含硅铬铁矿粉微波加热体还原显微矿相结构分析

本文研究了含硅铬铁矿粉在碱度1.60~1.80的条件下微波加热体还原物料的显微矿相结构。在温度1 100℃、1 200℃、1 300℃(大气压且无保护气氛)时,含硅铬铁粉矿在微波冶炼条件下的显微矿相结构以热碎裂还原结构以及铬铁矿粉颗粒周围渣相结构为主,随着冶炼温度的提高热碎裂也逐渐加剧。被还原的铬铁矿颗粒表面由最初边缘到内部的细小热碎裂还原结构扩展到最后的完全崩裂结构,且Cr Fe金属相中铬、铁含量也随着冶炼温度的提高而增加。最终在1 300℃时实现渣金相完全分离。     

微波加热含碳铁矿粉还原矿相结构研究

微波加热含碳铁矿粉还原矿相结构分为金属铁、浮氏体和渣相结构。矿粉颗粒围绕煤粉颗粒进行还原，形成星点状金属铁，进而形成环带状结构。由于矿-煤颗粒界面间还原出的金属铁厚度增大，使初始直接还原反应减弱，尚未还原的FeO核心依靠碳气化生成的CO和金属铁中碳的扩散继续还原，形成蠕虫状金属铁连晶结构。浮氏体对微波具有一定的吸收性，在微波场中自身热碎裂，可加速碳热还原。渣相含有变价铁元素，对微波有一定的吸收能力，有利于渣相中复杂铁氧化物的还原。     

含碳铬矿粉微波加热体还原显微矿相结构的研究

本文研究了含碳铬矿粉在C:O原子摩尔比为0.84、CaO:SiO2分子摩尔比为0.39条件下微波加热体还原物料的显微矿相结构.在温度为1 000℃、1 100℃、1 200℃、1 300℃(大气压力下且无保护气氛)时,还原物料的显微矿相结构主要为铬矿微细热碎裂还原结构和矿颗粒周围的渣相结构,显微热碎裂还原结构随温度的提高而加剧.被还原的铬矿颗粒由最初边部微细热碎裂还原结构扩展到整体热碎裂还原崩解结构,且金属CrFe相中的Fe随着温度的提高而增加.在1 300℃时,由于碳量的不足,导致金属CrFe相局部氧化,还原率降低.     

一种微波辅助的气固耦合模型

针对微波辅助加热情况下气固热耦合及气固反应应用,设计了一种利用微波加热多孔固体介质(碳化硅)来间接加热气体的气固耦合模型,并利用有限元仿真软件进行建模。通过对电磁场、流体传热场、自由和多孔介质这3个物理场的耦合仿真,验证了此气固耦合模型的准确性和可行性;分析了该模型在不同石英管半径、不同多孔介质孔隙率和不同气体流速情况下的S参数和加热情况。结果表明,当碳化硅的孔隙率为0.5,石英管的半径为20 mm时,微波转换效率最高,微波能量利用率达到90%以上。     

微波诱导铬渣催化氧化降解甲基橙溶液的研究

采用微波-铬渣法、微波-铬渣-H2O2法处理甲基橙溶液。研究了铬渣用量、溶液初始pH值、微波辐照时间、处理后放置时间等因素对溶液TOC去除率的影响。研究表明,对于150 mL的TOC浓度为200 mg/L的甲基橙溶液,铬渣用量为1 g,H2O2(30%)用量为1 mL,溶液初始pH值在4~10范围内,微波功率80 W,微波辐照3 min,TOC去除率可达80%,处理后放置足够长时间,色度去除率可达100%。处理后溶液中残留Cr(Ⅵ)浓度小于0.05 mg/L。     

微氧化温度对NdFeB粉体微波吸收特性的影响

采用熔炼-高能球磨-微氧化-晶化热处理的工艺,制备了NdFeB磁粉,借助X射线衍射仪和网络矢量分析仪等,研究了不同微氧化温度下制备的NdFeB粉体的相组成和微波吸收特性。结果发现:经100℃氧化后再晶化的NdFeB粉体由α-Fe、Nd2O3、Fe2O3相组成,而经200℃氧化后再晶化的NdFeB粉体由α-Fe、Nd2O3相组成;在6~18 GHz频段上100℃氧化后再晶化的粉体的微波吸收效果较好,而在2~6 GHz低频段上200℃氧化后再晶化的粉体的微波吸收效果较好;经200℃氧化后再晶化的NdFeB粉体的磁损耗和介电损耗较大。     

In2O3基NO2气体传感器的研究

利用化学沉淀法制备了In2O3粉体,采用X射线衍射(XRD)的方法得到了粉体的晶体结构,颗粒尺寸为纳米量级.以In2O3为基体材料,制作了烧结型旁热式气敏元件,通过固相掺杂的办法改善元件的气敏特性.在低于100℃的工作温度下,通过对SO2,CO,CH4,Cl2,NO2五种气体的检测,发现分别以质量分数为2%PdCl2和5?O2为掺杂剂的元件对NO2气体均表现出较好的敏感性,对SO2,CO,CH4,Cl2四种干扰气体的灵敏度较低,表明元件具有良好的选择性.     

