微波在冶金过程中应用的现状与前景

近20年微波能在许多领域得到了应用和发展,但在冶金过程中的应用还处于起步阶段. 本工作主要回顾了微波能在矿物处理和金属提取、回收及材料制备过程中(如加热、磨碎、氧化物矿碳热还原、浸出和冶金废弃物处理等方面)的研究结果和进展情况. 尽管在这些方面已有许多研究成果,展现出微波在冶金过程应用的一些优点,但对微波与矿物和金属相互作用的机理及一些现象,仍存在一些认识上的分歧或不明之处. 目前,提高微波能的转换效率、研制大功率微波发生器和设计高效的反应器,仍是微波工业化应用的关键.     

MgAlON陶瓷的合成热力学与相关性能

评估、计算了Mg-Al-O-N系的热力学性质,并绘制了热力学参数状态图.在此基础上,合成了MgAlON陶瓷.对所合成材料的显微结构、晶体特征、物理性能及其抗氧化性能等进行了试验测定.所合成的MgAlON经X射线衍射和透射电镜分析未发现杂相,高分辨电镜分析发现MgAlON晶界无玻璃相,晶粒间为直接结合.试验得出了一套MgAlON的X射线衍射的指标化结果.MgAlON的三点抗弯强度在室温至1723K温度内都很高.MgAlON氧化过程的表观反应活化能为260kJ/mol,表观扩散活化能为573kJ/mol.     

一阶Born近似下的不均匀目标贝叶斯压缩感知微波成像方法

针对不均匀散射体重构问题,提出了一种基于Born 近似下的贝叶斯压缩感知微波成像方法。在一阶Born 近似框架下,基于电场积分方程并对成像区域网格离散建立稀疏感知模型,然后构造基于高斯先验的贝叶斯概率密度函数,并利用相关向量机方法对目标函数进行优化求解,最终实现对目标的微波成像。通过对多像素单目标、不均匀单目标、不均匀多目标等的微波成像研究并考虑了噪声影响,数值算例结果表明基于高斯先验的贝叶斯压缩感知方法重构结果要优于共轭梯度迭代算法和正交匹配追踪压缩感知重构算法,验证了文中方法的有效性和鲁棒性。     

Si2N2O标准生成吉布斯自由能的测定

用两种方法测量了Si2N2O的标准生成吉布斯自由能ΔfGθSi2N2O:其一是在0.1 MPa氮气压力条件下,在1 073～1 869 K范围内,利用Y2O3稳定ZrO2固体电解质,以Cr和Cr2O3为参比电极,用极化法测试;其二是在1 673和1 773 K下通过Ni-NiO平衡控制氧分压法测试。结果表明,两者吻合很好,其表达式可写为:ΔfGθSi2N2O=-960.627+0.292T±6.2(kJ·mol-1),其中1 073 K≤T≤1 869 K。     

氧化铈基整体式汽车尾气催化剂制备工艺

将稀土助催化剂氧化铈以纳米管的形式直接合成在堇青石蜂窝载体表面。通过改变制备工艺和条件实现了以堇青石蜂窝为载体生长氧化铈纳米管阵列的可控合成。由于具有较高的比表面积和均匀分散性,相比于传统的氧化铝掺杂稀土助剂可以更好地提高催化剂比表面积,并有效抑制贵金属的高温烧结。     

加热炉喷涂复合内衬的试验研究

以硅酸铝质原料为基本骨科，在实验室内配制系列重质和轻质喷涂料，测定了其理化性能和喷徐性能。以珍珠岩、焦宝石等为主要骨料的轻质喷补层在体积密度为1．25─1．75g／cm3时各项性能良好。以焦宝石、铝矾土为基本骨料的重质喷补料不仅具有良好的喷涂性能，而且其主要性能达到同质耐火砖的水平。分别用重质和轻质喷补料进行工业试验，取得了良好的使用效果。     

硅酸铝质喷补料热震稳定性研究

配制系列硅酸铝质喷补料并检测其抗热震性及喷补附着性能等，试验发现热震稳定性同喷料材质、强度、线变化等密切相关，以焦宝石，铝矾土为主要骨料，高铝水泥等为复合结合剂的喷补料，不仅具有较高的喷补附着性能，而且具有良好的热震稳定性。     

钢包吹氩与包衬耐火材料对钢中夹杂物的影响

通过非水溶液电解、扫描电镜、图像仪等手段,研究钢包吹氩与耐火材料对钢中夹杂物的影响。找出了夹杂物数量、尺寸、组成、分布和类型在不同工序中的变化规律,提出了改善钢的洁净度的建议。     

油砂干馏系统的DEM-CFD耦合模拟

数值模拟相对于实验研究具有速度快，成本低，操作性强等较大优势，在各行各业都有广泛应用。当前的油砂干馏过程数值模拟主要基于计算流体力学方法而且仍处于较初级阶段，距离实际应用尚有巨大距离。根据油砂物料的离散特点，引入离散元数值模拟方法，对油砂颗粒在干馏炉内的运动、铺展、前进过程进行还原，同时与计算流体力学方法进行耦合，引入油砂与炉壁以及油砂之间的热传递过程。初步研究表明离散元数值模拟计算较好地展示了颗粒在炉内运动铺展的过程，以及通道内颗粒受气流携带的过程。     

高炉喷补料抗渣试验的初步研究

本文在综合国内外抗渣试验方法的基础上，提出了静态与动态抗渣试验方法，此方法具有不需进行炉渣与被测试样相分离便可获得试验结果的优点。动态抗渣试验方法还可连续反映试样被侵蚀过程。用此方法测定了高炉下部喷补料被马钢高炉渣浸蚀的试验结果，试验表明，喷补料的组成及其干燥加热制度对喷补料的抗渣性都有较大影响。