热镀锌锅内锌液物理场特性的研究

连续热镀锌生产过程中,锌液的表面会出现大量浮渣,如不及时清除,可能会粘附在热镀锌板表面,导致表面缺陷。渣体的产生与锌液物理场密切相关,同时除渣环节会引起物理场的变化,因此有必要对锌液物理场开展系统性研究。通过构建锌锅及锌液的几何模型,采用标准k-ε双方程湍流模型,获得流域内物理场(速度、温度、浓度场)分布规律,确定漩涡分布特性,以及除渣动作过程中各物理量随时间变化的规律。通过理论计算,可以有效预测锌锅内锌渣的分布规律以及除渣作业危险区,为除渣机器人的设计提供重要理论依据,确保镀锌层质量,提高除渣效率。     

铝镍钴系永磁合金夹渣缺陷及其防止方法

用熔模铸造(或砂型铸造)法铸造的铝镍钻系永磁合金(包括铝镍钴3、铝镍钴4A、铝镍钴5、铝镍钴6、铝镍钴8等牌号),在清理后发现铸件表面有夹渣缺陷。夹渣缺陷有的呈块状,有的呈点状,也有的呈片状分布。夹渣为银灰色或黑斑,经喷砂后,特别是经高温固溶再喷砂后,铸件表面显出皱纹似的凹陷不平的缺陷。     

热镀锌锌锅冶金行为数值模拟的研究进展

利用有限元软件可以模拟热镀锌生产线中锌液的运行状况,以获得具有高表面质量的热镀锌产品.简要介绍了数值模拟技术在锌锅中冶金行为的研究进展,重点对锌锅中温度场、速度场、浓度场和锌渣生成量及分布的模拟结果进行了综述,展望了数值模拟技术在锌锅实际生产应用中的发展方向.     

锌灰泵的设计与建模仿真分析

针对热镀锌除渣困难的问题,上海宝钢公司设计了锌灰泵,旨在改善除渣条件,减少热镀锌过程中锌渣对钢板表面质量的影响。简述了锌灰泵制造与使用的意义,对锌灰泵进行了理论分析,基于气液两相流和湍流模型理论作数学建模,采用VOF模型作数值模拟,并对仿真结果进行分析,验证了锌灰泵利用虹吸原理实现清除锌渣的过程;并分析了锌灰泵在工作过程中内部流场的分布,发现锌灰泵出口喷出锌液锌渣速度受通入氮气的质量流量和压力的影响:当通入氮气流量较小时,锌液锌渣的喷出质量流量合理且喷溅范围较小;当通入氮气压力很大时,由于加速度的影响,使得出口处以氮气为主,因而喷出的锌液锌渣质量非常少,能量损失很大。通过分析得到了合适的通入氮气的初始状态,验证了该设备的合理性和实用性。     

焊接温度对热镀锌钢/铝合金压力焊接头组织和拉伸性能的影响

使用热模拟试验机对热镀锌钢板和6061铝合金板的压力焊接试验进行模拟,研究了焊接温度(390~490℃)对接头组织和拉伸性能的影响,分析了不同焊接温度下接头界面层的微区成分。结果表明:随着焊接温度升高,界面层中的铝锌二元化合物逐渐减少,铁铝金属间化合物逐渐生成,接头的剪切力先减小后增大;当焊接温度为390℃时,界面层主要由铝锌二元化合物组成,接头的剪切力最大,为6.45kN;当焊接温度为430℃时,接头的剪切力最小,为4.39kN;焊接温度超过430℃后,界面层中的铝锌二元化合物完全消失,主要为铁铝金属间化合物,接头的剪切力又开始增大。     

