镍铁渣多孔聚合微粒吸声材料研究及应用

以工业固废镍铁渣为基本原料,通过添加胶凝溶剂,采用高温聚合成型工艺,制备出镍铁渣聚合微粒吸声材料,应用于吸声型声屏障中解决交通运输噪音污染问题。使用驻波管法和混响室法,对镍铁渣聚合微粒吸声材料的吸声性能进行测试。结果表明,制备的新型吸声材料具有高效的吸声性能,特别是对中低频吸声性能优于高频,降噪系数NRC可达0.68。而镍铁渣聚合微粒吸声材料的粒度配比、胶凝溶剂掺量、厚度和空腔等参数均影响其吸声性能,增加空腔深度可显著提升吸声材料的中低频吸声性能。该吸声材料适用于公路交通噪声污染防治。     

红土镍矿冶炼镍铁废渣综合利用的研究进展

本文对红土镍矿冶炼镍铁废渣(镍铁渣)综合利用的最新研究进展作了较为全面的阐述,详细介绍了镍铁渣在混凝土、水泥混合材、制备无机矿物纤维、制备新型墙体材料等方面的应用。认为建立相关的标准评价体系是促进镍铁渣资源化利用的关键。各地区应根据实际情况充分利用镍铁渣生产符合本地区的实用产品,形成镍铁渣产品系列,实现镍铁渣的全部回收利用。此外,本文还对厂内镍铁渣的化学成分、矿物组成、浸出毒性等进行了研究,为下一步镍铁渣的高效资源化利用提供了一定的参考。     

我国成功解决含铁渣尘利用技术难题

武汉科技大学资源与环境工程学院张一敏教授主持完成的“含铁渣尘高效利用关键技术开发与工业应用项目”近年来已创造10多亿元产值，成功解决了含铁渣尘利用这一钢铁领域的技术难题。     

粒径对空心镍球光吸收性能的影响

利用自催化还原法制备了不同粒径的空心镍球,观察了它们的形貌并测量了空心镍球的粒径分布,研究了它们的光吸收性能.结果表明,在紫外-近红外区,随着粒径的减小,镍球的光吸收性能明显增强,纳米尺寸的镍球在紫外光区的吸收特性与大粒径镍球明显不同.总体而言,小粒径镍球在整个测量波长范围内的光吸收都比较强,整体变化幅度小,而大粒径镍球在整个波长范围内光吸收变化幅度很大.     

镍基钎料的相组成及其显微组织

采用光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及其能谱仪等仪器对五种不同化学成分的铸态镍基钎料的相组成和显微组织进行了分析。结果表明：五种镍基钎料的相组成和显微组织在一定程度上存在差异，但均为镍固溶体＋化合物共晶组织。     

机械镀锌-镍复合镀层分析

锌-镍复合镀层耐蚀性优良,采用电镀、电刷镀和热浸镀获取镍-镍镀层有着许多问题.为此,采用锌粉、可溶性镍盐制备了锌-镍复合机械镀层.采用X射线衍射(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)分析了镀层中镍的物相及含量;采用贴滤纸法检测了镀层的孔隙率;采用中性盐雾试验方法检测了镀层的耐腐蚀性能.结果表明,锌-镍复合机械镀层中存在Zn、Ni、Sn、Ni3Sn4、SnO,镍主要以单质形式存在;镀层的连通空隙率为零;镀层与基体间结合良好;镀层厚度相同时,锌-镍复合机械镀层的耐腐蚀性能优于纯锌机械镀层.     

联氨还原法制备镍纳米粒子

在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的保护下，采用水合肼于水体系中还原镍盐而得到镍纳米粒子。该粒子具有fcc相；表面价态为零价，说明制备过程中没有被氧化；粒子粒径在40nm左右，近似圆球形，在正己烷中分散效果较好。     

微波固相法制备纳米镧锶镍复合氧化物

以硝酸镧、乙酸锶和乙酸镍为原料,应用微波固相法制备了纳米镧锶镍复合氧化物前驱体。研究表明：控制热分解温度是制备超微纳米粒子的关键。最小粒径产物的制备条件是：微波炉加热功率600W,马弗炉热分解温度600℃,热分解时间5h。XRD和TEM分析结果表明,产物主要物相组成为La0.9Sr0.1NiO3,属钙钛矿相斜方六面体结构,空间群R-3c,平均粒径10～25nm。应用DSC—TG技术对纳米镧锶镍复合氧化物前驱物热分解机理进行了初步探索,得两阶段分解机理函数为G（a）=[-ln（ 1-α ） ]^7/12,G（a）=-ln（ 1-α ） ]^4/9。 ：微波固相法;纳米镧锶镍复合氧化物;热分解机理     

镍电极的固相掺杂及在非对称电容中的应用

应用CoO、Zn粉对镍电极进行固相掺杂,电极经若干次充放电循环,Co、Zn元 素在Ni(OH)₂颗粒表层以固溶体的形式富集,可优化活性物质表面的组成和结构,提高活性物 质表层的快速反应能力,从而使镍电极更适用于C／Ni(OH)₂非对称电容器体系.实验结果表 明:在高倍率充放电条件下,掺杂10％CoO的镍电极,其容量为未掺杂电极的2倍;用5％的 Zn粉替代部分导电剂Ni粉,镍电极大电流条件下的循环性能和容量性质将明显改善.     

