铅元素人为服务归趋中功能、形态与位置的变化(英文)

了解物质在形成人类特定服务的迁移转化过程中功能、形态和位置的变化有助于弄清特定服务的形成过程以及人类活动对自然的影响关系。对比铅元素人为循环与自然循环,关注物质的服务目标、归趋路径和这一过程中物质形态的变化进行分类。追踪铅元素生命周期过程,借助工程技术信息,辨识各阶段铅所发生的功能、形态、地理位置的变化。结果表明,铅矿和废铅资源是人类活动圈中铅元素的两种来源。在向人类提供的服务中,铅元素所具有的主要功能是储存与转移电能、防腐蚀、防辐射,而主要形态则表现为Pb、PbO2和PbSO4等,空间位置呈现为从中国中心区域岩石圈转移到中国东部区域。     

中国铅元素的人为迁移与转变（英文）

研究铅的人为迁移所导致的再分布以及形态转变有助于补充和完善铅的整个地球化学循环过程。在回顾铅人为迁移和转变概念基础上,通过追踪铅元素的产品生命周期过程,研究中国2010年的铅元素人为循环中的人为迁移及各化学形态的转变。结果表明,2010年消耗国内1.85 Mt铅矿石,外加1.287 Mt进口铅精矿和1.39 Mt废铅,经过人为转变后共有3.53 Mt铅进入末端服务,主要以Pb、PbO2和PbSO4等形态(约占80%)进入产品。并最终向环境中排放2.10 Mt释放物,释放物的主要形态为PbSO4(26%)、PbO(19%)和Pb(15%)。铅的人为迁移始于原材料部门,然后转入制造部门,而最终服务于交通、电力供应和建筑等工业部门。     

中国人为主导的铝循环分析(英文)

采用铝产品生命周期的铝流程图进行中国人为主导的铝循环分析。人为主导的铝循环主要包括4个阶段:氧化铝及电解铝的生产、铝制品的加工和制造、铝制品的使用和报废铝制品的回收。采用加权平均法确定我国铝制品的平均使用寿命。基于中国2003-2007年的铝循环分析,发现了铝工业发生的一些变化。氧化铝生产阶段的原料自给率从95.42%下降到55.50%,原铝生产阶段的原料自给率从52.45%上升到79.25%,但整个铝工业的原料自给率基本维持在50%左右。在2007年铝工业中,国内自产废铝和进口废铝的使用比例分别占总原料的5.38%和9.40%。在此阶段,净进口各类含铝资源和铝产品生命周期中铝的损失量都是上升的,同时,社会蓄积量中铝的存量及铝的循环量都是增加的。提出了改善铝循环的对策、建议以及中国铝工业的进出口政策和降低铝产品生命周期铝损失量的措施。     

累积叠轧焊(ARB)工艺中循环间热处理对AA1050板材力学性能平面各向同性的影响（英文）

采用累积叠轧焊(ARB)工艺加工1050铝合金带材,分别在室温(冷ARB)和200°C(热ARB)两种条件下进行。拉伸测试和显微硬度测试结果表明,与冷ARB工艺相比,由于热ARB工艺中的中间热处理和高温轧制过程的作用,热ARB工艺加工的合金具有较低的抗拉强度和显微硬度,显微硬度分布更均匀,且具有较高的伸长率,特别是更优异的拉伸性能平面各向同性。此外,随着两种加工过程循环次数的增加,合金的平面各向同性逐渐减小。     

中国铝生命周期能耗与碳排放的情景分析及减排对策

铝工业是高能耗高排放工业,探索铝工业的节能减排路径有助于我国实现《巴黎协定》中的温室气体减排承诺.采用物质流分析和生命周期评价方法,基于存量水平、技术水平和能源结构设置了15种情景,研究了我国铝工业1990～2100年的能耗和碳排放量,探索不同路径下的节能减排潜力.我国铝在用存量将在2040～2050年达到峰值(4.6...     

基于散粒噪声理论分析锌合金(ZnAl4Cul)在干湿循环下的腐蚀行为(英文)

采用电化学噪声理论,研究锌合金(ZnAl4Cul)在3.5%(质量分数)NaCl,7.3%(质量分数)Na2SO4和模拟酸雨溶液中干湿循环条件下的腐蚀行为。采用快速傅里叶变换(FFT)、快速小波变换(FWT)和散粒噪声理论结合统计方法分析原位电化学电位噪声。散粒噪声分析的fn累计曲线图表明,在干循环中电子转移事件的频率高于湿循环中的,在NaCl溶液中的腐蚀比在Na2SO4中的腐蚀更均匀,腐蚀事件的条件产生速率r(t)对于受扩散控制的事件来说随着干湿循环时间的延长而降低。锌合金在NaCl溶液中湿循环时,均匀腐蚀和扩散控制的事件的r(t)值最大;在Na2SO4溶液中湿循环时,点蚀事件的r(t)值最大。在酸雨溶液中可明显观察到锌合金的晶间腐蚀。     

