电镀Ni-P-Ti3C2Tx合金镀层的制备以及性能研究

目的提高Ni-P合金镀层的硬度及腐蚀防护性能。方法块体Ti3AlC2颗粒经过氢氟酸的刻蚀作用得到二维层状结构的Ti_3C_2T_x材料,并通过电沉积技术将其掺杂到Ni-P合金镀层中,从而制备出Ni-P-Ti_3C_2T_x复合合金镀层,研究复合合金镀层的成分、表面形貌、表面接触角和硬度,并结合动电位极化曲线以及尼奎斯特阻抗图,分析Ti_3C_2T_x颗粒掺杂对Ni-P合金镀层性能的影响。结果通过深入研究复合合金镀层的性能,发现随着Ti_3C_2T_x颗粒掺杂量的增加,Ni-P-Ti_3C_2T_x合金镀层的表面粗糙程度不断增加,这可能是由于导电的Ti_3C_2T_x颗粒使得合金镀层的树枝状结晶增加,而且合金镀层的表面接触角增大,对于提高合金镀层的腐蚀防护性能有很大的促进作用。由于Ti_3C_2T_x颗粒的掺杂,合金镀层的显微硬度得到了提高,这主要是依靠于弥散增韧的作用以及有限的晶界。Ni-P-Ti_3C_2T_x合金镀层的腐蚀防护性能随着Ti_3C_2T_x颗粒掺杂量的增加,出现了先增加后减小的趋势。结论 Ti_3C_2T_x颗粒的掺杂对提高Ni-P合金镀层的硬度以及腐蚀防护性能有一定的作用。     

导热相复合陶瓷微波烧结传热模式数值分析

根据微波加热的特点，采用二维稳态导热数值分析法，建立了导热相复合陶瓷微波烧结的传热模式. 研究了导热相的浓度、导热相弥散分布状况、基质类型以及保温方式对复合陶瓷内部二维稳态温度场分布的影响，并设计了导热相SiC晶须复合TZP陶瓷的微波烧结致密化实验，对建立的复合陶瓷的微波烧结传热模式进行了验证. 结果表明：导热相复合陶瓷设计时宜选取具有高导热系数的基体，保持导热相有较高的浓度，使导热相均匀分布于基体中，且微波烧结传热宜采用合适的保温设施.     

合成Fe3 Si-Ti(C,N)多相材料的热力学研究

本文利用热力学分析了铁尾矿中主体元素可能发生的反应并对生成的产物进行了预测.理论分析表明,尾矿中Fe3O4和FeTiO3的还原是逐级进行的,虽有中间产物的产生,但随温度的升高,最终转化为Fe3Si和Ti(C,N),这为合成制备Fe-Si-Ti多相材料提供了理论基础.在热力学分析的基础上,采用碳热还原氮化法制备了Fe3Si-Ti(C,N)多相材料,并借助XRD和SEM对烧结体的物相和显微形貌进行了表征.结果表明,1300℃以上时,产物的主晶相为Fe3Si和Ti(C,N),与热力学分析结果吻合.通过SEM分析可知,生成的Ti(C,N)相富集在Fe3Si相的周围,形成一种高硬度、耐磨、抗腐蚀的复合材料,表明这是一条从废弃尾矿制得良好的耐磨材料的绿色工艺.     

硫酸烧渣煤基直接还原工艺的实验研究

以硫酸烧渣和无烟煤粉为原料,用圆盘造球机造球,研究了粘结剂及其添加量对含碳球团强度的影响,确定了合适的粘结剂及其添加量;用该含碳球团进行还原焙烧,考察了还原温度、还原时间以及配煤量对球团金属化率的影响,确定了最优的工艺参数,即还原温度为1150℃,还原时间为20分钟,C/O为1.15,在此参数下还原焙烧,金属化球团的金属化率可达98.26%。用SEM-EDS分析了金属化球团的微观结构,认为在不影响球团金属化率的情况下,适当的提高还原温度和延长还原时间,能改善直接还原铁的结晶缺陷,提高金属化球团的致密性,进而提高金属化球团抵抗二次氧化的能力。     

高温防锈剂对螺纹钢耐腐蚀性能的影响研究

研制了一种高温防锈剂,通过将高温螺纹钢浸渍该防锈剂,模拟了螺纹钢轧后快速穿水冷却工艺.进行了盐雾加速腐蚀实验和电化学实验,比较了高温防锈剂SG处理与穿水冷却处理后螺纹钢的耐腐蚀性能.盐雾实验表明,SG试样第一锈点出现的时间较短,且连续腐蚀120 h后,腐蚀增重较少,表现出良好的抗盐雾性能；电化学实验分析显示,对比螺纹钢不同部位(基体表面、横肋和纵肋)SG试样的腐蚀电位均较正,且腐蚀电流密度较低.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)方法,研究了2种处理方法下表面氧化铁皮微观组织和结构,并对其耐蚀性机理做了初步探讨.结果表明:高温防锈剂SG处理后螺纹钢表面形成一层致密完整富含Fe3O4的氧化皮钝化膜,提高了其常温耐腐蚀性能.     

