聚碳硅烷/钛体系的热裂解行为研究

利用Coats-Redfem动力学模型和热重质谱联用TG-MS研究了聚碳硅烷(PCS)/Ti体系的热裂解动力学行为。用X射线衍射和扫描电镜等技术研究了PCS/Ti体系热裂解过程特点和化学反应机理。结果表明,PCS/Ti体系的热解反应过程以一级热分解化学反应为主,可分为3个阶段,300~343℃,活化能227.08 k J·mol-1;343~511℃,活化能34.41 k J·mol-1;511~645℃,活化能为15.76 k J·mol-1。热解反应的表观活化能与热解温度有较大关系,随着反应的进行逐步减小。TG-MS分析表明:PCS热解挥发气体为H2和CH4以及C的碎片。扫描电镜和X射线分析结果表明:热解到1000℃有明显的Si C物相。金属Ti粉与部分C反应形成了Ti C,可获得Ti C/Si C复合陶瓷。     

不同温度下MoO_3在KOH介质中的溶解动力学（英文）

通过改变体系的温度、KOH浓度和粒径,研究合成的MoO_3在氢氧化钾(KOH)介质中的溶解动力学,考察搅拌速率和和反应剂种类(如氢氧化钡、氢氧化钙和氢氧化钠等)的影响。实验是在一个可以控制温度和搅拌速率的反应器中进行的。结果表明,钼华的溶解反应生成了钼酸钾(K_2MoO_4),而没有中间化合物生成。温度(6~80°C)、KOH浓度(0.0005~0.025 mol/L)和粒径(5~40mm)对MoO_3的溶解影响显著。在温度80°C、KOH浓度0.01 mol/L、反应时间0.25 h的条件下,钼的回收率最大,达67.5%。在接近水的冰点的最低温度(6°C)下,反应45 min后,钼的回收率为17.8%。建立了KOH环境中MoO_3溶解的动力学方程,表明扩散是通过多孔层进行的。计算得到活化能为47.81 k J/mol,KOH浓度的反应级数为1.0,与粒径的平方成反比,并得到了动力学方程。MoO_3是辉钼矿精矿(MoS_2)氧化的产物,它的溶解导致钼的回收率低,这主要是因为CaCO_3和Cr(Mo_4)_3等杂质消耗了KOH。     

真空感应熔炼铀熔体Fe挥发动力学

研究了真空感应熔炼过程铀熔体中Fe元素挥发的动力学规律,结果表明熔体中[Fe]=Fe(g)反应为一级反应,反应的表观活化能约121 k J/mol,挥发过程受熔体中Fe在液相边界层中扩散和液/气界面化学反应共同控制,但溶质扩散影响更大,1673和1853 K温度下挥发反应的传质系数分别为4.52×10~(-4)和1.01×10~(-3) cm/s。     

硅酸锌在氯化铵溶液中的浸出动力学（英文）

研究硅酸锌在氯化铵溶液中的浸出动力学,讨论搅拌速度(150~400 r/min)、浸出温度(95~108°C)、硅酸锌粒度(61~150μm)以及氯化铵浓度(3.5~5.5 mol/L)对锌浸出率的影响。结果表明,减小硅酸锌粒度、提高浸出温度和氯化铵浓度可以显著地提高锌的浸出率。在多孔颗粒的动力学模型中,颗粒模型的孔隙扩散控制能很好地描述锌的浸出动力学。浸出反应的表观活化能为161.26 k J/mol,氯化铵的反应级数为3.5.     

深冷轧制制备纳米6061铝合金的热稳定性评估（英文）

研究深冷轧制时效态纳米6061铝合金在100~500°C下等温热处理过程的晶粒生长。透射电子显微镜观察结果表明经深冷轧制及在130°C时效30 h,合金显微组织中含有61 nm的晶粒和50~150 nm的析出相,以及0.248%的点阵畸变。此外,由于形成细小的强化相和纳米晶粒,合金的拉伸强度达到362 MPa。在100~500°C下进行热稳定研究,结果表明,点阵畸变得到减弱,析出相溶解,晶粒长大。X射线衍射结果表明,当退火温度高于300°C时,Mg2Si相将消失。当退火温度低于200°C时,晶粒长大不明显,力学性能下降也不明显。但在300~500°C时,晶粒长大,析出相溶解和力学性能下降都比较明显。在100~200°C时,晶粒长大的活化能为203.3 k J/mol,在300~500°C时,活化能为166.34 k J/mol。讨论了析出相溶解对铝点阵常数和XRD(111)面峰位位移的影响,也讨论了PLC对应力应变曲线的影响。     