纳米镍/炭复合材料的制备与磁性表征

以废弱酸型聚丙烯酸系阳离子交换树脂为炭前驱体,经过与镍离子交换后,再经热解制备纳米镍粒子均匀分散于炭基体的纳米镍/炭(Ni/C)复合材料.以XRD、TEM为主要分析手段研究了热解条件对纳米镍粒子在Ni/C复合材料中的形貌、大小的影响.结果表明:通过热解条件可以控制Ni/C复合材料中纳米镍粒子的平均粒径;热解温度的升高和热解保温时间的增加都可使Ni/C中纳米镍粒径增大.磁性能测试结果表明: Ni/C-500表现为超顺磁特性,而Ni/C-600、Ni/C-700为铁磁性;Ni/C-600、Ni/C-700的比剩磁化强度、矫顽力都要大于微米镍粉与块体镍,但其比饱和磁化强度要小于微米镍粉和块体镍.     

添加铁渣对钠基脱硫剂性能影响的研究

利用Na_2CO_3和铁渣制备出复合脱硫剂进行湿法烟气脱硫的实验研究。采用正交分析法探讨了脱硫反应的温度、脱硫时磁力转子的搅拌速度、Na_2CO_3与铁渣的混合比例以及铁渣粒径四因素对脱硫效率的影响程度。结果表明:复合脱硫剂的最佳反应组合为脱硫反应温度80℃、脱硫反应时磁力转子搅拌速度200r/min、Na_2CO_3∶铁渣=5∶1、铁渣粒径160目。     

碳化钛/钛镍金属间化合物复合涂层相组织研究

利用钛粉、镍粉和胶体石墨,真空条件下通过反应钎涂技术在低碳钢基体上制备了与基体冶金结合的碳化钛/钛镍金属间化合物复合涂层。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪及硬度计,研究了涂层的相组成、组织结构和成分分布。涂层组织由NiTi2、NiTi、TiC和hcp Ti组成,而涂层界面由NiTi和少量的hcp Ti构成,并且TiC主要分布在涂层中层。涂层中的NiTi2、NiTi、TiC是在钎涂过程中原位反应合成的,而且TiC和NiTi的量随碳含量的增加而增加。涂层表面硬度达到85HR15N,但不随TiC和NiTi含量增加而增高。     

富硅镁镍渣粉磨细度和掺量对硅酸盐水泥水化特性的影响

通过机械粉磨,将富硅镁镍渣(简称"镍渣")粉磨至微米级,制得的镍渣用作水泥混合材部分替代硅酸盐水泥熟料。测试并分析了镍渣的化学组成、细度、筛余量、体积安定性及孔结构。结果表明:4种镍渣的细度均大于硅酸盐水泥熟料,使得水泥颗粒密度随着镍渣掺量增加而减小;镍渣的胶凝活性低于硅酸盐水泥熟料,使得掺有镍渣的水泥粉末水化反应放热量降低,并伴随有缓凝现象,但随镍渣细度提高,有助于改善其反应活性;掺入镍渣不利于硬化水泥砂浆的抗压强度、抗折强度发挥,提高镍渣细度,则由于紧密堆积效应可改善力学性能;镍渣中的MgO不以f-MgO形式存在,使得硬化水泥浆体的体积安定性合格。     

脉冲单电源铬镍共渗层耐酸腐蚀性研究

采用脉冲单电源等离子渗金属技术,在Q195钢表面进行铬镍共渗工艺。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)分析了铬镍共渗层的表面相组成、表面微观形貌和表面成分。采用电化学测量仪测定铬镍共渗层分别在1mol/L H2SO4、1mol/L HNO3溶液中的极化曲线,研究其腐蚀形貌,并与未处理的Q195钢试样进行对比分析。结果表明,铬镍共渗层的主要相成分为Fe-Cr-Ni固溶体;铬镍共渗层的表面呈上凸的胞状组织,排列致密;表面成分的相对含量为Cr 16.14%、Ni 48.16%、Fe 35.7%(质量分数)。在HNO3溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的面腐蚀,铬镍共渗层表面几乎未被腐蚀,后者比前者的耐蚀性提高了658倍;在H2SO4溶液中,未处理的Q195钢试样表面为严重的点蚀,而铬镍共渗层表面状态良好,后者比前者的耐蚀性提高了90倍。铬镍共渗层耐硝酸腐蚀性能优于耐硫酸腐蚀性能。     

