陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展

陶瓷颗粒增强金属基复合材料由于具有高的强度和高硬度,良好的耐磨性和塑性,以及易成形等优势,被广泛运用于机械设备、电力设备、建筑材料、冶金设备等行业。文章对目前国内外陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法和研究进展作了介绍,讨论了其优缺点及应用情况。     

应用M-MIVM预测含钛渣系组元活度

 在钢铁冶炼过程中,随着护炉钛材料和含钛铁矿石的应用,大量的含钛炉渣被生产出来。由于缺少多元含钛渣系的热力学数据,限制了钛资源综合利用技术的深入发展。因此,应用改进的分子相互作用体积模型(M-MIVM(FII)),预测了基础渣系Al₂O₃-CaO-SiO₂、FeO-MnO-SiO₂和含钛渣系FeO-MnO-TiO₂、FeO-SiO₂-TiO₂、MnO-SiO₂-TiO₂、Al₂O₃-CaO-FeO-TiO₂中各组元活度,并与试验值比较。结果表明,M-MIVM(FII)的预测值与试验值符合较好,6个体系总的平均相对误差为11%,该精度处于Turkdogan提出的30%以内的试验误差范围; M-MIVM(FII)在参数拟合与活度预测能力方面均优于MIVM,该模型对多元含钛熔渣体系组元活度具有更好的预测效果。在此基础上,应用M-MIVM(FII)预测Al₂O₃-CaO-SiO₂-TiO₂熔体中TiO₂活度,并分析其影响因素。结果表明,TiO₂活度预测值与试验值吻合良好,且随炉渣碱度、Al₂O₃含量的增加而降低,该规律与试验规律相一致。M-MIVM(FII)仅通过拟合子二元系活度或者直接由无限稀活度系数就能够预测多元熔体的热力学性质。     

α钛富氧层增厚动力学模型

为了实现在工业化生产中对α钛富氧层厚度预测和控制,通过实验研究α钛富氧层在高温空气环境中的形成及增厚过程,讨论热处理温度和时间的影响作用,建立高温(750~850℃)空气环境下关于温度、时间的富氧层增厚动力学模型。结果表明:当恒温热处理温度为750~850℃时,α钛富氧层厚度x与保温时间t0.5呈正比例关系,且升高热处理温度可显著提高富氧层增厚速度。在此温度范围内,氧原子的扩散激活能约为203473 J/mol,计算曲线与实验数据吻合性较好。结合文献中已有的扩散系数方程和实验测得的富氧层厚度数据,推导得到5个富氧层增厚动力学方程,其中3个方程的计算曲线与实验数据吻合性较好,可为实际生产中预估富氧层厚度提供理论支持。     

常压富氧浸出含锗氧化锌烟尘EI北大核心CSCD

为提高含锗氧化锌烟尘中锗的浸出率,提出采用富氧常压浸出−中和工艺处理含锗氧化锌烟尘,通过调节合适的酸度控制烟尘中硅的浸出及氧的溶解,避免形成铁硅锗胶体造成锗的损失的同时控制溶液中Fe^(3+)浓度便于烟尘中硫化物的溶出。结果表明:常压富氧条件下,在温度为90℃、液固比为7 mL/g、控制终点pH为0.3~0.7的条件下浸出4 h,锗浸出率为83%,较传统工艺条件下的锗浸出率提高13%。浸出渣的物相主要为硫酸铅和硫化锌以及二氧化硅,表面出现多孔、蓬松状结构。锗主要以硅酸盐态赋存,84.94%以该状态赋存的锗被浸出,占总锗的59.24%。浸出液中Fe^(3+)浓度约为0.4 g/L,硅含量约为64.5 mg/L,实现了对Fe^(3+)及Si的控制。采用含锗氧化锌烟尘对溶液进行中和还原,表明控制溶液温度为90℃,pH为3.0,反应1.5 h,可将溶液中Fe^(3+)浓度控制在0.025 g/L内,满足后续的沉锗要求。     

等离子喷涂铝电解可湿润TiB2阴极涂层研究进展

铝电解工业越来越多的采用石墨阴极,石墨阴极具有良好的导电性能,但石墨不被铝液湿润且和铝液形成Al4 C3,导致铝电解槽运行寿命短.可湿润TiB2涂层阴极因节能和延长槽寿命能够给铝电解工业带来显著效益.等离子喷涂是一种高效、灵活的沉积涂层的方法 ,能够在形状复杂或大表面积的基体上沉积金属间化合物、陶瓷或复合材料,涂层厚度可从数微米到数毫米.等离子喷涂制备可湿润性TiB2涂层阴极是可行有效的方法 ,本文评述了等离子喷涂制备可湿润TiB2阴极涂层的研究进展,简述了等离子喷涂工艺受到的影响因素(包括粉末性质、基体表面形貌和焰流性质)和涂层与基体材料结合的机制(包括机械结合、冶金结合和物理结合),分析和讨论了TiB2粉末制备、基体预处理、等离子喷涂工艺参数、涂层显微结构和性能等.最后,指出了等离子喷涂制备可湿润性TiB2涂层阴极工艺将来研究需要解决的几个关键问题.     

