纳米Fe3O4应用及制备工艺研究进展

纳米Fe₃O₄是一种具有优异特性的磁性纳米材料。本文介绍了纳米Fe₃O₄的基本性质及应用, 综述了沉淀法、水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等纳米Fe₃O₄制备工艺的原理、研究现状、优缺点及发展趋势, 并指出将多种工艺相结合可制备出更优异的纳米Fe₃O₄。     

TiO2对合成渣中Fe2O3还原发泡过程的影响

研究了不同条件下TiO₂和Fe₂O₃在合成渣中被碳还原时的发泡过程.计算了该发泡过程的发泡系数、消泡系数、平均发泡寿命、发泡强度和消泡过程开始的时间.用熔渣发泡参数定量地讨论了温度、TiO₂加入量和初渣中TiC的含量对熔渣发泡过程的影响,发现当初渣中TiC的含量和TiO₂加入量较多时,在发泡时会产生二次发泡现象.     

铁饱和条件下铁与Fe2O3间的固相反应

采用扩散偶的方法,对铁与Fe₂O₃间的固相反应进行了研究,结果表明,两者间的产物层主要在Fe₂O₃一侧形成,而且与铁在空气中氧化不同,呈现出混合状结构;在铁饱和的条件下,Fe₂O₃转化的最终产物是Fe_xO(x<1)。     

超细Fe2O3粉末的结构及热稳定性

采用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射分析(XRD),研究超细Fe2O3粉末的热稳定性及晶体结构随颗粒尺寸的变化关系。研究结果表明:超细Fe2O3粉末在1 000~1 400℃之间会发生分解反应,生成Fe3O4。随Fe2O3颗粒粒径减小,此分解过程产生的热量减小;反应的起始温度也随颗粒粒径的减小逐渐降低,但降低的幅度渐小;晶粒粒径越小,晶格内的相关点阵参量越易发生微小变化,使晶胞出现略微膨胀的现象。Fe2O3粉末加热时因颗粒粘结引发颗粒粒径长大,但对晶粒粒径的影响不大。     

Fe2O3转变为Fe3O4粉末的微波碳热还原

以活性炭为还原剂及以氩气为保护气,采用微波碳热还原的方法,将弱磁性的Fe₂O₃还原成强磁性的Fe₃O₄,并研究焙烧温度、保温时间以及SiO₂粉末的加入对其还原焙烧成分及磁化效果的影响规律.结果表明:在配碳量一定的条件下,焙烧温度是微波碳热还原的关键因素,随着温度的升高,还原产物中Fe₃O₄的含量发生有规律的变化;650℃、保温5 min的条件下经微波还原后生成了纯Fe₃O₄粉末,其磁化率和还原度分别达到理论值2.33和11.11%;含SiO₂的Fe₂O₃粉末在750℃以上进行微波还原,会生成大量的硅酸亚铁和氧化亚铁,导致Fe₃O₄含量降低,恶化还原焙烧指标,所以微波磁化焙烧的最佳温度应在570~650℃.     

电泳沉积法制备Fe2O3膜及其烧结致密化

采用电泳沉积技术在Ni基体上制备Fe2O3膜,研究pH值对Fe2O3悬浮液稳定性的影响;沉积时间对电泳沉积速率,沉积层厚度及致密度的影响;高温处理对Fe2O3膜的致密度及膜与基体之间结合性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、纳米粒度及zeta电位分析仪对电泳沉积进行表征。实验结果表明:当pH值为3时,悬浮液的zeta电位高达67 mV以上,此时悬浮液分散均匀。当电场强度为30 V/cm,沉积时间为120 s时,可以制备出均匀、无裂纹、相对密度为56%的Fe2O3膜。经1 000℃与1 100℃热处理4 h后,Fe2O3膜的致密度有所提高,与基体之间的结合性能改善。     

