Fe_2SiO_4熔化原位观察及组织形貌研究

以含硅1.21 wt%低碳钢为研究对象,采用电子背散射扫描(BSED)、能谱仪(EDS)、激光共聚焦显微观察(LSCM)分析了该钢种氧化铁皮的组成、Fe_2Si O_4/Fe O的组织以及Fe_2Si O_4相的熔化。结果表明:低碳钢氧化铁皮主要由三层结构组成,外层主要为Fe_2O_3,中间层以Fe_3O_4和Fe O为主,内层为共晶化合物Fe_2Si O_4/Fe O。此外,Fe O以弥散分布的颗粒状分布在基体Fe_2Si O_4中。同时,原位观察试验验证了Fe_2Si O_4相的理论熔化温度约为1173.9℃,而且,Fe_2Si O_4相的熔化温度与硅元素含量无关。     

热轧条状氧化铁皮成因分析及控制对策

采用SEM、XRD对热轧条状氧化铁皮缺陷的微观形貌及相结构进行了分析。结果显示,缺陷位置氧化铁皮厚度大于正常位置,且存在压入基体现象。褐色条纹区域相结构主要为Fe_3O_4+少量Fe_2O_3,红色条纹区域为Fe_2O_3+少量Fe_3O_4。除鳞打击测试表明,除鳞水喷射效果差是造成条状氧化铁皮缺陷的根本原因。通过对除鳞设备进行优化,热轧条状氧化铁皮得到有效解决。     

Fe3O4@SiO2磁性复合微球的制备与表征

采用化学共沉淀法制备Fe_3O_4颗粒,在其制备过程中控制Fe_3O_4核的长大时间,加入油酸钠作为表面修饰剂来控制Fe_3O_4核的尺寸,然后加入正硅酸乙酯(TEOS)生成纳米级Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球。通过X射线衍射、透射电镜、能谱分析和红外光谱分析证实Fe_3O_4颗粒表面包覆有SiO_2,并研究了复合粒子的形貌和成分组成,然后进行了磁性能分析。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒、Fe_3O_4@SiO_2复合纳米粒子和亚微米级Fe_3O_4@SiO_2复合微球的饱和磁化强度分别为79.95、34.85和61.51 A·m2/kg,对应的剩磁分别为1.73、1.05和3.07 A·m2/kg,矫顽力分别为1083、755和2002 A/m,亚微米级复合微球的剩磁和矫顽力都显著增大。     

复合磁絮凝剂的制备及其对黄药废水的处理

以磁种(Fe_3O_4)和聚合硫酸铁(PFS)为主原料,通过复配工艺制备新型复合磁絮凝剂(CMF),并将其应用于黄药废水的处理。结果表明:当Fe_3O_4球磨时间为40 h、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和壳聚糖(CTS)在PFS中的添加量分别为480、280和60 g/L时,Fe_3O_4-PDMDAAC-PFS、Fe_3O_4-PVP-PFS和Fe_3O_4-CTS-PFS的沉降时间分别可达248、1035和507 h。当黄药废水初始pH为9、Fe_3O_4-PDMDAAC(240g/L)-PFS和Fe_3O_4-CTS(40 g/L)-PFS中复合絮凝剂投加量分别为180和160 mg/L、Fe_3O_4添加量分别为5%和20%时,与PFS相比,Fe_3O_4-PDMDAAC(240 g/L)-PFS和Fe_3O_4-CTS(40 g/L)-PFS对COD总去除率分别提高17.28%和20.16%,对黄药总去除率分别提高1.91%和2.48%,且Fe_3O_4-PDMDAAC-PFS和Fe_3O_4-CTS-PFS都获得了更快的絮体沉降速度和更密实的絮体结构。     

