CaCl_2-CaF_2-CaO体系中熔盐电解法制备铝钙合金的研究

研究了以CaO为原料,在CaCl2-CaF2二元系体系中,通过熔盐电解法生产Al-Ca合金新工艺,制备了Al-Ca合金,合金中Ca含量最高可达14%。考察了电解温度、电流密度和电解时间等条件对反电动势和电流效率的影响。铝钙合金试样的X射线衍射分析表明,其物相主要为Al与Al4Ca;扫描电镜分析显示,从Al4Ca合金相分布来看,合金的浓度分布比较均匀。     

添加钛、铌的超低碳钢在不同工艺过程中的析出相分析

测定了一种复合添加钛、铌超低碳钢的极化曲线,选用合适的电流密度和电解时间以碳复型方法萃取钢中的析出相制备透射电镜观察用样品.对铸态、热轧的粗轧和精轧、冷轧及退火试样中的析出相进行电镜观察和能谱分析,并用X射线衍射技术进行相鉴定.结果表明,各工艺过程中的析出相主要为TiN和Ti4C2S2,在铸态、热轧和冷轧样品中存在TiS相.在钛的析出相中有微量铌存在,其含量仅为0.002%(质量分数)左右,这是钢中一部分铌置换了析出相中钛的结果.     

纯镍中非金属夹杂物的电解萃取

试验以纯镍N6为对象,采用电解萃取试验将N6中的非金属夹杂物分离并提取。通过试验,确定合理的电解液配比为0.1% Cr₂(SO₄)₃、0.2%～0.4% 柠檬酸钠、0.1%～1% FeSO₄、0.1%～1% NiSO₄、1% NaCl。最佳电解工艺为:电流密度60～80 mA/cm²,电解时间24 h,实验温度为(20±5) ℃,电解液pH值为5～6。在此最佳电解工艺参数下可完成对纯镍N6中非金属夹杂物的电解萃取。借助扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射仪等设备分析非金属夹杂物,结果表明,不同纯镍N6试样中均存在非金属夹杂物,但不同试样中的夹杂物数量与尺寸有所不同;非金属夹杂物主要由硅、铝、钙、镁、铁、氧等元素构成,主要夹杂物包括氧化铝类、硅酸盐、铝酸盐、复相夹杂物以及氮化物类。本研究对金属冶炼和浇注工艺有一定指导意义。     

无机物料固体废物属性鉴别通用方法

除了废弃特征明显的废物适合现场鉴别之外,其他绝大多数无机物料都需要利用多种分析仪器对其理化特性和特征指标进行分析,以分析结果为基础进行固体废物属性鉴别。结合已经开展的无机物料固体废物属性鉴别实例,阐述了无机物料固体废物属性鉴别过程中常用的X射线荧光光谱、X射线衍射、激光粒度、扫描电子显微镜、偏光显微镜、X射线能谱、化学滴定等7种分析手段。利用X射线荧光光谱、X射线衍射、X射线能谱+扫描电子显微镜、偏光显微镜等4种常用分析手段对一种进口无机物料进行了分析,结果显示,物料的主要元素组分为钴、氧、硫、镁、锰、硅,主要物相为氧化钴、硫酸钴、Mg₃Si₂O₅(OH)₄、Co₃(OH)₄Si₂O₅,推断出该物料是氧化钴生产过程中所产生的混杂了未经历萃取分离、沉淀、煅烧等工序的物质,根据GB 34330—2017《固体废物鉴别标准 通则》中相关条款判断该物料属于固体废物。通过建立的无机物料固体废物属性鉴别的通用方法和流程,可为进口无机物料的固体废物属性鉴别和监管提供参考,对有效遏制各种无机固体废物涌入我国,保护我国生态环境安全和人体健康具有重要意义。     

Gd(Co_(1-x)Ni_x)化合物的稳定性与分解机理

以N_4部分置换Co,提高Gd(Co_(1-x)Ni_x)_5化合物的稳定性,并改变其分解机理。GdCo_5的分解温度约比850℃稍高一点,在此温度以下GdCo_5转变为Gd_2Co_(17)和Gd_2Co_7相,由于相变驱动力很小,分解反应仅局限于一些活化区如晶界之类及其附近,其机理是亚稳定分解(spinodal decomosifion)。它的X射线花样未发现Gd_2Co_7相的线条,很可能是由于Gd_2Co_7相内部的Gd原子分布不均匀,点阵结构尚部分处于无规状态所致。GdCo_4Ni的分解温度约为800℃,其分解机理与GdCo_5的完全不同,与过饱和固溶体的沉淀很相似。     