稳定性油基纳米Fe3O4磁性流体的制备与性能研究

采用化学共沉淀法制备纳米Fe3O4磁性颗粒,在强超声振荡下将其分散在煤油中。采用正交试验设计技术,研究不同用量表面活性剂对Fe3O4磁性颗粒分散的状况以及对饱和磁化强度的影响,通过X射线衍射、红外光谱、VSM振动磁强计对纳米磁流体颗粒的分散稳定性、饱和磁化强度、纯度等进行表征。结果表明:在Fe3+与Fe2+摩尔比约为3∶2、最佳反应温度40～45℃,表面活性剂油酸用量为0.6～0.9ml/g(Fe3O4)的条件下合成的油基磁流体分散均匀、性能稳定;测得的Fe3O4比饱和磁化强度为83.33 A.m2.kg-1,矫顽力为3.40 kA.m-1,具有超顺磁性。     

Fe2O3对高硅碱性球团固结性能的影响

深入研究Fe₂O₃对于高硅碱性球团生球以及成品球性能的影响,有助于促进基于我国铁矿资源特征的低碳炼铁技术发展。本文通过调整碱性球团用混合料中Fe₂O₃的含量,解析Fe₂O₃对高硅碱性球团生球、预热球和成品球性能的影响规律,并采用扫描电镜以及图像识别处理系统表征高硅碱性球团的微观矿相结构。结果表明：随着混匀矿中赤铁矿配比的提高,高硅碱性球团生球、预热球和成品球的抗压强度均有所降低,随着Fe₂O₃配比的升高,成球性能劣化,生球的抗压强度降低至9.04 N/P。赤铁矿连晶固结性能变差,成品球的强度降低至3 433 N/P。当两种矿粉的配比为50%时,球团孔隙率急剧增大为32.8%,A矿粉配比不宜超过40%。微观矿相结果表明,随着Fe₂O₃含量的增加,球团内部小颗粒尺寸晶粒变多,大颗粒尺寸晶粒减少,平均颗粒面积减少,晶粒间连晶性能变差,固结性能削弱,内部孔隙率提高。在制备高硅碱...     

6061Al/Al2O3金属基复合材料组织和性能

以6061Al作为基质材料,利用液体冶金的搅拌铸造技术及挤压法制备Al₂O₃颗粒增强的金属基复合材料,选取6061Al添加3种质量分数为5%、10%和15%的Al₂O₃为研究对象,以改善6061Al/Al₂O₃复合材料的力学性能。通过SEM分析表明,Al₂O₃颗粒在6061Al金属基体中的分布相当均匀;由X射线衍射试验结果显示,复合材料中只有6061Al和Al₂O₃,且不会影响结晶性及6061Al的组织结构型态。试验结果表明,随着Al₂O₃添加量增加至15%,6061Al/Al₂O₃复合材料的硬度和抗拉强度均有较大提高,但伸长率略有下降,由于材料孔隙率的提升,致密度下降,从而引起材料的硬度略微下降;分析磨损量与Al₂O₃添加量及磨损率与滑动距离的关系,结果显示商用6061Al的磨损率最大,而6061Al/Al₂O₃(15%)复合材料的磨损量最小,并且磨损率最低,这是由于在6061Al中加入Al₂O₃颗粒,Al₂O₃颗粒的存在可以减少磨粒对基体的犁削作用,有效提高基体的耐磨性。深入探讨Al₂O₃颗粒增强的金属基复合材料,发现颗粒增强体以很细的粉末(一般在20 μm以下)加入到金属基中起到提高硬度、强度和耐磨性的作用;然而,Al₂O₃添加量越来越大时,其对6061Al系列材料的硬度、强度和耐磨耗性等性能将起到负面作用。     

