P含量对无取向硅钢电磁性能和力学性能的影响

P元素比Fe和Si的原子半径大,在无取向硅钢中加入一定量的P,可以提高材料的硬度,改善材料冲片加工性能。本研究结合工业化生产,探讨了P含量对无取向硅钢电磁性能和力学性能的影响。结果表明:对于无取向硅钢而言,钢中P含量的增加导致了显微组织的晶粒细化,使得无取向硅钢的强度增加,并且P含量每增加0.01%,材料强度平均增加7.33 MPa;在P含量小于0.032%时,P含量的增加导致晶粒细化,材料延性提高;当P含量大于0.032%之后,晶粒细化作用变缓,材料脆性加剧,延性下降;P含量的增加发展了无益织构,导致材料的铁损上升、磁感下降,这种现象在P含量大于0.032%后变得明显。     

非取向硅钢中Cr的行为及其对钢的电磁性能的影响

结合工业化生产的典型钢种,探讨了目标Si含量为0.45%的非取向硅钢中Cr的行为及其对消除应力退火后钢的电磁性能的影响。研究结果表明,Cr能细化晶粒,抑制退火过程中晶粒的长大,从而降低了钢的电磁性能。冶炼过程中,应将其含量严格限制在0.03%以内。钢中含Cr氮化物的析出温度约为913 K,析出行为发生在热轧精轧和卷取过程中,并且随退火温度和Cr含量的增加,钢的磁滞损耗显著增加,而涡流损耗变化不大。     

取向硅钢绝缘涂层性能的研究

研究了Cr含量、磷酸二氢铝与硅溶胶的比例(简称P/Si比例)以及烘干温度对取向硅钢绝缘涂层性能的影响。分析试验结果可知,绝缘涂液中Cr含量为2.5%～3.75%、P/Si比例为0.8～0.9时,涂层的综合性能最好;涂层的烘干温度应不低于600℃,且随着温度的提高,涂层的硬度不断增加。     

0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的电化学行为及结构稳定性研究

对低温燃烧法合成的富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的充放电性能、充放电循环过程中Mn离子的价态变化、电化学阻抗变化以及正极材料的结构变化进行了系统的研究。研究结果表明,在开头的若干次充放电循环中,富锂锰基正极材料0.5Li2MnO3-LiNi0.5Mn0.5O2的放电比容量随循环次数的增加而增加,经过若干次循环后可以达到一个相当高的水平,其循环性能良好。以0.1 C在2.5～4.6 V之间充放电,放电比容量可达244 mAh/g,第50次循环,仍保有233 mAh/g。充放电过程中晶格中的Mn4+离子部分转变为Mn3+并参与电化学反应,这是造成放电比容量随循环次数增加而增加的原因,而显微结构和晶体结构保持稳定及电化学阻抗的降低是材料具有良好循环性能的原因。     

冶炼工艺对硅钢钛含量控制的影响

为了更好地改善硅钢的电磁性能,需要尽可能地降低钛含量。磷元素可以显著改善钢的机械性能,部分硅钢品种通常磷含量较高。本文结合工业化的生产,研究了炼钢工艺对硅钢钛含量控制的影响,通过采用优质磷铁,控制RH精炼初始游离氧含量,以及优化磷铁加入方式等措施,可以将含磷硅钢的钛含量有效降低至10×10-6以下。     

氧硫交互作用对硅钢中非金属夹杂物生成的影响

结合工业化生产的无取向硅钢,探讨了氧硫交互作用对钢中夹杂物生成的影响。借助非水溶液电解+扫描电镜法,研究了不同O、S含量下钢中夹杂物的变化规律。结果表明,本实验条件下,提高O含量、降低S含量,会劣化热轧组织再结晶效果。在劣化效果上,O的作用大于S;低Si、无Al硅钢中,应尽可能降低O含量、适当提高S含量,以粗化钢中微细夹杂物,减少尺寸小于1.0μm的夹杂物的数量;O、S含量与钢中夹杂物数量不具有关联性。生产过程中,不仅要严格控制O、S含量,还要严格控制生产工艺,以免生成较多的有害夹杂物。     

无取向硅钢中的夹杂物析出在线观察

借助高温激光共聚焦显微镜,在线观察了不同Mn含量的无取向硅钢中夹杂物的尺寸、类型、数量变化。结果表明,Mn含量(质量分数)为0.77%、0.32%时,试样中的夹杂物数量分别约为1000万个/mm3、1600万个/mm3。Mn含量较高的钢种,会优先析出球形、椭球形MnS夹杂物,其析出数量较少,尺寸相对较大,可以有效抑制AlN、CuxS夹杂物析出;Mn含量较低的钢种,会在试样再加热后冷却过程中,先析出相当数量MnS夹杂物,并作为AlN夹杂物析出核心,形成MnS+AlN复合夹杂物。这种复合夹杂物数量较多,尺寸也较大。     

