钢中镁铝尖晶石夹杂物研究进展

钢中MgAl2O4夹杂物熔点高不变形,对高级别钢种质量危害大,是近几年洁净钢领域研究的热点。本文阐述了MgAl2O4夹杂物产生的背景,总结了钢中MgAl2O4夹杂物研究的现状,提出需要对MgAl2O4夹杂物向低熔点四元复合氧化物夹杂转变的动力学做进一步研究。     

合金钢中镁铝尖晶石夹杂物生成与转化热力学

通过FactSage 6.0热力学软件计算,研究了合金钢中镁铝尖晶石(MgO.Al₂O₃)形成和向低熔点复合夹杂物转化的热力学条件,以及钙处理对钢液成分和夹杂物成分的影响.研究结果表明:钢中生成镁铝尖晶石夹杂物需要镁的含量较低;当钢液中溶解钙的质量分数为1×10^-6时,镁铝尖晶石会转化变成液态的复合夹杂物;随着钙加入量的增加,液态复合夹杂物中Al₂O₃和MgO的含量继续降低,CaO的含量继续增加,SiO₂的含量较低,基本保持不变;随着钙加入量的增加,钢液中的氧含量会降低,镁含量增加.     

石油套管钢中镁铝尖晶石的形成与改性

通过石油套管钢的工业试验及热力学分析,研究精炼过程中镁铝尖晶石的形成和改性机理。结果表明:当钢液中溶解铝分别为0.02%和0.05%时,溶解镁只要达到1.5×10-6和2.8×10-6,钢中便有镁铝尖晶石生成;钢液中溶解铝0.02%,镁含量为4×10-6~8×10-6时,钢中溶解钙含量只要分别达到0.21×10-6和0.42×10-6,钢液中的镁铝尖晶石便开始向液态钙铝酸盐转变;镁铝尖晶石比氧化铝更容易改性为液态夹杂物;钢液精炼过程中夹杂物受钢渣反应和钙处理的影响,按照Al2O3→MgO-Al2O3系夹杂物→Ca O-Al2O3-MgO或Ca O-Al2O3系液态复合夹杂物的过程演变。     

镁处理对钢中夹杂物变性研究

研究了钢水镁处理对钢中夹杂物组成、尺寸及形态的影响,结果表明,微量镁能改善钢的夹杂物尺寸及分布,镁处理钢的夹杂物颗粒细小均匀.适宜的镁含量为0.00 2%-O.00 3%.     

430不锈钢尖晶石夹杂物控制的热力学分析

通过热力学计算,得出了硅脱氧430不锈钢熔体Fe-Mg-Al-Si-O体系MgO.Al2O3、2MgO.SiO2、3Al2O3.2SiO2和2MgO.2Al2O3.5SiO2的平衡相图,分析了控制尖晶石夹杂物形成与转变的热力学条件。结果表明:1 873 K时,当钢中Al的质量分数在1×10-6以下,钢水中基本不形成镁铝尖晶石;随钢水中溶解铝含量的逐渐降低,由尖晶石转变为2MgO.SiO2所需的溶解氧质量分数逐渐提高。当钢水中溶解镁的质量分数在2×10-6,控制钢水中w(Al)4×10-5、w(O)8×10-6时,对于抑制不锈钢尖晶石夹杂物的形成有利。     

钢中镁铝尖晶石夹杂物热力学分析

本文利用一阶和二阶相互作用系数以及对Mg-Al尖晶石固溶体采用内插法的活度取值,并基于吉布斯自由能最小原理利用C++编写热力学程序,计算得到Mg-Al-O的热力学优势区域图。特别分析了Mg-Al尖晶石的稳定区域与氧含量和温度之间的关系,为进一步深入研究Mg-Al-O系脱氧方式下MgO·Al_2O_3夹杂物行为特征提供理论依据。     

钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物的影响

 为了研究高碳含硫铝镇静钢中夹杂物的控制策略,利用ASPEX自动扫描电镜研究了钙处理对高碳铝镇静钢中夹杂物形貌、成分等特征的影响。结果表明,钙处理后夹杂物并未由LF精炼结束时的MgO·Al2O3转变为低熔点钙铝酸盐,而是转变为[x(MgO·Al2O3)·(1－x)CaS]复杂成分体系,夹杂物中MgO/Al2O3的质量比维持在1[∶]3不变。原因在于,钢液中[w([S])/w(T[O])]比较高,导致钙主要与硫结合生成CaS,而较少参与MgO·Al2O3的改性;精炼渣碱度低使得钙无法还原MgO。在此基础上对钙处理时夹杂物的生成与转变机理进行了讨论。     

预处理铝灰制备镁铝尖晶石研究

采用铝灰制备耐火材料是其高附加值资源化利用的一个方向,以预处理后的无害化铝灰为主要原料,利用烧结法合成镁铝尖晶石材料。借助XRD、SEM及EDS等对烧结试样的晶型组成及微观形貌进行了分析。结果表明:利用预处理后铝灰添加部分氧化镁可制备出物理性能优良的耐火材料,烧结后的主要物相为镁铝尖晶石,烧结温度对产品性能影响较大,适宜的烧结温度为1 650℃。     

高等级齿轮钢夹杂物控制技术研究

非钙处理齿轮钢钢中夹杂物主要是高熔点夹杂物,在连铸过程容易堵塞水口,导致连浇炉数偏低,成品容易出现大型B类夹杂物。通过优化合金种类及加入方式、精炼炉渣成分、VD真空处理及中间包保护浇铸,连浇炉数由不超过2炉提高到6炉,成品B类夹杂物由3. 0级以上降低至0. 5级以内。     