TiO2-Fe2O3氧化物阴极的制备工艺研究

FFC(熔盐电脱氧)工艺是一种用电化学还原法从混合金属氧化物制备Ti-Fe合金的新工艺,具有短流程、低能耗的特点。选择合适的阴极制备工艺对后续的电化学还原至关重要。采用模压成型和烧结的工艺制备TiO2-Fe2O3混合氧化物阴极,研究了阴极片的成型压力、造孔剂种类及用量、烧结温度等阴极成形和烧结过程中的主要因素对阴极孔隙率和微观结构的影响。用SEM及EDS对阴极片的微观结构和元素分布进行分析。结果表明,用碳酸氢氨作造孔剂时,阴极片的孔隙率受温度的影响较大;随着温度的升高和造孔剂含量的增多,烧结的阴极片颗粒直径不断增大,并且在孔隙周边的颗粒直径相对于其他部位要更大些;随着温度的等幅度增加,颗粒直径在造孔剂含量高时随温度升高而增长的幅度较大。对烧结片局部氧元素含量分布不均的现象进行了分析,其原因是高温下物质的内能较高,当能量达到反应活化能时会发生氧化物的分解反应,分解出的氧气通过孔隙向周围扩散,使得局部的氧含量较高。     

Improvement of sintering characteristics by selective granulation of high Al2O3 iron ores and ultrafine iron ores

The worldwide steel companies are expected to use low grade iron ores such as pisolitic iron ores, high Al₂O₃ iron ores and ultrafine iron ores etc. in their sinter blends due to the depletion of high grade iron ores or for the economic reason. This study investigated the methods for improving sintering characteristics without deteriorating sintering productivity and sinter quality by blending mini-pellets comprising high Al₂O₃ pisolitic iron ores and ultrafine iron ores containing low alumina. The results showed that the blending of iron ore mini-pellets produced by selective granulation is an effective way to improve sintering productivity and sinter quality without increasing the Al₂O₃ content in sinter as well as to effectively utilise high Al₂O₃ iron ores and ultrafine iron ores in the sintering process.     

喷雾干燥法制备中空偏钨酸铵球及中空结构形成机理

WO_3基纳米材料具有光催化降解、光解水、电致变色、热致变色和光致变色等特性,在光催化剂、新能源制备、智能窗口、传感器和平板显示器等领域有广泛的应用前景。采用喷雾干燥法成功制备了中空偏钨酸铵球,分析了其制备过程和中空结构的形成机理。结果表明:采用喷雾干燥法制备的中空偏钨酸铵球球体平均粒径为1.03μm,壁厚约为100 nm;其制备过程分为雾化、闪蒸干燥形成壳、中空结构形成3个阶段;干燥塔内由于热空气初始温度为130℃,远高于水的沸点,使液滴表面的水分迅速蒸发,由于蒸发速度非常快,从而在液滴表面结晶而形成壳,进而形成空心结构。     

Fe_3O_4@SiO_2@Co_3O_4三元核壳结构催化剂的制备及表征

本文中采用均相沉淀法制备了Fe3O4@SiO2@Co3O4核壳结构纳米材料。通过X射线衍射仪,X射线能谱仪,透射电镜,振动样品磁力计,对其结构形貌和磁性能进行了表征。结果表明,所制备纳米粒子包覆结构比较完整,粒径约300nm,内核为磁性Fe3O4,中层为无定形SiO2,外层为Co3O4纳米线,具有海胆状三元核壳结构。该材料有望应用于具有可回收性的磁性纳米催化剂。     

生物质高压水热法还原氧化铁的研究

以纤维素、淀粉为还原剂,在特制高压反应釜内反应4h,探讨原料配比、还原温度及固液比对还原Fe_2O_3的影响,并借助XRD及SEM等分析了不同还原条件下还原产物的微观形貌及物相组成。结果表明,在Fe_2O_3粉末、氢氧化钠、淀粉用量分别为50%、25%、25%,温度310℃、固液比3∶20、搅拌速度420r/min的条件下,最高还原率为97%。     

超音速等离子喷涂的NiCr-Cr_3C_2粒子特性对涂层性能的影响

采用超音速等离子喷涂法在调质45钢表面制备NiCr-Cr3C2金属陶瓷涂层,利用Spray Watch系统对喷涂过程中NiCr-Cr3C2粒子的分布状态、温度及速度等特性进行短时短距离的监测;并通过改变喷涂距离来改变喷涂粒子的特性,研究粒子特性对涂层的孔隙率、硬度与摩擦性能的影响。结果表明,在喷涂距离为90~120mm范围内,粒子的速度与温度都相对较高,在喷涂距离为110mm时,粒子的最大速度达到530m/s,平均温度为2180℃。粒子温度过高或过低都不利于获得高质量涂层,但粒子速度越大,涂层质量越好。在喷涂距离为110mm时,由于粒子速度大(平均为452m/s)、温度适中(平均温度为2180℃),沉积的NiCr-Cr3C2涂层结构致密,显微缺陷较少,具有较高的显微硬度和较低的孔隙率,分别为986HV0.3和0.96%,并且摩擦性能较好,摩擦因数和磨损量都最小。     

