铁尾矿制备新型建筑材料的国内外进展

铁尾矿是铁矿石经加工及利用过程中产生的有价元素含量较低的部分,是矿山固体废弃物的重要组成之一,也是一种宝贵的二次资源.大量不可回收的铁尾矿主要堆存在尾矿库中,既浪费土地资源,又存在安全隐患和环境危害.高效加工利用铁尾矿是节能环保、提高经济效益的有效途径.铁尾矿是一种精细、稳定、复杂的材料,主要由二氧化硅和氧化铁组成,与天然砂矿物成分十分接近,将铁尾矿应用于新型建筑材料领域是尾矿综合利用的重要发展方向.新型建筑材料是在传统建筑材料的基础上,性能得以提升、功能得以完善或增加的建筑材料,具有高强、轻质、节能和环境污染小的特点.国内外就铁尾矿在新型建筑材料方面的开发做了大量的研究,结果表明,铁尾矿中的化学组成通过校正原料的调整,可以成功地运用到各种建筑材料,如环保砖、建筑吸隔声材料、微晶玻璃、建筑陶瓷、多孔保温材料及涂料等.有研究表明,对铁尾矿添加煤矸石、粉煤灰等物质,可以弥补铁尾矿作为建筑制品原料的不足,制备的新型尾矿墙体材料具有高强度、耐盐碱腐蚀性;利用多种类型的铁尾矿均可制备出主晶相为辉石的微晶玻璃,其具有较好的耐酸碱性能、抗压强度和抗折强度;制备的保温隔热材料的力学性能和保温隔热性能较好,有研究表明中试实验的材料导热系数可达0.085 W/(m?K).铁尾矿还可以应用到涂料领域,由于铁尾矿中含有一定量的氧化铁,而氧化铁在正常环境条件下具有较高的稳定性,广泛应用于涂料、塑料、纸张和陶瓷等领域.有研究使用铁尾矿作为建筑乳胶漆颜料用于生产可持续建筑涂料,也有利用铁尾矿中的氧化铁作为制备彩色陶瓷玻化砖的天然着色剂.就目前而言,铁尾矿新型建筑材料大多还难以形成规模,多处于实验室阶段,推广方面还需要进行大量的工作.另外,很多高附加值建材的研究仍处于起步阶段,还需要进行大量深入的理论和实验研究,究其原因,主要是:①不同产地及工艺条件下的铁尾矿性质差异较大,导致原料稳定性存在一定问题;②铁尾矿建材产品由于原料的复杂性,其生产工艺不具有普适性,加大了研究及生产成本,这在一定程度上影响了其规模化发展;③铁尾矿建筑材料仍属于受运距限制的产品,由于大多数矿山远离城区,因此其尾矿产品无法实现大规模的集约经营,在进一步降低成本、提高质量方面受到制约;④铁尾矿新型建材的产品推广和市场开发也是制约其发展的一个问题.本文综述了铁尾矿在新型建筑材料方面的研究进展,重点阐述了铁尾矿作为一类新型建筑材料资源的高值化利用现状,分析了铁尾矿在新型建筑材料行业发展中可能面临的问题并展望其发展前景,以期为铁尾矿在新型建筑材料领域的高值化利用提供参考.     

Microscopic Phase-field Simulation of Competition Mechanism Between Ll_2 and D0_(22) Structure in Ni-Cr-Al Alloy

Simulations are performed on temporal evolution of atom morphology and ordering parameters of Ni-14.5 Cr-16.5 Al alloy during early precipitation process at different temperatures based on microscopic phase-field theory; the relationship between precipitation sequence and mechanism of L12 and D022 structure and precipitation temperature are illuminated. The nonstoichiometric ordered L12 phases appear first with congruent ordering+spinodal decomposition mechanism which is then followed by precipitation of D022 phases at ordering domain boundaries of L12 phases by spinodal decomposition mechanism at 1073 K and 1223 K. The nonstoichiometric Ll2 phases transform to stoichiometric ordering phases gradually. The incubation period of L12 and D022 phases is shorter at 1073 K than that 1223 K, and growth speed is higher at 1073 K. At 1373 K, L12 and D022 phases appear simultaneously by non-classical nucleation and growth mechanism. After that the particles of D022 phases diminish and disappear gradually; L12 phases grow and single L12 phases are remained at last.     

梨果实共振特性及振动损伤的实验研究

以梨果实为研究对象,通过设计单个梨与4层梨果实的振动试验对梨果实的振动特性及其损伤特性进行了研究.结果表明,单个梨果实的振动响应具有非线性特征,4层梨果实各层的振动特性与其所处层数有关,梨果实所处层数会影响其振动损伤,在进行包装防护时应考虑层数的影响.     