以PEG为分散剂从废绿矾中回收Fe_3O_4（英文）

以CaOH为沉淀剂通过共沉淀从绿矾溶液中回收Fe_3O_4,研究分散剂PEG对Fe_3O_4磁分离的影响。结果表明,分散剂PEG对Fe_3O_4的回收有显著影响。在Fe_3O_4制备过程中添加PEG不利于Fe_3O_4的回收。当PEG-6000浓度从0增加到8 g/L时,Fe_3O_4产品的铁品位从65.58%降至57.79%,中值粒径从2.35μm降至1.35μm。然而,在混合产物的湿磨过程中添加PEG可促进随后的Fe_3O_4回收。当PEG-200用量从粉末质量的0%增加到4%时,Fe_3O_4产物中铁的品位从65.58%升高到68.32%。当PEG-200用量为4%时,改变PEG相对分子质量从200增加到20000,Fe_3O_4产物中铁品位从68.32%降至66.70%。     

某注水注气井C110油管腐蚀穿孔原因分析

通过宏观形貌和组织观察,化学成分、力学性能和腐蚀产物成分测试,结合服役工况调研,分析了注水注气井C110油管腐蚀穿孔的原因。结果表明:失效C110油管的材料性能均符合标准API SPEC 5CT-2011要求;油管内壁发生氧腐蚀,腐蚀产物主要为Fe_3O_4和Fe_2O_3,油管外壁发生O_2-CO_2-H_2S腐蚀,腐蚀产物主要为FeCO_3、Fe_3O_4、FeOOH、FeS;与油管内壁经历的单一O_2工况相比,油管外壁经历的O_2-CO_2-H_2S工况具有更低的pH,且腐蚀生成的产物多孔、保护性差,导致油管外壁发生O_2-CO_2-H_2S腐蚀穿孔。     

铁酸钠对含铁矿物碳热还原过程铁粒形成的影响

通过热力学计算、动力学试验以及还原产物微观形貌扫描电镜分析,研究Na_2O·Fe_2O_3在Fe_2O_3/MgFe_2O_4-Na_2CO_3-C还原体系中的作用。结果表明:在该体系中,Na_2CO_3与Fe_2O_3或MgFe_2O_4快速反应生成更易被碳还原的Na_2O·Fe_2O_3,从而降低还原反应的起始温度,并加速反应的进行;Na_2O·Fe_2O_3还能促进含铁矿物碳热还原过程中铁晶粒的长大,有利于后续铁矿物的磁选分离。     

球团矿中物相的X射线衍射定量分析

本文叙述了用 X 射线衍射定量相分析法测定焙烧铁矿中主要物相(Fe_2 O_3、Fe_3 O_4、FcO)的含量时,避开“渣相”干扰的办法,从而得到了较为满意的分析结果。     

Fe_2O_3-CaO-TiO_2体系下铁酸钙的合成过程及TiO_2和CaTiO_3的影响（英文）

为了确定高钛型钒钛磁铁矿烧结过程中铁酸钙的生成是受TiO_2还是TiO_2和CaO形成的CaTiO_3影响,首先利用Fe_2O_3和CaO的纯试剂合成了铁酸钙,并研究了TiO_2和CaTiO_3对钛铁酸钙(FCT)形成的影响。在Factsage 7.0软件进行热力学计算的基础上,通过在空气气氛下进行烧结,获得了在1023～1423 K温度范围内、不同烧结时间的不同样品。通过X射线衍射和扫描电镜-能谱分析等表征手段,对烧结样品的物相转变和微观结构变化进行了表征。发现FCT的形成过程主要分为2个阶段:前一阶段为1023～1223 K温度范围内Fe_2O_3与CaO之间的反应,合成产物为Ca_2Fe_2O_5,反应方程式为"Fe_2O_3(s)+2CaO(s)=Ca_2Fe_2O_5(s)";后一阶段为1223～1423 K温度范围内Ca_2Fe_2O_5和Fe_2O_3的反应,主要产物为CaFe_2O_4,反应为"Ca_2Fe_2O_5(s)+Fe_2O_3(s)=2CaFe2O4(s)",该阶段尤其是温度为1423 K时,反应速率显著加快,随温度的升高CaTiO_3显著增加。然而,Ti元素在铁酸钙中的固溶很难实现,TiO_2与铁酸钙之间的反应不是形成FCT的有效途径。随着保温时间的延长,CaTiO_3和FCT相界中Fe元素含量增加。FCT主要是通过Fe组分在CaTiO_3中固溶形成的,主要反应是"Fe_2O_3+CaTiO_3(s)=FCT(s)"。     