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。     

冷金属过渡条件下铜合金在钛和钢表面上的润湿行为与界面特征

研究冷金属过渡条件下ERCu Ni Al铜合金分别在裸钢板、热镀锌钢板和纯钛板表面的润湿行为和界面特征。结果表明,铜合金在裸钢、热镀锌钢和纯钛表面的润湿性均随着送丝速度的增大而变好,在同等送丝速度下铜合金在裸钢表面的润湿性要好于镀锌钢表面。此体系属于典型的温度依赖润湿体系。铜合金在镀锌钢表面润湿时,由于镀锌层中锌的挥发带走热量使得界面反应温度降低,导致界面反应变弱,润湿性变差;在电弧的作用下,熔滴周围形成了富锌区,其中铝富集于此区域并形成了Al Fe Zn8和Al5Fe2化合物。铜合金在裸钢表面润湿时,由于铝与铁具有较强的亲和力,在电弧的作用下,焊丝中的铝很容易在界面上发生反应,从而形成明显的Cu-Fe-Al界面反应层。铜合金在纯钛表面润湿时,由于Ti在Cu中的固溶度较低,在电弧的作用下,铜和钛互溶形成明显的界面反应层,主要由Ti Cu、Ti2Cu和α-Ti组成。     

电感耦合等离子体-发射光谱法测定工业纯锌中微量铝镉铁铜

采用盐酸-硝酸混合酸（王水）溶解工业纯锌样品,以高纯锌按基体匹配法配制系列校准曲线溶液,选择Al396.152nm、Cd226.502nm、Fe238.204nm、Cu327.395nm为分析谱线,建立了电感耦合等离子体-发射光谱法快速测定工业纯锌中微量铝、镉、铁、铜的方法。该方法校准曲线的线性相关系数大于0.9999,铝、镉、铁、铜的定量限分别为0.0006%、0.0001%、0.0010%和0.0004%,测定结果的相对标准偏差（n=6）不大于7%,锌合金有证标准物质的测定值与证书给出的认定值相符合。该方法能够满足工业纯锌中微量铝、镉、铁、铜的常规快速检验需求。     

包铝层对7B04-O铝合金薄板搅拌摩擦搭接性能影响

对2 mm厚的带有包铝层的退火态(O态)7B04铝合金薄板进行搅拌摩擦搭接焊接(Friction stir lap welding, FSLW)。分析包铝层、焊接参数、热处理对FSLW接头质量、微观组织及力学性能的影响。结果表明,焊核中的原始包铝层无法被完全打碎分散,其中前进侧的分散比较明显,而后退侧的包铝层则基本保持了原来状态。通过增加转速或轴肩尺寸,可以有效消除焊核中心的孔隙缺陷,但仍无法使界面处的包铝层充分破碎分散。随着转速增加或焊接工具轴肩尺寸增大,FSLW接头强度提高。包铝层对焊态FSLW接头强度影响不明显,接头强度约为母材强度的94%;淬火后,包铝层对接头强度的影响显著,接头强度仅为淬火态母材的64%。     

反应磁控溅射法制备ZnO/Al(O)/ZnO薄膜的光学和电学性能

采用反应磁控溅射法,通过控制中间层沉积时的氧气流量,在聚对苯二甲酸乙二醇酯基底上制备了ZnO/Al(O)/ZnO薄膜,研究了氧气流量对Al(O)薄膜的微观形貌、表面粗糙度,以及对ZnO/Al(O)/ZnO薄膜光学和电学性能的影响。结果表明:随着氧气流量的增加,铝在ZnO薄膜表面由三维岛状生长转变为二维层片状生长,Al(O)薄膜表面粗糙度先增大后减小再增大,当氧气流量为6.7×10~(-3)cm~3·s~(-1)时最小;随着氧气流量的增加,ZnO/Al(O)/ZnO薄膜在较长波长范围内的透过率增大,方阻增大,霍尔迁移率和载流子浓度下降;综合考虑光学和电学性能,适宜的氧气流量为6.7×10~(-3)cm~3·s~(-1)。     

富硒、锌纳豆芽孢杆菌的选育

实验表明纳豆芽孢杆菌能够进行无机硒、锌的生物转化,纳豆芽孢杆菌转化无机硒、锌的最大浓度均为1.0×10-5mol/L;过量的无机硒、锌对纳豆芽孢杆菌具有明显的毒害作用,少量的无机硒、锌可促进纳豆芽孢杆菌的生长.通过正交试验优化出富硒、锌纳豆的最佳发酵条件为每kg大豆中添加硒1.0×10-6maol,锌1.0×10-6mol,接种量7%,培养温度42℃,培养时间19h.经检测,此条件下发酵的纳豆硒含量为6.58μmol/kg,锌含量为7.39μmol/kg;无机硒、锌的转化率分别为65.8%和73.9%;每克富硒、锌纳豆的纳豆激酶酶活为1195.96IU.     