LiCl处理对芳纶纤维表面结构与性能的影响

为提高芳纶纤维与复合材料基体间的界面强度,首先,使用LiCl乙醇溶液处理芳纶纤维一定时间;然后,对LiCl处理芳纶纤维表面的化学组成、微观形貌、单丝拉伸强度及芳纶纤维/环氧树脂复合材料的界面性能等进行了测试分析。结果表明:使用LiCl乙醇溶液处理芳纶纤维后,芳纶纤维表面的含氮官能团含量增加;处理后,芳纶纤维表面有刻蚀出的沟槽,表面粗糙度增大,进而改善了芳纶纤维与环氧树脂基体的界面粘接性能,使芳纶纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度由处理前的21.75 MPa提升到37.98 MPa;最佳处理时间为3~4 h,而处理时间过长会导致芳纶纤维的单丝拉伸强度及复合材料的层间剪切强度下降。所得结论证实使用LiCl处理芳纶纤维是一种有效的表面改性方法。      

注浆成型法制备的钇稳定化氧化锆电解质性能研究

采用注浆法制备了钇稳定化氧化锆（ＹＳＺ）电解质。制得的样品的密度随烧结温度的升高而提高,经１５５０℃烧结的样品的相对密度对９３％,当其厚度大于０．２ｍｍ时,可以达到气密的程度,从而可以作固体氧化物燃料电池的电解质。样品经１３００℃以上温度的烧结后,可得到完全的立方萤石结构。扫描电镜测量结果表明,随烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸变大,孔洞变小。对样品的电阻能结果表明,在相同的温度下,各样品的晶粒电阻     

化学氧化法制备可膨胀石墨过程中的电位控制

以高锰酸钾、硫酸、天然鳞片石墨为原料,采用化学氧化法制备可膨胀石墨。通过调控体系初始氧化还原电位,并结合其膨胀容积值,探讨石墨氧化的最佳电位区间,采用扫描电镜及X射线衍射仪对样品进行表征。结果表明,当体系初始氧化还原电位为1340~1810mV时,能够获得平均膨胀容积大于230mL/g,最高300mL/g的可膨胀石墨,扫描电镜及X射线衍射结果证实了此区间的合理性。此法避免了传统化学氧化法通过复杂正交实验来确定最佳工艺的弊端,可为实现可膨胀石墨制备的自动化和工业化生产提供重要的理论依据。     

稀土CeO_2对AlCoCuFeMnNi高熵合金组织与性能的影响

采用等离子熔覆技术,在45钢基体上制备添加稀土CeO_2的AlCoCuFeMnNi高熵合金涂层。利用XRD,SEM和EDS研究涂层的显微组织和相组成,并测试其显微硬度和磨损性能。结果表明:合金涂层主要由BCC枝晶和FCC枝晶间组织构成。热力学计算表明,未添加稀土CeO_2的涂层中有少量AlCoNi相,而且其枝晶内析出了大量富Fe颗粒,涂层硬度值在260~420HV0.2间呈梯度变化,摩擦因数在0.16~0.57之间。添加1%(质量分数)的稀土CeO_2后,基体中Fe元素向涂层内部的扩散程度降低,涂层底部形成一条宽约32μm的富Fe胞晶过渡层,涂层硬度在400HV0.2左右,摩擦因数稳定在0.28~0.31之间,磨损量为添加前的74.4%,细晶强化是涂层磨损性能提高的主要原因。     

TiO2中性水溶胶的制备及其在玻璃纤维增强水泥基材料表面的光催化自洁性能研究

最近实现建筑幕墙的自清洁已经受到了人们的极大关注。首先使用Ti(SO4)2作为原料,采用H2O2解胶法在回流条件下合成了具有光催化活性的TiO2中性光触媒溶胶。同时将TiO2溶胶在玻璃纤维增强水泥基材料(GRC)表面涂覆成膜,研究了其光催化降解罗丹明B的能力。通过实验证明:制备的二氧化钛水溶胶光触媒活性组分TiO2的粒径仅为几纳米且分布均匀,溶胶的稳定性很好,长时间存放后不会沉淀。合成的纳米二氧化钛水溶胶呈中性,可以很好地涂覆于GRC表面,并且在紫外光下具有较好的光催化能力和自清洁性能。     

爆破荷载作用下埋地钢管的动态响应实验研究

爆破荷载作用下埋地管道的动态响应问题是城市爆破施工中亟需解决的课题之一,具有重要的理论和现实意义。在理论分析的基础上,通过改变药量、爆心距、管道内压以及爆源埋深中某一参数对埋地无缝钢管进行现场爆破实验,其中药量为50~200 g,每次实验改变25 g共七次;爆心距分别为2.2 m、2.7 m和3.2 m;管道内压分别为0 MPa、0.2 MPa、0.4 MPa和0.6 MPa;爆源埋深分别为0.5 m、1 m、1.5 m和2 m。结果表明:在正常工作压力下钢管内径和管壁厚度的比值越大,管道容许压缩应变值越小;管道应变与比例距离成反比,随着比例距离增大,应变减小;并得出了在实验条件下的应变峰值与爆心距和药量计算公式。     

退火热处理对TA15钛合金组织性能的影响

研究了不同的退火热处理制度对TA15钛合金显微组织、室温拉伸性能、高温拉伸性能、室温冲击韧性及硬度的影响。结果表明：在相变点以上温度退火,合金具有较高的室温、高温强度,但室温塑性、高温塑性、室温冲击韧性较低;在相变点以下温度退火,合金的室温、高温断裂强度在860℃退火时出现峰值,而室温塑性、高温断面收缩率和室温冲击韧性则随着退火温度的升高而提高;同单重退火相比,双重退火、三重退火对提高合金性能的作用不大。