Cu掺杂ZnTiNb2O8陶瓷的低温烧结和微波介电性能

采用传统固相反应法制备了Cu掺杂的ZnTiNb2O8介质陶瓷,分别对其烧结特性、物相组成、显微结构及微波介电性能等进行了系统研究。结果表明：Cu掺杂及其氧化能显著降低ZnTiNb2O8的烧结温度至950 ℃;Cu掺杂ZnTiNb2O8陶瓷微波介电性能在很大程度上由陶瓷致密度、物相组成和晶粒大小决定;Cu掺杂量为3.0wt.%的ZnTiNb2O8陶瓷在950 ℃烧结3 h具有较好的微波介电性能：εr=30.2,Q×f=27 537 GHz(f=6.774 3 GHz),τf=-57.1 μ℃-1,是极具应用前景的低温共烧陶瓷材料。     

In_2O_3基NO_2气体传感器的研究

利用化学沉淀法制备了In2O3粉体,采用X射线衍射(XRD)的方法得到了粉体的晶体结构,颗粒尺寸为纳米量级。以In2O3为基体材料,制作了烧结型旁热式气敏元件,通过固相掺杂的办法改善元件的气敏特性。在低于100℃的工作温度下,通过对SO2,CO,CH4,Cl2,NO2五种气体的检测,发现分别以质量分数为2%PdCl2和5%CeO2为掺杂剂的元件对NO2气体均表现出较好的敏感性,对SO2,CO,CH4,Cl2四种干扰气体的灵敏度较低,表明元件具有良好的选择性。     

Zn-Nb-O微波介质陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相反应法制备(1-x)(0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8) xZnAl2O4 (摩尔分数x=0~10%,ZZZ)微波介质陶瓷,研究了其物相组成、晶体结构及微波介电性能。结果表明,ZZZ材料能在1 150 ℃烧结成瓷,形成了ZnNb2O6、Zn3Nb2O8和ZnAl2O4共存的复相结构,无其他新相生成。在微波频率下,ZZZ陶瓷的介电常数为21~24,品质因数与频率之积(Q×f)为30 000~85 000 GHz。随ZnAl2O4含量的增加,ZZZ陶瓷的微波介电常数、Q×f值及谐振频率温度系数均减小,温度稳定性提高。     

Rate of decarburization of iron-carbon melts: Part I. Experimental determination of the effect of sulfur

The kinetics of decarburization of iron-carbon melts with CO-CO₂ gas mixtures were investigated at 1700 ‡C using the levitation technique. The influences of different experimental variables on the decarburization kinetics were determined. It was found that sulfur has a clear and reproducible retarding effect on the decarburization of iron-carbon melts; and this effect is most pronounced at sulfur concentrations in the range of 0 to 0.05 wt pct. The initial carbon concentration has no discernible effect on the decarburization kinetics. Melts containing 2.48 wt pct C and 0.92 wt pct C initially were found to decarburize at virtually identical rates until a substantial portion of the carbon was removed. The decarburization rate of a melt with a specified initial carbon content was found to remain essentially constant until the carbon content fell to a characteristic level below which the rate tended to level off. The partial pressure of CO₂ of the gas mixture has a marked effect on the decarburization kinetics. The flow-rate of the gas mixture has a small but finite effect on the rate of decarburization.     

扁平化对FeSi吸波材料微波电磁性能的影响

为阐明吸收剂颗粒形状与吸波材料微波电磁性能之间的关系,采用机械球磨工艺对气雾化球形FeSi合金粉末进行扁平化处理并制成FeSi吸波材料。借助SEM和矢量网络分析仪,研究了球磨时间对FeSi颗粒形貌及1～18GHz内吸波材料电磁参数与吸波性能的影响。结果表明:随着球磨时间的增加,FeSi颗粒的扁平率增大。与未球磨样品相比,球磨32h的FeSi合金吸波材料的ε'在整个频率范围内增大了0.5倍,μ'(在1GHz时)由1.24增大到1.94,μ"(在1GHz时)由1.00增大到1.30。扁平化处理明显改善了FeSi吸波材料的低频吸波性。     

衬底温度对制备出CNT膜的影响

在陶瓷衬底上通过磁控溅射方法镀上金属钛层,用含铁杂质的氧化硅对钛层进行抛光,通过微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在不同的温度下短时间里制备出CNT膜。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱,X射线衍射,分析了薄膜的结构和表面形貌。仔细研究不同温度下制备的CNT膜,得出衬底温度400℃时制备的碳膜是以非晶碳为主,600℃时置备的碳膜是良好的碳纳米管膜,800℃制备的碳纳米管膜的缺陷变得很多,以碳纳米链为主。最后得出了温度对催化活性有很大影响的结论。     