KOH亚熔盐体系中用CuO催化氧化浸出铬铁矿（英文）

通过添加CuO催化剂来提高铬铁矿在KOH亚熔盐介质中的浸出率。研究反应体系温度、碱矿质量比,铜矿质量比和气体流速对铬浸出的影响。结果表明:CuO对提高铬铁矿在KOH亚熔盐介子的浸出率起着十分重要的作用。在反应温度为230°C、碱矿质量比为6:1、搅拌转速为700 r/min、气体流速为1 L/min、反应时间为6h的条件下铬的转化率在添加CuO时为98%,而未添加CuO时,铬的转化率仅为60.8%。动力学计算结果表明,添加CuO后在反应温度高于230°C时,反应速度控制步骤为表面化学反应控制,反应活化能为15.79 k J/mol;未添加CuO时,反应速度控制步骤为外扩散控制,反应活化能为38.01 k J/mol。     

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。     

含锑复杂硫化矿在盐酸体系中臭氧氧化浸出动力学（英文）

开展了复杂硫化矿在盐酸体系中锑和铁的臭氧氧化浸出动力学研究。分别考察温度、HCl浓度、搅拌速度和粒度对反应过程的影响。结果表明:粒度0.074 mm的矿物原料在85°C、4.0 mol/L盐酸浓度以及900 r/min搅拌速度的实验条件下反应50 min,可以提取86.1%锑和28.8%铁。XRD分析表明,浸出过程并无固体产物生成,可以认为该反应过程符合收缩核模型。锑的浸出过程在低温(15～45°C)时为扩散控制,在高温(45～85°C)时为混合控制,反应过程活化能分别为6.91和17.93 kJ/mol;铁的浸出过程为扩散过程控制,活化能为1.99 kJ/mol;最后根据实验结果得出3组动力学方程。     

Gd_2Ti_2O_7:Ce粒子的表观活化能及发光性能

采用共沉淀法在不同母盐溶液浓度条件下合成出Gd_2Ti_2O_7:Ce纳米粒子;用XRD、SEM、TG-DTA等测试手段分析了样品的物相、形貌及发光性能;用热分析动力学计算不同升温速率下样品的活化能。结果表明:前驱体在升温过程的物相变化分3个阶段,用Doyle-Ozawa和Kissinger法分别对初始浓度为0.08和0.04 mol/L条件下各阶段表观活化能进行计算,其平均值为42.43、145.58、381.98 k J·mol~(-1)和51.28、161.51、446.30 k J·mol~(-1),晶粒生长活化能分别为12.58和19.54 k J·mol~(-1)。浓度为0.08 mol/L时,1173 K煅烧2 h制备出的纳米粒子表面活性较高,铈离子掺杂0.7%(摩尔分数)时发光强度最大。     

燕麦秸秆酸浸回收废旧锂电池中Co的动力学

以生物质燕麦秸秆粉为还原剂,在硫酸条件下酸浸回收废旧锂电池中的Co,并对其浸出过程进行动力学研究。结果表明:0~20 min酸浸Co的过程为反应核收缩模型,表观活化能为27.5 k J/mol;30~150 min(低于80℃)Co的浸出过程也符合反应核收缩模型,表观活化能为28.32 k J/mol,受扩散和化学反应混合控制,其中又以化学反应控制为主。在液固比为10 m L/g,单位质量电池渣所用麦秆粉量0.7 g、硫酸浓度2 mol/L、温度90℃、反应时间2 h的条件下,电池粉中Co的浸出率达到99%以上。     

菱镁矿煅烧动力学

系统地研究了菱镁矿煅烧的动力学过程。温度及粒度是菱镁矿煅烧过程的主要影响因素。在粒度较大(平均直径≥30mm)及温度较高(≥800℃)时,煅烧过程受传热控制。氧化镁产物层的有效热导率约为2.8×10~(-3)j·cm~-1·S~-1;矿样内部反应界面温度;为680℃左右。当粒度较小(平均粒径在20mm以下时)或在较低温度下(≤700℃),煅烧过程受分解反应控制。分解反应为一级反应。反应活化能为Ea=146.1kJ·mo1~-。本文给出了上述两种煅烧过程的动力学模型及动力学曲线。     