喷锌涂层对球墨铸铁管的防腐蚀保护效应

采用电化学“二电极“方法,定期测定了沥青和喷锌(130 g/m2)球墨铸铁管在5 g/LNaCl溶液中电位的变化规律,并观察记录试样损伤处首次出现红锈的时间及形貌演变。结果表明:铁的保护电位为-0.780 V,试样电位高于-0.780 V即有红锈出现;相对于沥青涂层,喷锌层对铸铁管防腐蚀提供了有效的阴极保护及自愈合保护,能使首次红锈出现的时间显著延迟。     

镀锌墨绿色钝化膜的制备与表征

在四酸溶液体系中,加入稳定剂(冰醋酸水溶液)及调色剂(银盐水溶液),对镀锌钢板进行墨绿色钝化处理;用扫描电子显微镜观察了钝化前后膜层的微观形貌,用能谱仪测定了成分,用X射线衍射仪分析了物相组成,用中性盐雾试验测试了耐蚀性。结果表明:未钝化试样表面为完整、粗糙的电镀锌层;钝化后表面变得均匀平整,呈现墨绿色,但有皲裂纹出现;钝化膜主要含铬、氧、磷、硫、锌及少量的铁元素,主要由CrPO4、Cr(OH)3、CrOOH、Cr2O3、Zn(OH)2、2ZnO.CrO3.H2O、Zn3(PO4)2.4H2O和Ag等相组成;镀锌层与钝化膜和铁基体之间的结合均较紧密,没有出现裂纹等缺陷;钝化膜耐中性盐雾腐蚀时间达400 h,满足国家与企业标准的要求。     

铝/镀锌钢薄板异种金属CMT熔钎焊接头组织与力学性能

采用冷金属过渡方法对铝合金和镀锌钢板进行了熔钎焊连接,使用扫描电镜、能谱分析和拉伸试验分析了接头的截面形貌、组织特征、焊接缺陷及力学性能。试验结果表明,铝合金和镀锌钢能得到成形美观、性能良好的搭接接头。对焊缝金属的组织特征分析表明,焊接接头由熔化区、中心界面区、过渡界面区和富锌区组成,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成厚度为3～4μm的金属间化合物层(主要成分为Fe3Al、FeAl2、Fe2Al5和FeAl3),富锌区由富铝的固溶体和残留的锌组成。在进行拉伸试验时,断裂发生在热影响区,接头强度为204MPa。     

水下振源体膜板空蚀的研究

水下大功率振源体工作一段时间后膜板中心附近位置出现空蚀现象,分析了膜板产生空蚀的原因及空蚀相关理论,通过提高材料抗空蚀性能和阴极保护两种方法来减轻空蚀破坏.提高材料抗空蚀性能包括改变材料、增加壁厚和提高表面粗糙度;阴极保护采用喷涂无机富锌涂料.     

铁铝阻抗匹配靶的精密扩散连接

为了获得某些材料在在高压条件下的物态方程,制备了用于激光驱动状态方程实验的铁铝阻抗匹配靶,研究了铁铝薄膜的精密热扩散连接技术。以冷轧铁薄膜和超精密加工铝薄膜为原料,研究了热复合工艺条件对其表面形貌、结晶性能、连接界面等参数的影响。利用白光干涉共焦显微镜、X射线衍射仪、膜厚测量仪、扫描电镜等仪器对靶件的表面形貌、厚度、结晶特性、残余应力及界面成分分布等进行分析表征,掌握了相关参数的变化趋势。据此优化工艺参数,制备了高质量的铁-铝阻抗匹配靶。对成靶的测试结果显示,其表面粗糙度小于100nm、厚度一致性控制在100nm以内、界面扩散层厚度约为200nm,且未观测到显微缺陷,满足物理实验的具体要求。     