脱氧方式对无取向硅钢连铸坯夹杂物的影响

O元素是硅钢中的有害杂质,RH精炼脱氧方式对O含量的控制有重要影响。本文结合大生产的含铝无取向硅钢,研究了RH精炼脱氧方式对无取向硅钢连铸坯夹杂物的影响。结果表明,采用"先硅后铝"脱氧方式对应的脱氧速度低于"先铝后硅"脱氧方式。采用"先铝后硅"脱氧方式时钢液O含量迅速降低。合适的Si含量及纯循环时间有利于减少连铸坯中O含量的差异;对于"先硅后铝"脱氧方式,连铸坯的夹杂物以Si O2系夹杂物为主,占夹杂物总量的86.7%;对于"先铝后硅"脱氧方式,连铸坯的夹杂物以Al2O3系夹杂物为主,占夹杂物总量的84.6%;采用"先硅后铝"脱氧方式的脱氧效果优于"先铝后硅"脱氧方式,连铸坯的微细夹杂物比例小于"先铝后硅"脱氧方式,还有利于提高或改善成品带钢的电磁性能。     

化学改性MnO2的制备及可充性

制备可充锌锰电池的关键技术之一是提高MnO2的可逆性。采用化学沉淀氧化法制备改性MnO2。研究了锰盐、掺杂物质、氧化剂、温度等对MnO2可逆性的影响。采用模拟电池及微电极技术研究MnO2的充放电性能,结合XRD、SEM检测改性MnO2的晶形和形貌。实验结果表明,当以Bi（NO3）3为掺杂物质时,制备改性MnO2的优化工艺条件是：n（Mn）／n（Bi）（摩尔比）为6～10,氧化剂用NaClO,锰盐可用Mn（NO3）2或MnSO4,25 ℃,反应时间10～15 h。所得改性MnO2呈疏松微晶粒状,是以β-MnOOH为主的β-MnOOH与β-BiOOH的混合晶相。该样品经第10次循环充放电后,其放电容量为初始放电容量的121％,10次累积放电容量是电解MnO2（EMD）的3倍。表明掺Bi3＋对改善MnO2的可逆性和提高放电容量有重要作用。     

钙合金处理硅钢中的夹杂物及晶粒成长变化

采用RH精炼添加钙合金方式对硅钢进行钙处理,结果表明,钙合金添加量为0．67、1．00和1．67kg／t钢时,钢中Ca含量分别为0、2×10^6和4×10^6（质量分数）;随着钙合金添加量的增加,钢中夹杂物粒度逐渐由0～2μm向2～4μm、4～6μm偏移;不同钙处理条件下,钢中均存在粒径小于1μm和粒径为1-5μm的MnS、CuxS夹杂物,后者或单独存在,或与AIN、CaS夹杂复合;钢中粒径为5～10μm的夹杂物基本以Ca的氧化物和硫化物为主。与未经钙处理的炉次相比,钙合金添加量为0．67、1．00和1．67kg／t钢时,粒径小于1．0μm的夹杂物减少幅度分别为68．06％、87．50％和94．94％。钙合金添加量为1．67kg／t钢时,可以去除钢中绝大部分的微细夹杂物。     

退火温度对2％Si无取向电工钢磁性能的影响

研究了传统工艺流程生产的2％Si无取向电工钢在不同退火温度下的磁性能。研究结果表明,随着退火温度的升高,显微组织均匀性提高且晶粒尺寸增大;有利织构组分{100}〈0vw〉、a、η增强,不利织构组分减弱;成品的铁损P1.5/50先下降后略有上升,磁感B50上升平缓;在890℃×2min的退火工艺条件下,成品电工钢的磁性能最佳,对应的铁损P1.5/50小于3．2W／kg,磁感B50高于1．74T。     

Na、K、Ag掺杂对La_(0.60)Sr_(0.40)MnO_3材料晶体结构、磁性和电输运性质的影响

利用溶胶-凝胶法制备了稀土锰氧化物La0.60Sr0.40-xNaxMn O3(x=0、0.10、0.15、0.20、0.30、0.33、0.35)、La0.60Sr0.40-xKxMn O3(x=0、0.15、0.20、0.30)、Agδ-La0.60Sr0.40-xAgx-δMn O3(x=0、0.15、0.20、0.25、0.30)系列多晶样品。研究发现Na+、K+、Ag+取代部分Sr2+后,当掺杂量x≥0.15时,Na、K、Ag系列样品的晶胞体积均随掺杂量x增加而单调变大,样品居里温度随Na、K、Ag掺杂量x的增加而降低;当Na、K、Ag含量较小时,三个系列样品的电阻率峰值随掺杂量x的增加而减小,当x0.20时,样品的电阻率峰值随x的增加而增大。对其微观机理进行了讨论,认为相对于替代离子半径,Mn4+与Mn3+离子对数目之比Rn是影响材料以上性质的主要原因。     