热处理方式对MIMFe-50Ni合金磁性能的影响

以羰基铁粉和羰基镍粉为原料粉末,采用金属注射成形(MIM)工艺制备Fe-50%Ni软磁合金,分别采用炉冷、空冷、油冷和液氮冷等4种冷却方式对该合金进行热处理,借助TEM分析和居里温度测量等检测技术系统研究冷却方式对其磁性能的影响,并对不同热处理方式导致试样磁性能差异的根本原因进行分析。结果表明:热处理冷却方式对注射成形Fe-50%Ni软磁合金的密度、杂质含量和晶粒尺寸影响都不大,但对磁性能的影响非常明显,随冷却速率加快,该合金的矫顽力先增大后减小。液氮冷却的试样磁性能最好,其饱和磁感应强度为1.45T,矫顽力为7 A/m,最大磁导率为72.47 mH/m,初始磁导率为10.12 mH/m。油冷和液氮冷却试样中存在亚稳FeNi有序相,导致合金的磁性能大幅提高。     

NaCl-KCl-Na_2WO_4-CuO体系电解制备钨铜复合粉体研究

文中研究采用熔盐电解以由Na2WO4和CuO为活性物质电解获得钨铜合金复合前驱粉体.通过循环伏安法对电解质体系及电极过程进行定性分析认为Na2WO4减缓体系活性物质扩散速度,CuO与Na2WO4的电解非同步进行.通过改变活性物质的加入方式进行对比实验,结果表明：在温度750℃;以一定比例KCl-NaCl混合熔盐为电解质,在起始槽电压1 V,先加入CuO电解2 h;后加入Na2WO4,调整槽电压至2 V电解3 h,对产物进行X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）表明,可以获得纯度达到98%的W-Cu合金粉体.     

W-Ni复合金属粉体在典型氯化物介质中的电解合成及表征

采用熔盐电解法以CaCl_2-NaCl为电解质还原Na_2WO_4及NiO合成由W,Ni及NixWy相构成的W-Ni复合金属粉体。通过三电极系统以循环伏安法分析W(VI)和Ni(II)离子的电极还原过程,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)表征和分析阴极电解产物的形貌及组成。结果表明:以石墨为电极,在温度800℃,恒电位2.5 V的外部条件下,直接混合Na_2WO_4-NiO电解,容易导致复合金属粉末产物中Ni偏析而形成Ni_(17)W_3相,产物颗粒容易团聚,其中Ni的质量分数高于14%,易形成复杂Ni_xW_y相;而通过先后分时加入Na_2WO_4和NiO方法,可以有效控制W-Ni复合金属粉体的中的Ni偏析并形成NiW相,产物颗粒分散性好,粒径均匀,使Ni质量百分比低于5%,并能有效避免复杂NixWy相的析出;电解过程中W(VI)的主要来源为Na_2WO_4与CaCl_2前置反应而形成的CaWO_4,W(VI)和Ni(II)离子的电极还原过程均为不可逆过程,Na_2WO_4加入后体系活性离子在熔盐中的扩散系数整体减慢了接近10倍,W(VI)离子的引入是制约电极反应速率的控制步骤。     

多组元硬质相增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织和性能研究

以Mo、FeB和Fe等为原料,添加不同含量的WC、NbC、TiC多组元硬质相结合真空液相烧结工艺制备了Mo_2FeB_2基金属陶瓷。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射仪、洛氏硬度检测和耐磨实验,研究了多组元硬质相对试样的组织和性能的影响。结果表明:多组元硬质相起细化组织和弥散强化的作用,因而提高了金属陶瓷的硬度和耐磨损性能;当WC、NbC、TiC的质量分数分别为10%、4%和5%时,试样的硬度最高,耐磨性最好。     