常压低温冷等离子体还原Fe2O3的研究

目的研究常压低温冷等离子体还原过程中气体常量对Fe_2O_3还原过程的影响。方法采用冷压成形后高温烧结的方式制备Fe_2O_3试样块,利用射流型常压冷等离子体还原铁基氧化物,通过X射线衍射仪分析还原前后的物相,用扫描电镜观察还原前后的微观形貌,讨论了还原过程中气氛的作用和影响。结果等离子体的还原能力取决于还原气体的成分与含量,其中氮等离子体在常温常压条件下无法还原Fe_2O_3,氨气+氮气混合气体为工作气体的常压低温冷等离子体能将Fe_2O_3还原成Fe_3O_4和金属Fe,还原能力随着氨气含量的增加而增强,还原速率随着氨气含量的增加而下降。氨气在等离子体中可产生多种还原性物质,如N_2H_4、H和H_2*等,能将Fe_2O_3还原,且过程表现为过渡还原,即Fe_2O_3先被还原成Fe_3O_4,再被还原成金属Fe。结论常压低温冷等离子体中的电子与热效应无法还原Fe_2O_3,添加氨气后的等离子体中产生了一系列的活性物质,才能还原金属Fe表面的氧化物。     

离子强度调控法合成Fe_3O_4/GO复合物的锂电性能

通过调控溶液中的离子强度,制备Fe_3O_4与氧化石墨烯的复合材料,该方法环境友好且简单。进一步研究Fe_3O_4/GO复合材料作为锂离子电池负极材料的性能,结果与Fe_3O_4纳米颗粒相比有着显着的改善。在电流密度为500mA/g时,充放电循环100次后,Fe_3O_4/GO复合材料的放电比容量仍有930mAh/g。     

终轧温度和卷取温度对汽车大梁钢氧化铁皮特征的影响

通过SEM(扫描电镜)和IPP软件研究了不同终轧温度和卷取温度下汽车大梁钢的氧化铁皮厚度、微观结构。结果表明,终轧温度为800～920℃时,汽车大梁钢的氧化铁皮微观结构均为残余FeO+先共析Fe_3O_4,随着终轧温度的升高,氧化铁皮平均厚度增加,Fe O比例增加,先共析Fe_3O_4比例降低。卷取温度为530～650℃时,氧化铁皮组织中存在共析组织(Fe_3O_4+Fe),随着卷取温度的升高,汽车大梁钢的氧化铁皮平均厚度增加,FeO比例增加,先共析Fe_3O_4比例增加,共析(Fe_3O_4+Fe)比例降低。     

310S奥氏体不锈钢丝高温氧化行为

利用静态增重法研究了310S奥氏体不锈钢丝在700、800、900、1000℃下的氧化特性,采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射仪对该材料表面的高温氧化膜形貌及物相进行了分析。结果表明:310S奥氏体不锈钢丝在1000℃下抗氧化,且氧化动力学曲线遵循抛物线规律;氧化膜主要由铁的氧化物(Fe_2O_3、Fe_3O_4)、铬的氧化物(Cr_2O_3)和具有尖晶石结构的Ni Cr_2O_4、Fe Cr_2O_4组成。     

GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢的高温氧化性能研究

采用不连续恒温氧化增重法研究了GX40CrNiSi25-20奥氏体不锈钢在不同温度和氧化时间条件下的抗高温氧化性能。结果表明,其氧化动力学曲线遵循抛物线规律。试样在700℃、900℃、1100℃下氧化100h后,其氧化增重分别为0.143mg/cm~2、0.323mg/cm~2和0.813mg/cm~2;表面氧化程度随着氧化温度的增加逐渐增大;氧化膜的主要物相分别为NiO、Fe_(0.98)O、Cr_2O_3和Fe_(0.64)Ni_(0.36)奥氏体相,Fe_2O_3、Fe_3O_4、Cr_2O_3和尖晶石结构(FeCr_2O_4、NiCr_2O_4),以及Fe_2O_3、FeO、Cr_2O_3和尖晶石结构。生成的Cr_2O_3和尖晶石结构等产物使材料具有良好的高温抗氧化性能。     