激光诱导硅烷气相合成纳米硅粉研究

采用高功率ＣＯ２激光诱导高纯硅烷气相反应，制备出粉体平均粒径为１０～１２０ｕｍ，晶粒度与平均粒径比为０．３～０．７的各种纳米结晶硅粉。制备出的硅粉粒度均匀，粒子呈球形，但部分粒子间出现烧结。粉体粒径随激光功率、反应压力的增加而增加，随硅烷流量、稀释Ａｒ气的增加而减小。晶粒度对硅烷流量和反应压力的变化不敏感，但随激光功率的降低和混合Ａｒ气的增加而明显减小。Ｓｉ粒子的形成经历了单晶粒子的生长和这些粒子间的碰撞生长过程。     

凝胶注模工艺制备Ce0.9Gd0.1O2-δ粉体及性能研究

采用凝胶注模工艺制备了Ce0.9Gd0.1O2-δ（GDC）粉体,对其性能进行了TG-DSC、XRD、TEM和粒度等表征,分别与同等原料采用传统固相合成工艺制备的粉体,与不同原料同种凝胶注模工艺制备的粉体进行了性能比较。采用不同压力成型了坯体,在1350℃烧结得到瓷体,对粉体的烧结性能和瓷体的电导性能进行了表征。结果表明：采用凝胶注模工艺在600℃就能获得纯相GDC粉体,比固相反应合成GDC粉体温度降低400℃;相比以氧化物为原料合成的粉体,以硝酸盐为原料采用凝胶注模工艺合成的粉体有助于氧化钆在氧化铈晶格中的固溶;在1350℃烧结获得相对密度为96.5%瓷体,600℃电导率为0.0258S/cm,满足中温电解质材料对电导率的要求。     

Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷的合成与性能研究

利用醇盐溶胶-凝胶法合成（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4陶瓷（x=0.1-0.9）。差热分析结合XRD分析表明（1-x）Zn2SiO4-xMg2SiO4的成相温度在800℃附近,1 150℃预烧粉体后,获得粒径为40-50 nm的Zn2SiO4-Mg2SiO4复相陶瓷粉末。复相陶瓷的最佳烧结温度在1 250℃-1 300℃,烧结过程中,部分组分产生了MgSiO3杂相。当x=0.6时,在1 250℃烧结后陶瓷的介电性能最优如下：εr=6.66,Q×f=174 800 GHz,τf=-38.7 ppm/℃,是一种有望应用于毫米波频段的新型介质陶瓷材料。     

螺旋形碳纤维结构吸波材料的制备及性能研究

用基板法以乙炔为碳源,镍板为催化剂,PCI,为助催化剂,通过化学气相沉积制备了螺旋形碳纤维手性吸收剂,并研究了其在2～18GHz的微波电磁特性：具有较高的介电损耗,电磁参数随频率的增大有减小的趋势,有利于实现宽频吸波。以螺旋形碳纤维作为吸收剂制备了Nomex蜂窝夹芯结构吸波材料,复合材料的厚度为9．5mm时,在3．76～18GHz反射率R小于-10dB,反射率小于-10dB的频宽为14．24GHz;最大吸收峰在10．4GHz,反射率R为-21．62dB。探讨了螺旋形碳纤维的吸波机理,螺旋形碳纤维是一种非常有发展前景的手性吸收剂和吸波材料。     

微波-炭还原法处理二氧化硫(SO_2)的研究

本文报道一种不用催化剂采用微波－炭还原技术处理二氧化硫（SO2）的新方法。讨论了气体流量、反应器温度、微波功率和施加微波时间对二氧化硫和活性炭发生还原反应的影响。比较了连续施加微波和间歇施加微波两种方式下二氧化硫与活性炭发生化学反应转化为无公害的二氧化碳（CO2）气体和单质硫（S）的效率。研究结果表明，微波功率和反应器的类型及升温速率对二氧化硫的去除率影响较大。在连续施加微波时，二氧化硫的去除率可达95％以上，此外还对二氧化硫与活性炭反应后的产物进行了表征。     

MEMS/Sensor工艺中无定形碳应用及干法蚀刻研究

提出一套新的无定型碳牺牲层蚀刻工艺,新工艺应用于MEMS和Sensor牺牲材料工艺中,能够很好地解决无定形碳蚀刻工艺中有机副产物问题。在无定形碳蚀刻工艺中添加低浓度的CF4蚀刻气体(1%~5%),有助于去除在蚀刻过程中侧壁形成的有机副产物。在无定形碳蚀刻工艺前添加一步光刻胶硬化步骤,和在无定形碳蚀刻工艺后添加一步有机副产物各项异性蚀刻步骤,有助于去除表面产生的有机副产物。并针对新工艺去除无定形碳蚀刻过程中形成的有机副产物反应机制进行了详尽阐述与讨论。     

磁镜场在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜制备装置中的应用

在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场来更好地约束等离子体,使等离子体球成为“碟盘”状,提高了等离子体球的密度,在基本参数：反应压力2．5kPa、基片温度450℃、气体流量为Ar：40sccm、CH4：4sccm、Hz：60sccm不变的情况下,沉积面积直径由30mm增长到50mm,沉积速度由3．3μm／h增长到3．8μm／h,最大反射电流由15μA减小5μA。从而大大减少了在石英管壁和观察窗的沉积,有效利用微波能量电离出更多的活性基团沉积出高质量的（类）金刚石薄膜。