镁铝尖晶石的合成与应用

镁铝尖晶石的合成方法有电熔法和烧结法。利用镁铝尖晶石研制的耐火材料主要有尖晶石浇注料、镁铝尖晶石碳砖、方镁石－尖晶石砖等，可用于钢包内衬及水泥回转窖、活性石灰窖等，抗侵蚀性能好，使用寿命长。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究现状

对近年来国内外有关尖晶石型LiMn2O4材料合成的研究作了综述。从掺杂改性,表面改性和电解液优化等几个角度分析了LiMn2O4容量衰减的改善及循环性能提高,并初步分析了尖晶石型锰酸锂的容量衰减机理。     

CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物控制影响因素的多尺度结构

 对CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物熔点的影响因素进行了多尺度分析,利用Factsage模拟了CaO质量分数对CaO-SiO2-Al2O3-MgO夹杂物熔点的影响规律。多尺度分析表明,工位操作（101 m）影响夹杂物成分（10-10 m）的最后可控因素为钙线喂入量。其通过影响局部钢液中钙质量分数（100 m）来改善熔池的动力学条件（10-3 m）,改变夹杂物中CaO质量分数（10-10 m）。模拟结果表明,当CaO质量分数为30%时,CaO-SiO2-Al2O3-MgO相图中低熔点区域的比例达到最大。通过实例分析得到了夹杂物控制的工位级效应,表明了对钢液洁净度进行多尺度深入研究的可行性。     

精炼渣中Al2O3含量对弹簧钢中夹杂物的影响

利用Factsage热力学软件,探讨Al₂O₃含量对CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO系及CaO-SiO₂-Al₂O₃-MnO系相图低熔点区域的影响,可知在Al₂O₃含量（质量分数）为15%时,对应的各相图中低熔点区域面积所占百分数最大;通过研究Al₂O₃含量对弹簧钢中夹杂物的影响,表明随着精炼渣中Al₂O₃含量增加,钢中带有棱角的Al₂O₃夹杂物增多,钢中夹杂物分布变得相对集中.在碱度为1.2,Al₂O₃含量为8%时,可将夹杂物控制在相图的低熔点区域内,此时对应夹杂物形貌多为球形,且尺寸约为5μm.     

掺杂TiO2的镍铁尖晶石的高温导电性

镍铁尖晶石基惰性阳极属于高温半导体材料,在铝电解过程中其电导率不能满足要求.为了提高其电导率,本文研究了在尖晶石中添加TiO2对电导率的影响,试验结果表明,添加TiO2以后,镍铁尖晶石材料的电导率有较大的提高.     

尖晶石锰酸锂的第一性原理计算

应用基于全势缀加平面波方法（Full LineAugmented Plane Wave，FLAPW）的第一性原理计算软件Wien2K，对尖晶石LiMn2O4和其理想脱锂终点Mn204化合物进行了研究。优化得到了二者及体心立方相Li的晶体结构，脱锂前后晶格参数以及O原予占位的变化规律和实验结果相一致；采用Rietveld方法计算了脱锂前后LixMn2O4的理论X射线衍射图谱，二者之间的变化规律，和采用同步X射线衍射对竞放电过程的尖晶石LiMn2O4结构进行分析得到结果相一致；理论预测了LiMn2O4的平均放电电压为4．05V，和实验结果相吻合。     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的研究进展

锰酸锂用作锂离子电池正极材料是当前研究热点之一 ,由于其价格、安全和环境优势 ,其应用前景十分看好 ,本文综述了近几年尖晶石型LiMn2 O4的研究现状 ,概述了尖晶石型LiMn2 O4制备的方法、结构和电化学性能以及影响其化学性能的各种因素和解决措施。     

铝电解用NiFe2O4型金属陶瓷惰性阳极的研究进展

介绍了国内外铝电解用NiFe2O4型惰性阳极材料的研究与开发进展情况,指出了该材料具有耐熔盐腐蚀、抗氧化和电阻率低等优点的同时也存在抗热震性能差和电连接困难等缺陷.此外,简要阐述了NiFe2O4型惰性阳极的主要制备工艺.     

溶胶凝胶法锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备及表征

研究了以氢氧化锂和醋酸锰为原料 ,用溶胶—凝胶法制备作为锂离子二次电池的正极材料的Liy Crx Mn2 -x O4 ( x=0 .0 5,0 .0 8,0 .1 2 ;y=1 .0 0 ,1 .0 5,1 .1 0 )。用 X射线衍射法对样品进行分析 ,证实其结构仍然是尖晶石结构。实验结果显示 ,对于尖晶石 Li1.0 5Cr0 .0 5Mn1.95O4 的最佳热合成温度是750℃ ,而合成 Liy Crx Mn2 -x O4 样品的晶体学参数和电化学性能在很大程度上受锂和铬的含量的影响。综合考虑循环寿命和容量密度 ,Li1.0 5Cr0 .0 5Mn1.95O4 的性能最好。循环性能的改善主要是因为掺杂后结构更稳定。     

掺杂稀土元素对锂离子电池正极材料LiMn2O4的影响

尖晶石LiMn2O4作为锂离子电池最有潜力的正极材料已经成为研究的热点，但其在充放电过程中结构的不稳定制约了其应用。近年来，许多研究学者对LiMn2O4进行稀土掺杂，有效地提高了LiMn2O4材料的电化学性能和循环稳定性。文章综述了近几年在这方面的研究进展。