制备条件对球形Ni(OH)2物理性能的影响

研究了合成pH值、合成温度、陈化温度、干燥温度对球形Ni(OH)2物理性能的影响，结果表明：要制得物理性能较好（BET比表面、d001、FWHM101、I001／I101值较大，SO4^2-等杂质含量低）的球形Ni(OH)2，控制合成pH值为11．0－11．30、合成温度为50－60℃左右、陈化温度为65－80℃、干燥温度在115℃-135℃范围内较为适宜。     

稀土固体超强酸Ce4+-SO42-/SnO2-Nd2O3微乳法制备及表征

采用OP-10/正丁醇/环己烷微乳体系制备出新型固体超强酸Ce4+-SO42-/SnO2-Nd2O3.以乙酸正丁酯合成为探针反应.得出Ce4+ -SO42-/SnO2-Nd2O3的优化制备条件:R=65:100(表面活性剂:水溶液),Ce( SO4)2·4H2O占8％,Nd2 O3加入量为8％,陈化时间12 h,浸渍浓度3 mol/L,焙烧温度550℃,焙烧时间3h.并采用XRD、FTIR、TG-DTA和SEM表征技术对该催化剂的结构进行研究.     

微乳液的稳定性及其在制备超细Y2O3中的应用

探讨了CTAB／n—C4H90H／c-C6H12／H2O体系微乳液的稳定性，绘制了该体系的三元和拟三元相图，当CTAB与n—C4H9OH质量比为2：3时有较宽的稳定的W／O微乳液相区，是制备超细Y2O3的理想体系。在该体系稳定区内，通过调整ω，可改变微乳水核半径。Y（NO3）3溶液和草酸溶液在微乳液水核（微反应器）中进行沉淀反应，制备出不同粒径、形貌的超细氧化钇。样品经X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）表征，结果表明，ω增大，水核半径增大，超细Y2O3的粒径变小，形貌也发生变化。当ω=17时，可制备出粒径为30nm的晶型完好的Y2O3立方晶粒。     

Luminescent Properties of Ca2 Y8 ( SiO4 ) 6O2:Eu3 + Phosphors Prepared by Spray Pyrolysis Process

Using CaCO3, metal oxides (all dissolved by nitric acid) and tetraethoxysilane Si (OC2H5 )4 (TEOS) as the main starting materials, Ca2Y8 (SiO4 )6O2: Eu3 phosphors were synthesized by spray pyrolysis.X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL) spectra as well as lifetimes were used to characterize the resulting phosphors.The results of XRD indicated that the 1000 ℃ annealed powders crystallize with the silicate oxyapatite structure.SEM study revealed that the phosphors consist of spherical particles with an average size of about 1 ～ 3 μm.In the crystalline Ca2 Y8 (SiO4)6O2: Eu3 phosphor, the Eu3 shows its characteristic emission corresponding to 5 D0 - 7 FJ ( J = 0, 1,2, 3, 4) transitions, with 5D0 - 7 F2 red emission (613 nm) as the most prominent group, agreeing well with the structure of the host material.     

LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2的制备及其性能研究

采用二次高温煅烧法制备了三元复合正极材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2,用SEM、XRD和蓝电测试仪等对其结构和物理化学性能进行表征和测定。结果表明,材料具有较好的层状结构,在2.75~4.25V下0.2C放电容量达到151mAh/g,经50次充放电循环后,放电容量仍为初始放电容量的93%,放电容量保持率较高,是一种电化学性能优良的三元正极复合材料。