氰化渣典型矿物对氰的吸附

氰化提金过程中产生大量的氰化渣,被视为是危险固体废物。氰化渣主要由黄铁矿、石英和硅酸盐等矿物组成。本实验采取静态吸附法,模拟了氰化渣中几种典型矿物及其复合矿物对氰的吸附。研究表明:矿物对氰的吸附呈线性特征,但吸附能力各不相同,各矿物对氰的吸附量大小顺序是q_(黄铁矿)q_(模拟氰化渣)q_(硅酸盐矿)q_(石英);石英对氰几乎不产生吸附,黄铁矿、硅酸盐矿物混合物和模拟氰化渣对氰的饱和吸附量分别约为13.89、1.09和6.89mg/g。开发了一种数学模型用来评估石英、硅酸盐矿物混合物和黄铁矿含量对氰化渣吸附氰总量的影响。红外分析表明,CN-吸附在矿物表面,改变了氧化产物,生成了新的物质,促进了矿物对CN-的吸附。     

高硅铁尾矿合成SiC粉体技术研究

以高硅铁尾矿为主要原料,利用碳热还原法合成了SiC粉体。分析了合成过程的反应机理,探讨了配碳量和合成温度对合成过程的影响。结果表明,最终产物中β-SiC为主晶相,FexSiy为次晶相;影响合成SiC粉体最主要的因素是配碳量,其次是反应温度;在保证配碳过量的情况下,保温时间和氩气流量对合成产物的影响不是很明显;产物晶粒存在多种几何形状,其中SiC晶粒多以片状、柱状、球状形式存在,并且晶粒表面比较光滑,晶粒的尺寸分布不均匀。合成SiC的最佳工艺参数为:n(C):n(SiO2)=5,合成温度1500℃,恒温时间8h,氩气流量0.6L/min。     

高炉非金属冷却壁耐火基体的工艺改进

郑州华宇集团和北京科技大学联合研制生产的非金属冷却壁是高炉冷却壁的发展方向，但其浇注耐火基体在工艺和性能等方面还有待全面优化。本文通过试验，从养护制度和分散剂的选用两个方面提出了切实可行的优化方案，提高了非金属冷却壁浇注耐火基体的综合性能。     

水溶性胶态成型工艺制备氮化硅耐磨结构陶瓷

以氮化硅粉末为原料,采用水溶性胶态成型工艺制备高耐磨氮化硅陶瓷.采用正交设计的方法来优化制备高品质注浆料,并研究了掺杂分散剂后Zeta电位的变化.同时,还对氮化硅陶瓷烧结体的显微结构、力学性能和耐磨性能进行了研究.结果表明:当氮化硅浆料中固相体积分数为45%时,可制得体积密度较高的精细氮化硅陶瓷材料,断裂韧性可达7.21MPa.m1/2,硬度为9.30GPa.通过抗耐磨损实验研究表明:干摩擦条件下,氮化硅陶瓷发生了晶粒脆性断裂和脱落;水润滑条件下,摩擦表面产生了氢氧化硅反应膜,降低了磨损,主要是化学腐蚀磨损.     

不同胶凝材料对氰化废渣的固化性能研究

采用胶凝材料固化技术,以不同类型胶凝材料为固化剂,对氰化废渣进行固化处理。结果表明:与硅酸盐水泥(PC)、铝酸盐水泥(AC)和硫铝酸盐水泥(SAC)相比,改性硫氧镁水泥(MOC)固化剂所得固化体的强度性能最优;固化体中CN-的浸出率大小顺序为R_(AC)R_(SAC)R_(PC)R_(MOC),固化体中CN~-的累积浸出分数ACSACPCMOC;在MOC固化体系中,部分氰化废渣还参与了胶结反应,一方面促进了强度的增长,另一方面阻碍了CN~-的浸出。