1250m3高炉炉缸异常侵蚀原因分析

通过对高炉炉缸异常侵蚀机理的分析，改善优化操作工艺，探索长寿命炉缸结构，加强高炉安全运行管控，避免重大事故的发生，有效发挥一代炉龄效能。     

化学气相沉积热解碳的原位动力学研究(英文)

以丙烯和氩气为气源,在800～1200℃,1～15kPa和25～500sccm条件下进行化学气相沉积热解碳,采用磁悬浮天平实时称量热解碳的生成量进行动力学研究。结果表明,1000℃以下,化学反应控制沉积过程,乙炔的生成为限速步骤;当温度高于1000℃时,转变为气相传质控制,温度是影响沉积机理最重要的热力学参数。压力和滞留时间对沉积速率的影响说明热解碳是通过一系列气相连续反应后形成的。采用实验测得的活化能137±25kJ／mol和丙烯分压一级反应级数,确定了总的动力学方程式,并用实验结果验证了其有效性。     

L-丙氨酸掺杂下ZTS晶体法向生长动力学及化学侵蚀研究

通过对L-丙氨酸掺杂下ZTS(100)、(010)及(001)面法向生长速度的研究发现,各晶面法向生长速度随过饱和度的增加而线性增加;随掺杂浓度的增加,(100)面的法向生长速度先增大后减小,而(010)及(001)面的法向生长速度先减小,接着增大,然后又减小。分析表明(100)面以位错生长机制为主,(010)及(001)面以连续生长机制为主。利用光学显微镜在侵蚀后的(100)面观察到矩形位错蚀坑,蚀坑密度为33~308 mm-2;掺杂浓度为1%(摩尔分数)时,蚀坑密度最小。     

3#高炉炉缸异常侵蚀维护实践

[摘要]针对石横特钢3#高炉炉缸温度异常升高严重威胁安全生产的状况，通过采取一系列护炉和高炉操作控制措施，温度异常点逐步转入安全状态，炉缸异常侵蚀得到有效控制，做到了在安全的前提下进行护炉，在顺行的础上优化高炉各项经济技术指标的目的。     

宣钢530立方米高炉炉缸侵蚀成因分析

530立方米高炉在扒炉过程中发现炉缸砖衬被侵蚀特别严重,裂纹特别多,统计大小裂纹共计有51条之多,其中横裂纹22条,基于此,本文首先对生产过程中炉体温度异常情况进行介绍,就侵蚀严重程度进行分析,以供参考。     

丙烯化学气相沉积热解碳的动力学研究

以丙烯为碳源, 利用磁悬浮天平热重系统研究了化学气相沉积热解碳的原位动力学, 采用气质联用仪对热解气相冷凝物进行了定性和半定量分析. 结果表明: 当稀释比为4, 总压力为6kPa, 丙烯流量为20sccm时, 丙烯在850～1100℃之间的热解反应表观活化能为(201.9±0.6)kJ/mol, 沉积过程为气相均相反应控制, 高温时冷凝物以单环芳烃为主, 低温时主要为双环和多环芳烃; 在900和1000℃下, 丙烯分压在0.3～6.5kPa范围内的热解为一级反应; 由于受有效反应时间和丙烯通量的共同作用, 沉积速率随滞留时间的延长先增大后减小, 在900℃下滞留时间为0.6s时出现最大值.     

丙烯化学气相沉积热解碳的原位动力学

以丙烯为气源,在800℃～1200℃进行化学气相沉积热解碳。研究了温度、压力和滞留时间对沉积速率和气相产物的影响。采用磁悬浮天平原位实时称量反应过程中的固相产物进行动力学研究;采用气相色谱和质谱联用半定量分析了反应过程中的气体产物。动力学研究结果表明, 800℃～1000℃内活化能为137 kJ/mol±25 kJ/mol,沉积过程为化学动力学控制;高于1000℃时,沉积行为由气相分子的传质和气相成核控制。压力和滞留时间对沉积速率的影响说明,热解碳是经过一系列气相反应和固体表面反应后获得。气相产物分析说明,不同控制机制时形成热解碳的主要物质不同。在此基础上提出了丙烯分解形成热解碳的机制。      

爆炸物品示踪剂抗侵蚀试验研究

爆炸物品示踪技术是由我国自主研发的新技术,该技术的研发成功攻克了一项国际难题,填补了爆炸物品安全管控领域的一项技术空白,实现了对爆炸物品的跟踪、溯源、安检、打非等目标(其中包括炸后溯源),为爆炸物品安全管理提供了一种综合治理手段。该技术的核心是示踪剂,示踪剂的价值在于化学编码。为确保化学编码持久不变,化学稳定性是先决条件。分别用去离子水、0.1mol/L盐酸、1mol/L盐酸和硝酸铵水溶液,分别在120℃、110℃、100℃、90℃等温度条件下,对示踪剂进行侵蚀试验,以样品的特征荧光和特征谱图两个指标在侵蚀前后的变化情况作为依据,研究示踪剂的稳定性。试验结果表明,经侵蚀之后,示踪剂的特征荧光和特征谱图均无明显变化,说明示踪剂的稳定性优良。优良的稳定性为示踪剂的研发成功奠定了基础。     