镍源对自蔓延高温合成Ni0.35Zn0.65Fe2O4的影响

在空气中（无磁场）和1.3T外磁场下, 采用Fe、Fe₂O₃、ZnO、NaClO₄分别与Ni粉、NiO和NiCO₃进行了自蔓延高温合成Ni_0.35Zn_0.65Fe₂O₄的实验研究, 用红外测温仪测试坯料的燃烧温度, 应用XRD、SEM和VSM分别观察镍源变化对燃烧产物和烧结后样品性能的影响. 结果表明：采用氧化亚镍和镍粉得到的镍锌铁氧体样品无杂相存在, 磁性能较好, 有较低的矫顽力和较大的比饱和磁化强度; 采用碳酸镍自蔓延高温合成的镍锌铁氧体含有杂相, 磁性能也相应较差. 在外磁场下自蔓延高温合成镍锌铁氧体的比饱和磁化强度得到了一定的提高. 镍粉可以取代氧化亚镍作为自蔓延高温合成镍锌铁氧体的镍源.     

镍-钛合金弹性模量的测定

采用静态拉伸法和纳米压入法对具有伪弹性行为的镍-钛合金的弹性模量进行了研究.结果表明,镍-钛合金的弹性模量随其相组成的变化而变化,母相状态时的弹性模量为24.5 GPa,而马氏体相状态时的弹性模量为11.6 GPa.多次重复拉伸使其弹性模量降低并呈现非线性的变化趋势.纳米压入法测量镍-钛合金的弹性模量同拉伸法测量结果有较大的偏差,其原因同纳米压入法未考虑伪弹性变形行为有关.     

柠檬酸镍制备金属镍纤维热分解过程研究

以柠檬酸和碱式碳酸镍为原料,采用溶胶-凝胶法制备柠檬酸镍前驱体纤维,在Ar气气氛下热分解得到金属镍纤维。通过FE-SEM/EDS、DSC-TG、XRD、FT-IR和XPS对金属镍纤维的形貌、前驱体的热分解过程及纤维的物相组成进行表征。结果表明柠檬酸镍前驱体纤维在300℃热处理时出现金属Ni,且热分解过程中没有氧化镍出现。故金属镍纤维是由前驱体直接热分解形成,不经过氧化镍热还原过程。     

镍源对自蔓延高温合成Ni0.35Zn0.65Fe2O4的影响

在空气中（无磁场）和1.3T外磁场下, 采用Fe、Fe₂O₃、ZnO、NaClO₄分别与Ni粉、NiO和NiCO₃进行了自蔓延高温合成Ni_0.35Zn_0.65Fe₂O₄的实验研究, 用红外测温仪测试坯料的燃烧温度, 应用XRD、SEM和VSM分别观察镍源变化对燃烧产物和烧结后样品性能的影响. 结果表明：采用氧化亚镍和镍粉得到的镍锌铁氧体样品无杂相存在, 磁性能较好, 有较低的矫顽力和较大的比饱和磁化强度; 采用碳酸镍自蔓延高温合成的镍锌铁氧体含有杂相, 磁性能也相应较差. 在外磁场下自蔓延高温合成镍锌铁氧体的比饱和磁化强度得到了一定的提高. 镍粉可以取代氧化亚镍作为自蔓延高温合成镍锌铁氧体的镍源.     

TC4钛合金/N4纯镍激光高熵化填粉焊接组织性能研究

目的 解决TC4/N4异种金属的焊接问题,拓展钛/镍异种金属复合结构的应用范围。方法 选用Cu_xCoCrMnAl_0.8Si_0.2高熵填充粉末,采用激光填充粉末焊接的方式实现TC4钛合金和N4纯镍异种金属的连接,对焊缝的表面形貌、显微组织、相成分等微观特征进行表征,测试焊接接头的显微硬度和拉伸性能。结果 激光高熵化填粉焊接接头成形良好,无明显缺陷。通过微观组织表征发现,近钛侧存在以β–Ti+Ti₂Ni共晶相为主、宽度为50μm的化合物区,焊缝内部由等轴枝晶、少量雪花状组织和富Cr的沉淀相组成。焊接接头强度远低于母材强度,焊缝硬度高于母材硬度,近钛侧焊缝区硬度高于近镍侧焊缝区硬度。结论 激光高熵化填粉焊接可实现钛/镍异种金属的连接,改善高熵填充粉末成分,调控焊缝金属的微观结构与接头性能。     

激光熔覆镍基无磁合金涂层的耐磨性能

无磁不锈钢耐磨性差,采用激光熔覆技术在304无磁不锈钢表面制备了3种无磁耐磨涂层,对熔覆层的显微组织、硬度、相组成和摩擦磨损性能进行了测试与分析。结果表明:无磁镍基合金熔覆层的显微硬度为393HV,比不锈钢基体提高了约60%,无磁镍基合金粉末与WC颗粒以体积比为2∶1混合的熔覆层与以3∶1混合的熔覆层的硬度均为520 HV,较基体提高了1倍;无磁合金熔覆层的抗磨损能力是不锈钢基体的2.88倍,而镍基合金粉末与WC颗粒体积比为2∶1和3∶1的混合熔覆层的抗磨损能力均为基体的6.45倍。