选择性硫化法有效分离高砷锑烟尘中的砷和锑（英文）

以硫磺为添加剂对高砷锑烟尘进行硫化焙烧,可实现物料中砷、锑的高效分离。借助XRD、EPMA和SEM-EDS等表征手段,对焙烧温度、焙烧时间、硫磺添加量和氮气流量对物料中砷、锑分离效率的影响进行研究。结果表明,在一定添加范围内,硫磺对高砷锑烟尘中砷的挥发脱除具有显著促进作用,原因是硫磺可将高砷锑烟尘中固熔体(Sb,As)_2O_3结构中的Sb组元硫化转变为Sb_2S_3,使As_2O_3组分得以解离释放,促进砷挥发率的提高;同时,高砷锑烟尘中Sb_2O_3物相可硫化生成Sb_2S_3,对As_2O_3和Sb_2O_3之间的非晶反应形成阻碍,亦有利于砷的挥发。在焙烧温度350°C、焙烧时间90 min、硫磺添加量22%和N_2流量70 m L/min的试验条件下,砷挥发率可达95.36%,锑挥发损失率仅9.07%,实现砷锑烟尘中砷、锑的高效分离。     

菱镁矿煅烧参数优化及其产物水化动力学解析

菱镁矿煅烧参数设计是调控产物活性的关键,产物活性及水化动力学是其利用过程中的重要特性。利用田口试验方法对菱镁矿煅烧参数进行优化。结果表明:试验优化条件为煅烧温度650℃,保温时间90 min,升温速率20℃/min及粒径大小42μm。在此优化条件下产物水化率达到58.37%(70℃水化1 h)。各煅烧参数对产物活性的影响由大到小的顺序为煅烧温度、粒度大小、保温时间、升温速率。优化产物中氧化镁晶粒较小,结晶度较低,比表面积较大(71.55 m~2/g);在优化产物水化过程中,升高温度可显著加快水化反应的进行;水化动力学过程属于化学反应控制类型,反应的表观活化能为27.94 k J/mol。在较高温度条件下,动力学过程由化学反应控制类型逐渐转变为内扩散控制类型。     

机械力活化诱导硫化矿石自燃的热分析动力学

为揭示硫化矿石在经历机械力活化后的氧化自燃特性,运用热分析技术表征矿样在不同功率(100~450r/min)、不同料球比(1:3~1:12)条件下活化后的热分解动力学参数;采用X射线衍射技术对活化矿样进行线形分析,比较矿样活化前后的晶格畸变率和晶块尺寸。结果表明:硫化矿石在530~640℃温度区间的氧化热解过程符合一维扩散反应动力学机制;其表观活化能随着球磨功率、料球比的增加而降低,呈现出较好的一致性;矿样在未活化、200 r/min、350 r/min活化条件下的表观活化能依次为258.93、181.34、150.97 k J/mol,对应的指前因子分别为2.35×10~(18)、1.45×10~(13)和1.60×10~(11);矿样在料球比为1:3、1:8活化条件下的表观活化能依次为240.57、150.97 k J/mol,指前因子分别为1.58×10~(17)、1.60×10~(11);硫化矿石的表观活化能的降低与活化矿样晶格畸变率的增大及晶块尺寸减小存在一定的相关性,进而容易引发自燃。     

不同温度下AA6061/Al_2O_3纳米复合材料的加工图和组织评价（英文）

为确定热加工性能的最佳条件,在温度350~500°C、应变率0.0005~0.5 s~(-1)下研究Al6061/Al_2O_3纳米复合材料的热压缩行为。采用双曲正弦函数得到材料热压缩测试活化能为285 kJ/mol。用动态材料模型和相应的加工图,确定了温度450°C、应变速率0.0005 s~(-1)和温度500°C、应变速率0.0005~0.5 s~(-1)为Al6061/Al_2O_3材料的热加工性能安全区,最大功率损耗率为38%。由于材料大变形,在温度400°C和应变速率0.5 s~(-1)下得到了被伸长和扭结晶粒。     

硫酸氢铵焙烧粉煤灰混合焙烧反应动力学研究

为探求粉煤灰的的高值化综合利用,对硫酸氢铵焙烧粉煤灰提取氧化铝的反应动力学进行了系统的研究,考察了焙烧温度和粉煤灰与硫酸氢铵质量比对反应速率的影响。结果表明:硫酸铵焙烧粉煤灰的反应受通过固体产物层的内扩散控制,反应活化能为21.90k J·mol~(-1),同时得到了焙烧反应的动力学方程:1+2(1-x)-3(1-x)~(2/3)=0.3075exp{-21904/RT}·t。最佳工艺条件为:粉煤灰与硫酸氢铵质量比1∶8.5,焙烧温度420℃,焙烧时间60min;该反应条件下Al_2O_3提取率可达84.5%以上。     