2024铝合金板搅拌摩擦焊接塑性材料流动的可视化检测与数值模拟(英文)

将薄铜片作为标示材料镶嵌于2024铝合金板中,经搅拌摩擦焊接焊后,用金相法观察其最终位置。参考材料流动的可视化实验结果,建立搅拌摩擦焊传热与材料流动的三维数值分析模型。搅拌针附近塑性材料流动速度分布模式的计算结果与可视化实验结果基本一致。当焊接速度一定时,随搅拌针旋转速度的提高,搅拌针附近塑性材料流动加剧。焊核区形状与尺寸的计算结果与实测数据吻合。     

难变形材料真空环境热拉深系统的开发与应用(英文)

为解决难变形材料成形过程中常温难成形、高温易氧化等难题,提出真空环境热拉深技术。在真空加热技术和变压边力拉深技术的基础上,开发针对难变形材料的真空热拉深系统,该系统由主机系统、液压系统、真空系统、加热系统、水冷系统、降温系统和计算机自动控制系统组成,并通过闭环控制技术实时调节温度、压边力和凸模速度等关键工艺参数。在温度870°C、真空度102Pa的条件下进行2.0mm厚的钼板的拉深试验,得到钼板在该条件下的极限拉深比为1.94。结果表明,真空环境热拉深技术是一种提高难变形材料成形性能和防止高温氧化的有效方法。     

Dy元素对纳米复合(Nd,Pr)_(10.5-x)Dy_xFe_(83.5)B_6合金磁性能与显微结构的影响（英文）EI北大核心CSCD

采用快淬法制备了镨基(Nd,Pr)10.5-x Dyx Fe83.5B6(x=0.0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5)系列粘结磁体,研究了Dy元素添加对快淬合金显微组织结构、磁性能及快淬薄带热稳定性的影响。与Nd2Fe14B相比,硬磁相Dy2Fe14B具有较高的磁晶各向异性场HA和较低的饱和磁极化强度Js,因此,Dy元素添加能显著提高合金的内禀矫顽力Hcj,但会降低合金的剩磁Br。Dy元素替代Nd/Pr元素,增强了快淬薄带的热稳定性,提高了晶化退火温度。较高的晶化退火温度,使快淬薄带中已经形成的微晶更容易长大,形成一些粗大晶粒,降低了粘结磁体的磁性能。1.0%是较佳的Dy元素添加量,(Nd,Pr)9.5Dy1Fe83.5B6合金快淬粘结磁体的最大磁能积(BH)max为71.6 k J/m3,剩磁Br为0.638 T,内禀矫顽力Hcj为611 k A/m。     

45~#钢连续驱动摩擦焊过程中材料流动行为与飞边形成的3D数值模拟(英文)

基于3D热力耦合有限元模型对45#钢环形件连续驱动摩擦焊(CDFW)过程中的材料流动行为与飞边形成过程进行研究,重点分析7种不同的焊接工艺参数影响摩擦界面附近材料流动与飞边形态的规律,其中焊接工艺参数包括摩擦压力、摩擦时间与旋转速度。结果表明:更高的焊接温度峰值、更宽的高温区域以及更大的轴向压力有利于增加焊接过程中的材料流动速度。在CDFW过程中,摩擦界面边缘附近的材料向接头外流动并形成飞边,且飞边尺寸与弯曲程度随着摩擦时间的延长、以及旋转速度和摩擦压力的增加而增加。对于内径50mm、外径80mm的45#钢环形件,较合理的CDFW焊接工艺参数为:摩擦压力100MPa、摩擦时间4s以及旋转速度1600r/min.     

中国皮江法炼镁的资源消耗和环境影响分析

应用生命周期评价思想,结合物质流分析方法,对我国皮江法炼镁生产过程中物质能量代谢的数量特征和环境负荷状况进行研究。结果表明:皮江法炼镁工艺的资源和能源输入量较大,1 t商品镁锭的资源输入总量和资源直接输入量分别为76 t和24 t;生态包袱是资源直接输入量的3.1倍。CO2和SO2排放情况的时间序列分析表明,虽然皮江法炼镁单耗指标不断降低,但由于镁产量增加较快,导致CO2和SO2直接排放量连年增长,化石燃料的燃烧和精练保护过程是CO2和SO2直接排放的主要责任者。此外,由硅铁生产引起的资源消耗和环境影响也不容忽视。     

Industrial flow of lead in China

The rules on industrial flow of lead were studied for theoretical foundation of nonrenewable resource conservation and environmental improvement. A model of lead flow in lead product life cycle was developed through lead flow analysis and was used to analyze the relationship between lead product system and its environment, thus the rules on industrial flow of lead were obtained. The results show that increasing eco-efficiency will favor both resource conservation and environmental improvement. Several indices were proposed to evaluate the lead flow. As for application, the lead-flow for China in 1999 was analyzed and the reasons for low eco-efficiency were identified. In the end, some countermeasures were proposed to improve eco-efficiency, and the future lead ore consumption and environment quality were forecasted.     