二元体系碱激发胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能研究

以粉煤灰、矿粉、偏高岭土为主要原料制备二元体系复合碱激发胶凝材料,将不同配比的复合碱激发胶凝材料以不同浸泡方式在5%(NH₄)₂SO₄溶液中侵蚀120 d,并通过测定力学性能来优化制备方案,接着利用扫描电镜(SEM)分析不同体系的侵蚀破坏机理。结果表明：粉煤灰-矿粉基(FA-SP)最佳配比为2∶3,且在半浸泡下强度损失严重,出现大量裂缝和盐结晶。偏高岭土-矿粉基(MK-SP)最佳配比为1∶1,结构稳定,半浸泡组与全浸泡组外观形貌没有明显差异,具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,受NH⁺₄侵蚀作用小。     

碳基材料超高速粒子侵蚀的数值模拟

应用动力学理论建立了碳基材料超高速粒子侵蚀的数学模型。在模型中引入了表征材料抵抗侵蚀破坏能力的参数: 冲击破坏侵蚀能和剪切破坏侵蚀能。通过定义多重碰撞修正因子β, 给出了多粒子侵蚀材料体积损失的理论计算公式。计算了石墨和C/ C 靶材在Al₂O₃粒子撞击下, 体积损失比随粒子入射角及入射速度的变化规律。结果表明, 脆性碳基材料在超高速粒子撞击作用下, 冲击破坏与剪切破坏同时发生, 冲击破坏在材料体积损失中起主导作用。计算结果与已有的实验值吻合较好。      

碳纤维表面化学镀镍工艺及机理研究

研究了碱性条件下碳纤维表面化学镀镍工艺及机理。结果表明随着施镀温度的升高,pH值的增大,络合剂含量的减少,金属镍的沉积速率越大,但是镀液稳定性越差;碳纤维表面化学镀镍过程有明显的诱导期、加速期、减速期和稳定期4个阶段,并且当沉积时间过长、温度过高、pH值越大时,镀层出现胞状沉积结构。实验条件下,反应速率方程V=K[OH-]a[Na6H5O7]b[Ni 2＋]c[H2PO2-]dexp（-Ea/RT）中的[OH-]反应级数a=0.26565,[Na6H5O7]的反应级数b=-0.23287,表面活化能Ea=61.034kJ/mol。     

不同等离子源形成的DLC涂层对NiTi合金腐蚀行为的影响

采用等离子浸没离子注入和沉积(PIIID)法分别以C2H2和石墨为等离子源在NiTi合金表面形成DLC涂层来提高该合金的耐腐蚀性.利用Raman光谱和扫描电镜分析膜层结构.利用电化学测试和原子吸收光谱测试涂层前后基体的耐腐蚀性和Ni离子析出.结果表明:采用等离子浸没离子注入和沉积法以乙炔和石墨为等离子源在NiTi合金表面形成均匀致密、结合力良好的DLC涂层.两种涂层都明显地提高了NiTi合金的耐腐蚀性能和有效地抑制了Ni离子的溶出.     

单晶硅炉用碳素材料的硅化腐蚀研究

对单晶硅炉用碳素材料的硅化腐蚀后的表面形貌及元素分布测试,研究不同碳素热场材料的硅化腐蚀性能。结果表明石墨内部延伸至表面的开气孔给熔融硅提供侵蚀扩散的通道,加速石墨硅化破坏。硅化程度受C/C复合材料内部纤维排布方向的影响,沿纤维排布方向液硅扩散速率较快,垂直于纤维排布液硅的扩散速率较小。随硅化时间延长,C/C复合材料力学性能呈下降趋势。石墨材料的力学性能最初有所提高,之后随着时间而下降。     

表面机械研磨处理Fe-C合金腐蚀性能的研究

首先利用表面机械研磨技术(SMAT)使低碳钢实现了表面纳米化,然后通过金相显微镜、X射线衍射仪对SMAT后低碳钢的微观组织结构进行表征,最后通过CS350型电化学工作站测试系统对试样进行测试,分析及比较了低碳钢及其SMAT试样在0.05 mol/L H2SO4+0.05 mol/L Na2SO4介质中的腐蚀行为。实验表明,在SMAT之后,20号钢的耐腐蚀性能好于10号钢,而这恰恰与粗晶状态下10号钢的耐腐蚀性能好于20号钢的结果相反,其原因值得探究。     