光学显微镜鉴定、扫描电镜(能谱)及微区衍射在微量矿物检测中的联合应用

通过光学显微镜鉴定、扫描电镜(能谱)及微区X射线衍射分析技术的联合应用,对某铍矿物存在形式进行研究,结果表明,通过镜下鉴定、扫描电镜图像观察、能谱仪分析找出疑似铍矿物,并进行标记,之后通过微区X射线衍射对标记点进行分析,可以最终确定铍矿物种类。镜下观察、微区X射线衍射与扫描电镜(能谱)分析结合检测微量矿物的方法,具有微区、微量、原位和无损等优点,能够对在100μm尺寸以上矿物进行准确的物相鉴定。     

CaCl2-NaCl熔盐电解MnO2-Fe2O3制备FeMn4合金粉末

提出了以MnO2-Fe2O3为原料经一步熔盐电解得到FeMn4粉末工艺,具有工艺流程短、低能耗、无环境污染等特点.采用850℃的NaCl-CaCl2混合熔盐体系,以烧结后的MnO2-Fe2O3片作为阴极,高密度石墨碳棒作阳极,在一定槽电压下进行电解.记录电解过程中电流变化,利用X射线衍射仪分析电解产物的成分,扫描电子显微镜观察电解产物形貌,激光粒度分析仪测定粉末的粒度.研究了不同的烧结温度、电解电压、电解时间、粒度对电脱氧反应的影响.结果表明,采用熔盐电解固体MnO2-Fe2O3直接制备出高纯度的立方体晶格FeMn4粉末(平均粒径D50为16.95 μm),其适宜工艺条件为:球磨3 h(平均粒径D50为6.454 μm),成形压力20 MPa,烧结温度800℃,烧结时间5 h,3.20 V的槽电压、850℃的CaCl2-NaCl熔盐中电解18 h.     

NaCl-KCl-Na2WO4-CuO体系电解制备钨铜复合粉体研究

文中研究采用熔盐电解以由Na₂WO₄和CuO为活性物质电解获得钨铜合金复合前驱粉体.通过循环伏安法对电解质体系及电极过程进行定性分析认为Na₂WO₄减缓体系活性物质扩散速度,CuO与Na₂WO₄的电解非同步进行.通过改变活性物质的加入方式进行对比实验,结果表明:在温度750 ℃;以一定比例KCl-NaCl混合熔盐为电解质,在起始槽电压1 V,先加入CuO电解2 h;后加入Na₂WO₄,调整槽电压至2 V电解3 h,对产物进行X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)表明,可以获得纯度达到98 %的W-Cu合金粉体.      

LiNixCoyMn1-x-yO2正极材料合成对匣钵的侵蚀过程

采用工业上用于焙烧三元正极材料LiNixCoyMn1-x-yO2的废旧匣钵为试样,通过对试样进行荧光和化学分析、X射线衍射分析、微观结构以及能谱分析,研究了三元正极材料LiNixCoyMn1—x—yO2高温合成过程对匣钵的侵蚀机理。结果表明：LiNixCoyMn1—x—yO2合成过程中,主要是锂离子侵蚀,侵蚀产物为LiAlO2,同时对原有匣钵基体破坏形成了新物相Mg6Al2(OH)18?4.5H2O;镍、钴、锰三种金属离子在高温合成过程中并未对匣钵基体侵蚀形成新物相。经过侵蚀的匣钵明显分成两层,两层之间有一个过渡带状,可能是中间形成的致密过渡层,避免匣钵进一步被破坏。     

电解提取-X射线荧光光谱法测定钢中氧化物夹杂分量

研究了应用X射线荧光光谱仪的微区分析功能测定钢中氧化物夹杂分量的方法。优化了电解提取氧化物夹杂及X射线荧光光谱测定其分量的条件,同时建立了分析方法。实验结果表明,试样在弱酸性电解液并控制电流密度为0.02~0.06 A/cm2的条件下进行电解效果较好,测得氧化物夹杂总量一致。实验确定用X射线荧光光谱仪微区测定氧化物夹杂分量的最少样品量为不少于3 mg。用本法测定样品中氧化物夹杂分量SiO2,Al2O3,CaO,MgO,MnO2,Fe2O3,TiO2,Cr2O3的准确度(σ)为0.096%~0.63%,相对标准偏差小于6%,检出限为0.003×10-6~0.025×10-6。     