射频等离子体和热处理制备球形WC–Co粉末

以喷雾造粒WC–30Co粉末为原料,采用射频等离子体和后续热处理制备3D打印用球形WC–Co粉末,研究射频等离子体球化和热处理对粉末特性的影响。结果表明,射频等离子体球化效果显著,喷雾造粒粉末的球化率可达100%。球化后的粉末表面光滑、结构致密,存在一定数量表面粗糙的“费列罗”颗粒。射频等离子体处理使粉末的松装密度和流动性显著提高,同时导致WC严重分解和Co蒸发损失,球化粉末中含有大量C、W₂C和Co₃W₃C等有害相,Co质量分数降低至25.80%。后续热处理可很好地对球化粉末进行物相和成分调控。经900 ℃热处理后,粉末的物相组成重新转变为WC和Co,游离碳含量控制在合理的水平,并且粉末依然保持良好的球形度,具有较好的松装密度和流动性,可以满足3D打印对原材料的要求。     

锌冶炼污酸与窑渣联合处理工艺研究

针对锌冶炼系统产生的污酸成分复杂、酸度高，砷及重金属浓度高的特点，利用湿法炼锌过程中产生的含有大量有价金属的回转窑渣对其进行处理。提出了“污酸浸出锌窑渣-常压合成臭葱石法沉砷-铁粉置换沉淀铜、砷-中和水解-赤铁矿法沉铁”的主体工艺路线，在实现污酸无害化处理的同时有效利用窑渣中的有价金?属资源。结果表明：经二段逆流浸出后下铜、铁、锌的浸出率均在90%以上，砷的沉淀率高于95%，沉砷渣为晶型良好的臭葱石。溶液中的铜沉淀率超过99%，实验得到的赤铁矿渣含铁量达64.42%，可作为炼铁或制作铁红的原料。     

Sb在高硅铝硅合金电磁分离过程中的变质行为

研究了高硅铝硅合金(45wt% Si)熔体电磁分离过程中,Sb添加量、下拉速率、温度等对分离效果的影响,对Sb在高硅铝硅合金电磁分离过程中的变质机理进行了分析。结果表明,在1500℃、下拉速率为10 μm/s时,过共晶铝硅合金熔体中加入Sb进行定向凝固后,合金部分硅铝比从11.53%降至11.21%,初晶硅富集区的硅含量从86wt%增至90wt%;当1500℃、下拉速率为40 μm/s时,合金部分硅铝比从12.56%降至12.13%,初晶硅富集区的硅含量从81wt%增至86.5wt%;加入变质剂后合金部分共晶硅相在α-Al基体中分布均匀且连续,形貌有所细化。     

废杂铜熔炼粗铜电解精炼技术的研究进展

铜作为重要的有色金属,它支撑着我国的现代化建设。作为全世界精铜需求最大的国家,我们的铜矿产资源却远远不能满足自身的生产需求,还需大量依靠进口铜矿产资源。此外,在现代化工业发展的今天,矿铜冶炼工艺也面临着环境污染等问题。因此,急需完成废杂铜等二次铜资源的再生利用研究。据报道,现在再生铜的产量已达到334万吨左右。废杂铜熔炼产物粗铜的电解精炼在一定程度上缓解了目前我国面临的资源供需矛盾,也可有效解决废杂铜资源堆积的问题,对铜冶炼双碳战略具有重要的研究意义和价值。     

三溴偶氮胂-分光光度法测定废弃荧光粉中的稀土含量

为了快速准确、经济地测定废弃荧光粉样品中的稀土金属含量,以三溴偶氮胂(TBA)为显色剂,采用分光光度法测定了废荧光粉中稀土金属的含量,并探究了缓冲溶液用量、显色剂用量及显色时间对吸光度的影响。结果表明,在盐酸-乙酸钠缓冲溶液中(pH=3),三溴偶氮胂能与稀土金属定量反应生成稳定络合物,在最大吸收波长636 nm处测定吸光度,稀土金属质量浓度在0.2～1.0μg/mL范围内符合朗伯-比尔定律,线性回归相关系数R²=0.9992。该方法测定废弃荧光粉中稀土金属,相对标准偏差为1.17%,并与电感耦合等离子体原子发射光谱法测定结果相一致。加标回收实验结果显示稀土金属回收率在97.85%～101.01%,证明该法准确可靠,灵敏度高,适用于废弃荧光粉中稀土金属的测定。