校所合作培养科技英才机制探索

东北大学与中科院金属所依据教育部"2011计划",协同创新,资源共享,进行校所联合培养材料科学人才探索,在培养计划、课程建设、教学方法、师资配备等方面进行改革,旨在培养学生科研素质和创新能力。     

关于液相形核机制的思考

通过对比经典形核理论与二步形核理论,结合第一性原理计算,引出经典形核理论的不足之处.二步形核理论认为,液相析出固态结构的过程经历了一个由液相内部局部波动(结构或浓度)而引发的簇状结构的生成,此类簇状结构一部分在随后的碰撞中分解消失,一部分相互连接而长大,而基于我们当前对形核的认识,实际形核是一个极其复杂的多步过程.     

热解氯化镁气相反应实验装置的设计

基于海绵钛生产工艺过程中副产物氯化镁的综合利用问题,提出以钛冶炼过程中蒸馏工序段熔融氯化镁为原料,在通氧条件下,熔融态氯化镁直接热解,产物为高附加值的氧化镁和氯气.本文针对气相反应,设计主反应器文丘里管的形状与尺寸、盛装容器的形状与尺寸、电阻炉的选取及收集装置的选取与其尺寸.     

硅热法炼镁用白云石球团制备及煅烧工艺研究

为改变硅热法炼镁工艺存在资源利用率低、能耗高等缺陷,本文提出了造球→煅烧→还原硅热法炼镁新工艺,并对其造球关键步骤进行研究。考察了煅烧温度、制度等对煅烧效果的影响规律,结果表明:白云石球团煅烧过程是分步进行的,首先是低温阶段MgCO3的煅烧分解过程,然后是高温阶段CaCO3的煅烧分解过程。分阶段煅烧可有效缩短煅烧分解过程,低温煅烧分解过程球团烧损率为18.43%,高温煅烧分解过程球团烧损率为21.06%,总烧损率为39.49%。     

熔盐电解法制备Al-Sc应用合金的工艺研究

研究了熔盐电解法生产Al-Sc合金的工艺参数对合金中Sc含量的影响.结果表明.合金中Sc的含量随电解温度的升高呈先升后降的趋势,最佳电解温度为960℃;随冰晶石分子比的增大,Sc含量逐渐下降;采用工业电流密度(J=1 A·cm-2)电解90 min,合金中的Sc含量高达0.8%左右;为保证电解过程稳定并降低能耗,电流强度应为2-4 A,极距应为3 cm.     

交联壳聚糖的合成反应特征

对环硫氯丙烷交联壳聚糖进行了FTIR表征,研究了壳聚糖溶液浓度的影响,合成反应工艺参数,合成反应动力学等反应特征.结果表明,交联反应主要发生在壳聚糖分子的氨基和羟基上;当壳聚糖与环硫氯丙烷的质量比为0.5∶3.0,反应体系温度为80℃,搅拌速度为900 r/min时,可合成交联度较大的产物;环硫氯丙烷交联壳聚糖树脂的交联反应特征为逐步增长非线性(网状)聚合反应.     

钛与钛合金的低成本清洁制备新技术

提出了多级深度热还原的理念,发明了镁热/铝热自蔓延-深度多级还原制备钛与钛合金的关键技术,成功制备出纯度为99.69%高纯还原钛粉,Ti6Al4V合金粉：Ti:89.5-90.2%、Al:5.85-6.57%、V:3.90-4.17%,氧含量<0.15%;制备出20kg级规模的TiAl合金铸锭,Ti/Al原子比为1:1,氧含量为0.09%。成果已在山东傅山集团成功转化应用,500t/a还原钛粉工业示范线于2018年12月08日试车成功,可使金属钛与钛合金的生产成本降低30%以上,项目的推广应用为钛材低成本清洁利用奠定工业化基础。     

电石渣矿化捕集铝电解烟气中CO2制备碳酸钙

研究了电石渣矿化捕集铝电解烟气中二氧化碳的行为规律。考察了不同反应条件下碳酸钙产品的产率、成分、物相、形貌及粒径分析。结果表明,采用2 mol/L的氯化铵溶液对电石渣溶出预处理,溶出液CaCl2浓度可达0.37 mol/L。利用电石渣溶出液进行脱碳,产品碳酸钙产量随搅拌转速、气体流量及CO2浓度的增加而增加。碳酸钙产品纯度可达98.7%以上;产品中存在球霰型和方解型两种不同晶型的碳酸钙,无杂质峰存在;产品主要为微米球状,粒度D50=14~24 μm。     

炼镁用预制球团填充层的有效导热系数研究

炼镁用预制球团煅烧后呈多孔形态,其传热特性与皮江法压制的球团完全不同.本文采用数值方法研究了预制球团煅烧后球团填充层的有效导热系数.结果表明:高温下,辐射传热起主要作用,可显著增加床层的有效导热系数;提高球团导热系数或增加球团直径均可提高床层的有效导热系数;球团直径相同时,皮江法球团填充层有效导热系数略优于预制球团.在1 473 K,球团直径为22.3 mm时,皮江法球团填充层的有效导热系数为1.3 W·m~(-1)·K~(-1),预制球团填充层的有效导热系数为1.1 W·m~(-1)·K~(-1).     

含硫铝土矿预焙烧动力学研究

使用马弗炉、旋转管式炉及流化床对我国含硫一水硬铝石型铝土矿进行预焙烧脱硫性能的研究.考察了焙烧温度、焙烧时间和矿石粒度对焙烧矿中硫含量的影响,并根据实验结果对750~800℃温度范围内不同焙烧方式下矿石脱硫预焙烧动力学进行分析.实验和计算结果表明,不同焙烧方式下焙烧矿中硫含量在750和800℃焙烧温度下均随焙烧时间的延长而下降,马弗炉、旋转管式炉焙烧矿在该焙烧条件下反应表观活化能分别为46.895l和33.090kJ/mol,流态化焙烧反应表观活化能为505.727kJ/mol.