氨基与羧基对Fe_3O_4纳米颗粒合成的影响

使用共沉淀法利用含有氨基的壳聚糖、含有羧基的柠檬酸钠调控合成了原位包覆的Fe_3O_4纳米颗粒,并研究了氨基与羧基在调控合成Fe_3O_4纳米颗粒方面的规律及机理.通过改变氨基、羧基的用量可实现不同尺寸Fe_3O_4纳米颗粒的可控合成.此外氨基与羧基的共同调控可合成粒度约10 nm的Fe_3O_4纳米颗粒.     

磁性Fe3O4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。     

T91钢在碱金属氯化物介质中的高温腐蚀行为

模拟生物质电厂锅炉过热器的烟气侧环境,对过热器材料T91进行了高温腐蚀研究。采用试样腐蚀增重试验,测得了腐蚀动力学曲线;采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等,对T91试样腐蚀后的形貌、结构、元素含量和腐蚀产物的组成进行了分析。结果表明,T91的腐蚀对KCl蒸汽和反应温度比较敏感,随着温度的增高,腐蚀速率增加,腐蚀动力学曲线基本符合抛物线规律;T91的主要腐蚀产物为Fe_2O_3和(Fe_(0.6)Cr_(0.4)))2O)3,同时含有少量的Fe_3O_4和K_2Fe_4O_7。     

乳化燃烧减少钢材氧化烧损的研究

本文提出采用乳化燃烧降低氧化烧损,并从理论和实践两个方面证实其可行性。燃用SMH重油乳化添加剂及配套乳化装置制成的油包水型乳化重油可使钢材的氧化烧损率降低。很据本试验在上海高压容器厂和上钢三厂中板分厂测定的结果,氧化烧损分别相对下降为20％以上和15％左右。Mossbauer谱仪分析结果表明:燃用该乳化重油氧化皮中Fe_3O_4。含量明显增加,特别是内层氧化皮中Fe_3O_4含量更高。氧化烧损率降低的主要原因是生成了Fe_3O_4氧化保护膜及降低了过剩氧量。     

Fe2O3在钛合金干滑动磨损及摩擦层形成中的作用

通过在Ti6Al4V合金滑动界面人工添加Fe_2O_3纳米颗粒及其与TiO_2、MoS_2的混合物,试图促进含Fe_2O_3摩擦层在室温下的快速形成;研究了Fe_2O_3、TiO_2、MoS_2在钛合金滑动过程中的作用,并探讨Fe_2O_3相对含量对钛合金磨损行为及磨损机制的影响。结果表明:干滑动下的Ti6Al4V合金耐磨性较差,磨面添加的TiO_2进一步加速磨损,MoS_2一定程度上降低了磨损但并不显著,而Fe_2O_3完全抑制磨损但增大了摩擦系数。高载下,富TiO_2、MoS_2颗粒并不能形成摩擦层,反而聚集在磨面犁沟或者凹坑处,而富Fe_2O_3则容易形成致密的摩擦层覆盖于磨损表面,这证实了钛合金高温耐磨性的改善是由于Fe_2O_3的出现。混合MoS_2+80%(质量分数)Fe_2O_3形成的摩擦层,兼具MoS_2的润滑性和Fe_2O_3的承载能力,给Ti6Al4V合金带来最佳的摩擦磨损性能。     

不同形状纳米Fe_3O_4水基磁悬液对人工裂纹缺陷试块的磁粉检测

用两种不同的方法制备了球形及条形颗粒的Fe_3O_4磁悬液,并用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对制备的样品进行了表征。将制备的两种形状的Fe_3O_4磁悬液用于对制作的裂纹试块进行磁粉检测。试验结果表明:在磁化过程中,纯球形纳米Fe_3O_4向缺陷漏磁场处聚集较快,裂纹显示清晰具体;撤走外加磁场后,受磁悬液的扰动,缺陷磁痕被破坏;使用纯球形纳米Fe_3O_4磁悬液所得缺陷磁痕显示不如使用条形纳米Fe_3O_4磁悬液所得磁痕显示清晰。