铜火法冶炼过程中铜和砷物质流分析

采用物质流分析方法对铜火法冶炼过程铜和砷的代谢进行分析,建立铜和砷的物质平衡表及物质流图.采用直接回收率、废物循环率和资源效率等指标评价流程代谢效率.结果表明,该流程铜资源效率为97.58％,在熔炼、吹炼和精炼单元过程铜的直接回收率分别为91.96％、97.13％和99.47％.同时,生产1 t金属铜有10 kg砷进入...     

Assessing environmental impact of magnesium production using Pidgeon process in China

Based on the practice of magnesium production in China, a quantitative evaluation of the environment impact was carried out according to the theory and fi＇amework of life cycle assessment（LCA） study. The major gaseous pollutants including CO2, SO2, NO/, CH4, HF and particulates were calculated. The accumulative environmental performances of different energy use strategies and the characterization results, including abiotic depletion potential（ADP）, global warming potential（GWP）, acidification potential（AP） and human-toxicity potential（HTP） were compared. The results show that the direct emission of fuel combustion in the process is the major contributor to the pollutants emission of magnesium production. Global warming potential and acidification potential make the main contribution to the accumulative environmental impact. The different fuel use strategies in the practice of magnesium production cause much different impacts on the environmental performance. The accumulative environmental impact of coal burned directly is the highest, and that of producer-gas comes to the next, while that of coke-oven gas is the lowest.     

A computational fluid dynamic analysis of gas and particle flow in flame spraying

The flame spraying process, which is a common industrial thermal spraying application, has been analyzed by means of three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) simulations. The process used at the Volvo Aero Corporation for the coating of fan and compressor housings has been modeled. The process uses the Metco 6P torch (Metco, Westbury, NY), which ejects a mixture of acetylene and oxygen at high speed through a ring of 16 orifices to form the flame. A stream of argon gas flowing through an orifice in the center of the ring carries a powder of nickel-covered bentonite through the flame to the spray substrate. The torch is cooled by a flow of air through an outer ring of 9 orifices. The simulation emulated reality closely by including the individual inlets for fuel, cooling air, and injected particles. The gas combustion was simulated as a turbulent, multicomponent chemically reacting flow. The standard, two-equation k-ε turbulence model was used. The chemical reaction rates appeared as source terms in the species transport equations. They were computed from the contributions of the Arrhenius rate expressions and the Magnussen and Hjertager eddy dissipation model. The first simulations included several intermediate chemical substances whose predicted concentration agreed favorably with measurements. Later, more simplified simulations incorporated only the global chemical reaction involving the initial and the final products, with corrections to the thermal properties being made to account for the missing intermediaries. The gas velocity and temperature fields predicted by the later simulations compared satisfactorily to those predicted by the earlier, more elaborate, ones. Therefore, the final simulations, which incorporated injected particles, were conducted employing the simplified model with only the global reaction. An in-house finite difference code was developed to calculate particle properties. Allowance was made for elliptical shapes, phase changes, and internal heat transfer with regard to the composite material. The particle velocities and temperatures predicted by the final simulations compared fairly well with experimental results obtained with the optical DPV2000 system.     

基于中国铅锌矿资源特点的铅锌环境释放通量估算

有色矿业活动是重金属释放进入环境的重要来源,而中国是世界上重要的铅、锌生产和消费大国之一。估算中国铅、锌矿产资源开发活动中铅、锌的累计采出量和环境释放通量。截至2007年底,在中国大陆铅、锌累计采出量分别为6.69和12.59Mt。通过铅锌矿采矿、选矿和冶炼3种方式进入周围环境的铅、锌通量分别为1.62和3.32Mt,分别占铅、锌累计采出量的24.39%和26.36%。在上述3种矿业活动方式中,选矿活动对铅、锌的环境释放通量贡献最大,分别占50.67%和45.51%。     

模流数值分析与试模工艺参数实践设置计算

注射工艺参数的选择和调整对制品质量将产生直接影响,实际产品试模时,注塑机注射工艺参数的最终设定通过多次试模才能确定,不利于生产效率的提高。通过CAE仿真模拟注射分析,能有效找到具体产品的最佳注射设置参数,减少试模次数和时间,且能提供较为合理实际注射参数。     

栅格板CAE模流分析与优化

通过CAE模流分析,对塑件在模具中的浇口位置进行优化,再通过调整栅格板不同区域的筋条厚度,引导熔料流动,把熔接痕与困气区域移到适合在模具上设计排气的位置,最终获得了合格的产品。