Fe_2O_3含量对MnZn铁氧体中Fe~(2+)量、磁性能及导电机制的影响

通过测量MnZn铁氧体的磁性能及Fe2+、Mn3+含量,考察了MnZn铁氧体中的Fe2+含量与配方中Fe2O3、MnO含量的关系及其对MnZn铁氧体磁性能的影响,并探究了MnZn铁氧体的导电机制。结果表明:随着(Fe2O3)a(MnO)b(ZnO)c主组成配方中a值递增(52.55≤a≤53.35)、b值递减(38.33≥b≥37.52),呈现出Fe2+、Mn3+含量均增加的趋势。随着Fe2+含量增加,Pcv谷底温度向低温方向移动,Pcv(min)先减后增,Pcv(20/70/100℃)均先减后增,均在Fe2+含量=1.55%附近达到最小值;起始磁导率μi(20/70/100℃)均先增后减。根据Pcv-Fe2+含量和μi-Fe2+含量两个关系图在Fe2O3=53.15mol%附近出现极值点这一现象,初步推测铁氧体Znα2+Mnβ-x2+Mnx3+Fey2+Feχ-y3+O4+σ(0.1794≥α≥0.1786,0.754≥β≥0.734,0.0031≤x≤0.0040,0.051≤y≤0.070)的导电机制为:y0.064时小极化子间的束缚能主导,y0.064时电子跃迁主导。     

XLPE电缆绝缘老化临界时间现象及其动力学仿真

为深入探究交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘的老化特性,评判XLPE电缆绝缘的老化程度,文中对110kV XLPE电缆绝缘在135℃进行加速老化实验,采用拉伸试验表征XLPE断裂伸长率的变化规律,采用傅里叶变换红外光谱表征XLPE中羰基浓度与抗氧剂含量的变化规律。结果表明,XLPE电缆绝缘老化存在临界时间现象,即随着老化时间的增长,XLPE断裂伸长率由缓慢下降转变为快速下降,羰基浓度由缓慢增大转变为快速增大,临界时间均为2016h;而抗氧剂含量则随老化时间逐渐下降,不存在拐点。基于链式自由基理论,建立考虑抗氧剂反应过程的XLPE热老化动力学模型,进一步仿真计算XLPE电缆绝缘热老化过程中抗氧剂含量和羰基浓度的变化过程,仿真计算结果能够很好地吻合实验结果。研究结果表明抗氧剂含量可用于表征XLPE电缆绝缘的老化程度。     

锂离子蓄电池正极材料LiMn2O4掺钒的研究

采用低温液相碳酸盐法合成了掺杂钒的Li-Mn-O正极材料.X射线衍射分析表明当掺钒量小于20%,合成的电极材料Li-V-Mn-O仍能保持LiMn2O4的尖晶石结构,当掺钒量超过20%则合成产物中不含尖晶石结构的LiMn2O4.循环伏安和恒电流充放电实验证实掺杂钒可改善Li-Mn-O正极材料电化学反应的可逆性,并提高其比容量;掺钒量大于10%时,合成产物中出现杂质相导致电极材料电化学性能下降.     

锰粉焙烧工艺对活性二氧化锰性能的影响

活性二氧化锰生产过程中锰粉焙烧工艺对产品性能的影响较大 ,通过控制转化温度和保温时间均导致不同的焙烧效果。实验结果表明 ,焙烧充分时 ,产品的MnO2 百分含量会有所提高 ,但堆实密度会有所下降 ;焙烧不足时 ,产品的放电性能较差 ,焙烧产物的w(Mn4+ ) /w (Mn2 + )值接近 1时 ,活性锰放电性能比较理想 ,而焙烧过度时 ,产品的性能反而下降。     

冷轧无取向电工钢的组织及性能分析

研究了两家不同生产厂的冷轧无取向电工钢成品的化学成分、组织及力学性能,进而研究了其对磁性能的影响。结果表明:Si A1量增加时,铁损降低;夹杂物类型主要为链状AlN夹杂以及较粗大球块状的MnO和SiO2类夹杂,它们对磁性能和力学性能均有不利影响;晶粒尺寸相对较粗大时,铁损较低,有较好的磁性能。