爆炸振动改善了焊接质量

淬火时效的铝合金在焊接时其强度降低很多,而焊接强度能由天然或人工时效来改善,英国Royal军事科学院认为利用爆炸振动处理提供了更加直接的方法。该学院所焊接的厚度为0.4时的铝合金板其成分为铝4.22,锌2.46,镁0.26,铁0.13,硅0.28,铝合金板所承受的振动载荷可由下列两种爆炸物质所产生,一种是厚度为0.6时颗粒状爆炸物质焊层,一种是厚度为0.128时等爆炸物质焊层,爆炸焊层要足以覆盖焊接区域和热影响区域。该项技术的研究可归纳如下: (1)焊接后立即爆炸振动的载荷改善了强度,提高了热影响区域的硬度,薄层的爆炸物质较颗粒状爆炸物质更加反应灵敏。 (2)在振动处理后再自然时效可使热     

镀锌量对低合金钢/5052铝合金感应静压焊接头微观组织与力学性能的影响

运用感应静压焊接技术制备了三种不同镀锌量低合金钢与铝合金的搭接接头，研究不同镀锌量对感应静压焊接头界面连接状态、微观组织形貌以及力学性能的影响规律。结果表明，三种不同镀锌量搭接接头连接界面较平直，连接质量良好。接头中间界面区由靠近钢侧的Fe₂Al₅和靠近铝侧的FeAl₃组成。对比三种不同镀锌量接头微观组织发现，Zn元素能改善钢铝界面初始润湿机制，强化低合金钢与铝合金之间的连接效果，提高搭接接头力学性能。当使用镀锌量为140 g/m²的低合金钢板进行焊接时，在焊趾位置发现了明显的富锌区缺陷，导致接头剪切性能急剧下降。低合金钢板与铝合金的搭接接头的剪切性能随着镀锌量的增加呈现出先提高后降低的趋势，挑选厚度适中的镀锌层对提高接头力学性能具有重要意义。     

叶绿素及其衍生物的制备与测试

设计以竹叶为原料制备叶绿素及其衍生物的微型化学实验。用85%的丙酮作溶剂从竹叶中浸提得到鲜绿色的叶绿素溶液,经蒸发浓缩回收溶剂,可得糊状叶绿素。叶绿素经皂化、萃取、酸化及置换可制得难溶于水的叶绿素衍生物-叶绿素铜酸、叶绿素铁酸或叶绿素锌酸。纯化后的各种叶绿素衍生物与氢氧化钠溶液反应则制得水溶性的叶绿酸盐-叶绿素铜钠盐、叶绿素铁钠盐或叶绿素锌钠盐。实验结果表明,叶绿素及其衍生物的制备与测试方案,工艺流程合理,实验现象明显,结果正确。     

硝酸镧改性无铬达克罗涂层的腐蚀行为与防腐机理

以锌粉、铝粉为原料,硝酸镧为添加剂,制备了硝酸镧改性无铬达克罗涂层,研究了改性涂层在质量分数5%NaCl溶液中浸泡后的腐蚀产物物相组成和微观形貌,探究了涂层的腐蚀行为和防腐机理。结果表明：在NaCl溶液中浸泡10 d后,涂层中部分富锌相优先腐蚀形成Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,表面呈蜂窝状形貌;浸泡30 d后,腐蚀产物增多,生成Zn₅(OH)₆(CO₃)₂,表面呈海绵状结构;浸泡60 d后,腐蚀产物逐渐溶解、剥落,表面呈三维多孔网络结构。涂层的防腐机理包括腐蚀产物和稀土钝化膜的自修复作用、有机硅烷钝化膜和片状锌铝粉分层堆叠的物理屏蔽作用、锌和铝金属的牺牲阳极作用以及稀土钝化作用和缓蚀剂的缓释作用。