+25%Na Cl(质量分数)2种熔盐中的热腐蚀行为,采用XRD和SEM分析了涂层热腐蚀产物的相组成和形貌。结果表明:涂层在含有氯化物盐的熔盐中腐蚀时表现为失重而在硫酸盐中腐蚀时表现为增重;Cr0.82Al0.18N涂层在2种熔盐中的腐蚀都主要由Cr2O3和θ-Al2O3组成。氯化物熔盐和腐蚀产物的挥发导致了在含有氯化物熔盐中腐蚀时的失重现象。当含有氯化物盐时会增加熔盐中氧离子的活度,从而加速Cr2O3在熔盐中的溶解。此外,热腐蚀过程中产生的氯气也会参与腐蚀反应,从而加速涂层的消耗。     

Effects of Chlorate on the Hot Corrosion Behaviors of Cr0.82Al0.18N Coating Deposited on a Ti3Al Based Alloy

为了研究氯化物熔盐对Cr-Al-N涂层热腐蚀性能的影响,采用反应磁控溅射的方法在Ti3Al合金表面制备了Cr0.82Al0.18N涂层,研究了涂层在Na2SO4+25%K2SO4和Na2SO4+25%Na Cl(质量分数)2种熔盐中的热腐蚀行为,采用XRD和SEM分析了涂层热腐蚀产物的相组成和形貌。结果表明:涂层在含有氯化物盐的熔盐中腐蚀时表现为失重而在硫酸盐中腐蚀时表现为增重;Cr0.82Al0.18N涂层在2种熔盐中的腐蚀都主要由Cr2O3和θ-Al2O3组成。氯化物熔盐和腐蚀产物的挥发导致了在含有氯化物熔盐中腐蚀时的失重现象。当含有氯化物盐时会增加熔盐中氧离子的活度,从而加速Cr2O3在熔盐中的溶解。此外,热腐蚀过程中产生的氯气也会参与腐蚀反应,从而加速涂层的消耗。     

红土镍矿中MgSiO_3在NaOH亚熔盐体系中的浸出反应机理

根据硅镁型红土镍矿中镁硅酸盐存在形式,采用化学沉淀法合成Mg Si O3,通过正交实验考察反应温度、反应时间、液固比和Na OH浓度对Mg Si O3在Na OH亚熔盐体系中的浸出过程的影响,得出优化实验条件为:反应温度为210℃,反应时间为180min,液固比为6:1,Na OH浓度为80%。在优化实验的基础上,采用Raman光谱对反应过程进行在线检测,利用XRD和IR光谱分析反应后的水浸渣结构变化,解析Mg Si O3在Na OH亚熔盐体系中的反应机理。结果表明:在反应过程中,Si O4中的Si—O被破坏,Na OH介入硅酸盐晶格中,其中间产物为Mg2Si O4和Na2Mg Si O4,Mg2+经过碱浸过程可以脱离Si O4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。     

Al2O3-Si原料在还原气氛下的高温物理化学变化过程

以电熔刚玉和单质硅为原料压制成试样,分别在埋碳条件、1400～1600℃高温烧结,获得5个不同温度点合成样品,采用XRD分析技术研究试样的物相演变过程,对Al2O3-Si系原料在埋碳气氛合成过程中的物相变化和反应动力学机制进行了研究.结果表明试样中新生成的物相除了SiC和O'-Sialon外,合成温度在1550℃以下还存在SiO2相,1550℃以上则存在X-Sialon相.其反应过程是金属硅和氮气反应生成Si3N4,金属Si和CO反应生成SiO2和SiC;SiC和Si3N4又分别转化成Si2N2O;同时,Al2O3和Si2N2O固溶合成O'-Sialon.随着合成温度的升高,Al2O3和Si2N2O会进一步固溶生成X-Sialon.CO气体参与反应、合成温度和原料配比是控制Al2O3-Si系原料最终合成产物、产物的生成速度和生成量的重要因素.     