High temperature carbon corrosion in solid oxide fuel cells

Abstract

Operating conditions in a current design for a planar geometry oxide fuel cell plant are briefly reviewed and the danger of encountering “metal dusting” conditions identified. Laboratory tests were designed to produce accelerated metal dusting by exposing heat resisting alloys to a CO–26 H₂–6 H₂O (vol. pct) gas mixture at 680°C under thermal cycling conditions. The hot gas composition corresponded to a_c = 2.9 and an oxygen potential high enough to oxidise chromium and aluminium, but not iron or nickel. The alloys tested included ferritic and austenitic chromia formers and two ferritic alumina formers, all with electropolished surfaces. Thermal cycling of the chromia formers led to oxide scale damage followed by internal carburisation, metal dusting and coking. This failure occurred very rapidly on most austenitic materials (Alloy 800, Inconel 601, 690, 693, Alloy 602CA), but did not commence until after approximately 50 one-hour cycles for the ferritic steel Fe–27Cr–0.001Y (wt %). The alloy with the best performance was Inconel 625, which was still protected by its Cr₂O₃ scale after 500 cycles. The alumina forming alloys showed superior performance, with no damage apparent after 1200 cycles. Additional tests using ground metal surfaces showed that they were more resistant to dusting in the case of chromia formers, but more susceptible in the case of alumina formers, metal dusting.     

类金刚石薄膜在不锈钢表面结合强度及耐腐蚀性研究

类金刚石(DLC)薄膜与不锈钢的结合强度是DLC薄膜应用于血管支架表面改性的关键技术问题.利用磁过滤阴极真空弧源沉积方法在316L不锈钢表面沉积DLC薄膜,研究沉积时基体偏压、薄膜厚度以及钛过渡层对DLC薄膜与基体结合强度的影响.研究结果表明,316L表面制备相同厚度的DLC薄膜,采用-1000V脉冲偏压制备的薄膜结合强度明显优于-80V直流偏压下制备的DLC薄膜;随着DLC薄膜厚度的增大,DLC薄膜与316L基体的结合力下降;316L不锈钢表面制备一层100nm的钛过渡层之后可以改善DLC薄膜的结合状况,并且经过20%的拉伸变形后,DLC薄膜完整,耐蚀性优于未表面处理的316L不锈钢.以上研究结果表明,磁过滤阴极真空弧源方法制备DLC薄膜与316L结合强度高,可以有效的提高316L的耐腐蚀性,是一种具有应用前景的血管支架表面改性方法.     

Electrochemical corrosion behavior of amorphous carbon nitride thin films

The corrosion behavior along with biocompatibility and mechanical properties plays an important role in determining of biomedical implants feasibility. Diamond-like carbon seems to be the promising material in which all these three requirements can be achieved. In this study nitrogen doped amorphous carbon (a-C:N) films were deposited on silicon and medical CoCrMo alloy substrates by vacuum glow discharge sputtering technique using different deposition conditions from graphite target. Potentiodynamic polarization tests were employed to assess the corrosion performances of the films at room temperature in 0.89 wt. % NaCl solution. The influence of substrate bias on the electrochemical corrosion behavior was investigated. The highest value off E_corr for CoCrMo substrate was measured on the coating deposited with substrate bias around −0.6 kV. The shift of E_corr to more positive values was about 350 mV.     

Gas phase and surface kinetics in plasma and hot filament-enhanced catalytic chemical vapor deposition of carbon nanostructures

Simulations of the gas phase chemistry (C₂H₂/H₂) coupled with surface reactions for the catalytic growth of carbon nanostructures (nanotubes/nanofibers), using different activation modes of catalytic chemical vapor deposition (CCVD) process, are presented. Deposits issued from thermal CCVD, hot-filament CCVD, plasma-enhanced CCVD and plasma-enhanced combined with hot-filament CCVD are compared to simulations of the gas phase and surface kinetics. The influence of the activation elements is described in detail. According to these simulations taking into account optical emission spectroscopy data, gas phase composition and linear growth rate of tubular nanostructures are predicted in good agreement with the experimental observations.     

高温石墨炉用碳素材料的热辐射性能研究

以碳素材料微观结构与表面形貌为基础,研究了不同型号的碳/碳复合材料及石墨材料的光谱发射率。研究表明,石墨微晶结构规整度与表面微观形貌是影响碳素材料光谱发射率差异的因素。为评价碳素热辐射性能、设计高效热场提供理论指导。     

碳纤维复合材料在超临界正丁醇中降解的反应动力学

采用超临界正丁醇在KOH作用下从碳纤维/环氧树脂（CF/EP）复合材料中回收高性能CF。分析了反应温度和反应时间对CF/EP复合材料中EP降解率的影响,研究了回收CF增强聚丙烯（PP）复合材料的力学性能;分析了降解液相产物组分,研究了EP固化体系在超临界正丁醇中的催化降解历程,建立了降解动力学模型,通过解算动力学参数建立了催化降解动力学方程。结果表明:反应温度和反应时间与EP的降解率呈明显的正相关性;与原CF增强PP复合材料相比,回收CF增强PP复合材料的拉伸强度下降9.2%,弯曲强度下降20.9%,弯曲模量下降10.9%,冲击强度下降7.4%;CF/EP复合材料降解反应主要为EP固化体系分子链段中C—C、—O— 等线性链段的断裂以及交联部位C—N的断裂;CF/EP复合材料催化降解的反应级数为2,反应活化能为165.2 kJ·mol-1,指前因子为3.62×1013 min-1,建立的动力学方程可解决反应温度和反应时间不可预估的问题。