电子探针X射线分析仪在宝钢的应用

电子探针X射线分析仪(EPMA)将高度聚焦的电子束照射在样品上,激发试样中某一微小区域,使其发出特征X射线,测定该X射线的波长和强度,即可对该微区的5 ～92号元素作定性或定量分析.由于波谱仪能量分辨率高,所以电子探针的分析精度远高于配备能谱的扫描电镜,使电子探针能够将显微组织和元素成分联系起来,解决材料显微成分分析的问题,是研究亚微观结构的有力工具.宝钢在建厂伊始便引进了这种设备,经过30多年的使用,在设备功能的基础上,结合宝钢实际,开发出一系列的特色应用以服务产品研发和现场生产.     

钢中细小夹杂物的研究方法探讨

以氧化物冶金领域中研究最为广泛的钛脱氧产物为例,通过扫描电镜(SEM)对金相试样和电解夹杂物的观察,大样电解萃取夹杂物后X射线衍射(XRD)分析,金属薄膜法制样的透射电镜(TEM)分析,采用离子减薄技术后的电子背散射衍射(EBSD)分析和通过采用RTO法制样的透射电镜分析,对细小夹杂物的研究方法尤其是内部结构和物相组成的研究进行了探讨。实践表明,小样电解是提取钢中细小夹杂物的最好方法,而大样电解可能对夹杂物造成损害。微米级夹杂物采用金属薄膜法制样比较困难,但采用离子减薄后,在SEM下可清晰的观察夹杂物的内部结构并采用EBSD分析其相组成。     

7%Cr管线钢在含有CO_2盐溶液中的腐蚀行为研究

利用失重法,结合显微形貌、能谱分析、X射线衍射、电化学测试等手段,分析了中铬钢在高温高压含有CO_2的盐溶液环境中腐蚀的萌生与发展,以及热处理工艺对中Cr钢的耐蚀性能影响规律。结果显示:7%Cr(质量分数)钢在有CO_2的盐溶液中的腐蚀以点蚀为开端,随后形成由Cr(OH)_3和FeCO_3组成的非晶态产物膜,产物膜外层有颗粒状FeCO_3附着,随着Cr(OH)_3的大量产生产物膜中部分FeCO_3溶解,随后CaCO_3沉淀填补了颗粒状FeCO_3溶解后留下的空隙。热处理后淬火试样耐蚀性最好,正火次之,轧制试样最差。     

7%Cr管线钢在含有CO2盐溶液中的腐蚀行为研究

摘要：利用失重法,结合显微形貌、能谱分析、X射线衍射、电化学测试等手段,分析了中铬钢在高温高压含有CO2的盐溶液环境中腐蚀的萌生与发展,以及热处理工艺对中Cr钢的耐蚀性能影响规律。结果显示：7%Cr（质量分数）钢在有CO2的盐溶液中的腐蚀以点蚀为开端,随后形成由Cr(OH)3和FeCO3组成的非晶态产物膜,产物膜外层有颗粒状FeCO3附着,随着Cr(OH)3的大量产生产物膜中部分FeCO3溶解,随后CaCO3沉淀填补了颗粒状FeCO3溶解后留下的空隙。热处理后淬火试样耐蚀性最好,正火次之,轧制试样最差。     

化学分析技术在冶金表面分析中的应用

介绍了化学分析和物理测试之间的区别，指出化学分析方法能进行定量表面分析；概述了选择性溶解法、电化学溶解法、X射线荧光光谱法(XRF)等化学分析方法在表面分析中的应用。重点论述了辉光放电发射光谱技术在表面分析中的应用和实例，它不但能给出试样元素含量在深度方向上的分布，还能结合相的特征给出特殊相的厚度。利用其快速逐层剥离的特点，也可用于扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等物理表面分析手段的试样预处理。     

注射成形制备TiNi多孔材料

利用粉末注射成形工艺制备了TiNi多孔材料,研究了注射喂料的流变性能,造孔剂NaCl对多孔材料性能的影响。试验结果表明:喂料的流变性能良好;造孔剂可以显著提高材料的孔隙度、孔径;能谱分析和X射线物相分析没有发现NaCl残留,TiNi多孔材料主要由Ni3Ti、Ti2Ni、TiNi、TiC相组成。