Na_3AlF_6-Al_2O_3系熔盐结构的计算模拟与高温拉曼光谱

在Na3AlF6-Al2O3系熔盐中,考虑到可能出现的键合结构,构建系列铝氟和铝氟氧络合离子的团簇结构模型,分别应用量子化学第一原理(Ab initio)和密度泛函计算方法(DFT)对其进行结构优化和拉曼频率计算,对Na3AlF6-Al2O3二元系含和不含LiF和CaF2添加剂的两种样品进行原位升温拉曼光谱实验。结果表明:两种方法计算结果吻合较好;添加剂LiF和CaF2对Al2O3的溶解有促进作用;溶解Al2O3中的氧已转化成为Al2OF62-中的桥氧,并得到理论计算模拟结果的解释和确认。     

诱导结晶法从含氟废水中回收低硅冰晶石

采用诱导结晶法对硅氟共存的含氟废水进行了处理,考察了反应p H、诱导结晶时间对冰晶石中硅含量的影响,确定了从废水中直接回收低硅冰晶石的可行性。结果表明,反应p H在4.2至7.6之间时,增加诱导结晶时间,增大冰晶石粒径,是降低其硅含量的有效途径。采用诱导结晶反应器连续处理某氟化盐工业含氟废水,在废水流量为60L/h时,冰晶石产品中硅含量在0.10%至0.25%之间,F、Al、Na、Si O2等主成分均满足冰晶石标准(GB/T4291-2007)的要求。诱导结晶法回收得到的冰晶石产品质量合格,可作为铝电解行业原料使用。     

高温熔盐电导率测试方法

熔盐电解质的导电性对熔盐电解的能耗有极大的影响,直接关系到熔盐电解生产的能耗和成本。介绍了四电极法、连续改变电导池、交流电桥法和交流阻抗法测量高温熔盐电导率的基本原理、优点和存在的问题,为高温熔盐电导率测量方法的选择提供了参考。     

含MO（MO=FeO,NiO）的低碱度CaO-MgO-Al2O3-SiO2熔渣电导率（英文）

作为有色冶金渣中有价金属回收基础,利用电化学交流阻抗谱法,测定低碱度MO(MO=FeO,NiO)-CaOMgO-Al2O3-SiO2五元熔渣体系的电导率。结果表明:随着熔渣体系温度的升高和MO浓度的增大,熔渣电导率增大。在1573～1773K下,(CaO+MgO)与(SiO2+Al2O3)质量比为0.47,当MO浓度小于12%时,熔渣电导率为1.4～14.4S/m。随着熔渣中MO浓度的增大,熔渣电导率增大的幅度增加。当熔渣中FeO和NiO浓度小于8%时,两种熔渣的电导率相差不大;当浓度达到12%时,含FeO的熔渣电导率明显大于含NiO的熔渣电导率。随着MO浓度的增加,电导活化能降低。     

SiO2/Al复合材料的制备及性能研究

采用液态机械搅拌法制备了SiO2/Al复合材料.对复合材料中颗粒的分布、界面反应及复合材料物理力学性能进行了分析测试.结果表明,当复合材料颗粒含量较低时分布比较均匀;复合材料界面反应产物主要有Mg 2Si,MgAl2O4,MgO相,Si含量较少;热导率、热膨胀系数均随SiO2颗粒含量增加而减少;布氏硬度随SiO2颗粒含量增大而增大;SiO2颗粒含量较少(w(SiO2)＜6%)时,复合材料的抗压强度随SiO2颗粒含量增大而增大,但含量继续增加抗压强度反而降低.     

MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系电导率估算与测定

本文建立了半理论半经验的电导率估算模型,并利用MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系测定的电导率值与模型计算值进行了比较,结果表明混合模型可以很好的估算MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系的电导率。本文还采用四因子二次回归正交设计研究了MgCl2-NaCl-KCl-CaCl2熔盐体系的电导率,用数理统计分析法得到了电导率随体系组分含量变化而变化的二元二次方程。实验结果表明,体系电导率随NaCl含量和温度增加而增大,随KCl、MgCl2、CaCl2含量增加而减小。