氯化焙烧铜熔炼渣的过程机理及动力学（英文）

提出一种以CaCl₂为氯化剂，采用氯化焙烧法从铜熔炼渣中高效回收锌的工艺。利用热力学计算、热重–差热(TG-DSC)分析和X射线衍射(XRD)等手段，研究氯化反应机理和氯化焙烧过程动力学。结果表明，Ca Cl2氧化分解和所有含锌相的氯化反应温度均分别高于774.3和825℃。铜熔炼渣的氯化焙烧过程可分为4个阶段，依次为吸附水脱除、结晶水脱除、含铁相氧化和锌的氯化挥发。铁氧化阶段和锌氯化挥发阶段的表观活化能分别为101.70和84.4 k J/mol，铁氧化过程的最概然机理函数为Avrami–Erofeev方程(n=2)，锌氯化过程符合未反应核收缩模型且受化学反应控制。     

在H_2SO_4-Fe_2(SO_4)_3体系中载金黄铁矿浸出动力学（英文）

在H2SO4-Fe2(SO4)3体系中研究载金黄铁矿的浸出动力学,探讨反应温度、Fe3+浓度、硫酸浓度、搅拌速度等对黄铁矿浸出的影响规律。结果表明:在H2SO4-Fe2(SO4)3体系中,在30~75°C下黄铁矿浸出过程主要受化学反应控制Fe3+浓度与黄铁矿的浸出呈正相关,通过Arrhenius经验公式求得浸出表观活化能为51.39 k J/mol。EDS与XPS分析结果表明:黄铁矿氧化过程中硫的氧化经一系列中间形态,最终被氧化成硫酸根,并伴有部分元素硫生成,符合硫代硫酸根氧化路径机理。     

活性炭限域提高硼氢化锂放氢动力学和可逆储氢性能（英文）

通过熔融浸渗法将LiBH_4限域于多孔活性炭中,并研究浸渗限域对LiBH_4储氢性能的影响。氮气吸附结果表明,熔融浸渗方法能够有效将LiBH_4限域于活性炭中。该方法既能够保持活性炭骨架结构完整,又能确保限域的效果。放氢结果表明,活性炭限域LiBH_4在190°C开始放氢,该起始放氢温度比纯LiBH_4低160°C,并且在400°C时放氢容量达到13.6%。放氢后样品在6 MPa氢压和350°C下再吸氢,可逆储氢容量达到6%,而在相同条件下,纯LiBH_4几乎没有可逆储氢容量。质谱分析结果表明,放氢过程中没有乙硼烷和其他杂质气体放出。活性炭限域的LiBH_4放氢表观活化能由156.0 k J/mol降低到121.1 k J/mol,使LiBH_4放氢动力学性能得到显著改善。     

纳米8YSZ粉末不同温度下烧结行为研究

目的通过关注纳米8YSZ粉末在不同温度下烧结过程中的晶粒长大行为及相结构组成变化,获得纳米8YSZ粉末的高温稳定性,防止高温烧结导致纳米8YSZ涂层性能明显衰减,致使涂层在正常服役过程中过早失效。方法采用共沉淀工艺合成低杂质含量的8YSZ纳米粉末,经过低温煅烧预处理后,在900~1200℃温度区间进行3~12 h的烧结。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对纳米颗粒进行物相结构和形貌分析,根据Scherrer公式计算热处理后的颗粒平均晶粒尺寸,采用Arrhenius公式得到晶粒生长活化能,进而确定晶粒的生长机制。结果经过低温煅烧预处理后,粉末绝大多数仍然保持非晶态结构,经过高温热处理后,粉末均完成了晶态转化,相结构基本为单一四方相。温度为900~1100℃时,晶粒生长的活化能为42.638 k J/mol;温度为1100~1200℃时,晶粒生长的活化能为3.849 k J/mol。结论高温热处理后,纳米8YSZ粉末物相结构为单一四方相,可以保持高温稳定性,防止涂层性能明显衰减。温度为900~1200℃时,晶粒生长机制以表面扩散为主的聚合生长。