Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

Effect of minor Sc and Zr on superplasticity of Al-Mg-Mn alloys

The effect of Sc and Zr on the superplastic properties of Al-Mg-Mn alloy sheets was investigated by control experiment. The superplastic properties and the mechanism of superplastic deformation of the two alloys were studied by means of optical microscope, scanning electronic microscope and transmission electron microscope. The elongation to failure of Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy is larger than that of Al-Mg-Mn alloy at the same temperature and initial strain rate. The variation of strain rate sensitivity index is similar to that of elongation to failure. In addition, Al-Mg-Mn-Sc-Zr alloy exhibits higher strain rate superplastic property. The activation energies of the two alloys that are calculated by constitutive equation and linear regression method approach the energy of grain boundary diffusion. The addition of Sc and Zr decreases activation energy and improves the superplastic property of Al-Mg-Mn alloy. The addition of Sc and Zr refines the grain structure greatly. The main mechanism of superplastic deformation of the two alloys is grain boundary sliding accommodated by grain boundary diffusion. The fine grain structure and high density of grain boundary, benefit grain boundary sliding, and dynamic recrystallization brings new fine grain and high angle grain boundary which benefit grain boundary sliding too. Grain boundary diffusion, dislocation motion and dynamic recrystallization harmonize the grain boundary sliding during deformation.     

水分含量对长焰煤自热反应的影响研究

为解决补连塔矿22煤层采空区煤自燃防治问题,采用程序升温装置对不同含水率煤样进行氧化分析,研究不同含水率煤样耗氧速率、CO和CO_2产生率及放热强度;并推导CO_2绝对生成量与温度之间的关系式,拟合求出煤样临界温度和表观活化能。结果表明:煤样耗氧速率、CO和CO_2产生率以及放热强度随含水率升高先增大后减小,耗氧速率由高至低的含水率为21.55%29.50%13.45%37.56%5.53%,CO、CO_2产生率和放热强度为21.55%13.45%29.50%37.56%5.53%;临界温度随含水率升高先减小后增大,由高至低为37.56%29.50%5.53%13.45%21.55%;水分在临界温度点后对表观活化能影响较为明显,随含水率升高先减小后增大,含水率21.55%煤样表观活化能最低。     

组成对尾矿多孔玻璃陶瓷物理性能的影响研究

本文以铁尾矿为主要原料,石灰石、白云石、纯碱、砂岩以及分析纯Al2O3为校正原料,CaF2为助熔剂,NaHCO3为发泡剂,采用粉末烧结法制备了多孔玻璃陶瓷,通过L9(34)正交实验设计,研究了基础玻璃中主要氧化物SiO2、CaO、MgO、Al2O3的含量变化对多孔玻璃陶瓷表观密度、孔隙率、导热系数等物理性能及主晶相组成的影响.研究结果表明:随着SiO2含量的增加,Al2O3含量的减少,多孔玻璃陶瓷的表观密度降低,闭口孔隙率增大,导热系数减小;CaO与MgO含量的变化对表观密度无明显影响;随着CaO与MgO含量的增加,孔隙率先增大后减小;多孔玻璃陶瓷主晶相均为透辉石,在研究的成分范围内,四种主要氧化物含量的变化对主晶相无影响,但随着CaO/MgO的增加,多孔玻璃陶瓷衍射峰逐渐增强,晶相随之增多.     

利用煤矸石铁尾矿制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃

为了综合利用固体废弃物,以煤矸石和铁尾矿为主要原料制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃。利用DSC,XRD和SEM等分析测试手段,研究了核化和晶化温度对微晶玻璃析晶行为及显微形貌的影响,通过Kissinger方程计算了各基础玻璃试样析晶活化能E和动力学参数k(Tp),并利用Augis-Bennett公式计算了各试样的晶化指数n。试验结果表明：随着核化和晶化温度的升高,主晶相衍射峰以先增强后减弱的趋势变化,主晶相为普通辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6),体系的最佳晶化温度为1 040 ℃,其抗弯强度为216.49 MPa,耐酸性为99.21%;对于不同升温速率的基础微晶玻璃试样,20 ℃/min升温速率的析晶活化能最低为324.75 kJ/mol,k(Tp)=0.55,n=3.92,玻璃晶核为三维生长,整体结晶,4个试样的晶核生长方式相同。     

赤泥中硫酸选择性浸出铁、钪及动力学研究

以硫酸为浸出剂,进行了酸浸初步分离铁、钪的研究,考察了反应时间、反应温度、液固比、硫酸浓度等对浸出率的影响。结果表明,在40 ℃、液固比10∶1、硫酸浓度10 mol/L条件下浸出30 min,铁、钪浸出率分别为11.32%、58.41%。酸浸铁、钪的动力学研究结果表明,赤泥酸浸铁的过程符合未反应收缩核模型,受化学反应控制,其表观活化能为41.79 kJ/mol;而赤泥酸浸钪的过程符合多相液固区域反应动力学特征,受扩散控制,其表观活化能为6.72 kJ/mol。     

熔融保温时间对包钢高炉水淬渣微晶玻璃析晶活化能的影响

包钢高炉水淬渣可以直接制备出主晶相为镁黄长石的CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,而熔融保温时间对高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶方式和结晶活化能影响较大.现利用DTA测试方法对高炉水淬渣CaOAl2O3-SiO2系微晶玻璃于1 450℃熔融保温1,30,60 min后析晶动力学参数进行了测定,研究了熔融保温时间对包钢高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶活化能和晶化指数的影响.结果表明:随着熔融保温时间的延长,高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的析晶活化能E和频率因子v都呈先上升后下降的趋势,当熔融保温时间30 min时,其析晶活化能和频率因子最小,分别为E min=308 kJ/mol,v=1.5×1013s-1;其晶化指数n先增大后减小的趋势,熔融保温时间为30 min时,n>4,此时高炉水淬渣CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃整体析晶.     

二维振动方向变换器的耦合振动

通过耦合振动理论、模态分析和实验测量研究了二维振动方向变换器的耦合振动的谐振频率方程和特定输出端的位移振幅。实验结果表明,理论分析得出的纵向振动谐振频率与实验结果相符,且通过实验与模态分析可知,此二维振动方向变换器有很好的聚能作用。     

SBR改性沥青老化动力性能

目的通过研究SBR改性沥青的老化动力性能,进一步探讨在动力因素的影响下沥青和骨料的黏附性.方法通过旋转薄膜烘箱试验,研究SBR改性沥青和基质沥青在不同老化温度、老化时间下的软化点变化规律,并以软化点为参数建立了SBR改性沥青老化动力学模型,以此研究SBR改性沥青的老化动力性能.结果与基质沥青相比,SBR改性沥青在150℃、163℃、180℃三个老化温度下的老化反应速率常数分别降低了26.8%、51.9%、21.4%;SBR改性沥青的反应活化能达到48.863 kJ·mol^-1,比基质沥青提高了13.1%.结论以软化点为参数建立的沥青老化动力学方程能够较好的反映沥青的老化过程,SBR改性沥青比基质沥青具有较好的抗老化性能.     

配煤提高煤种成浆性能的研究

利用5种成浆性能好的单煤、4种成浆性能差的单煤和2种成浆性能中等的单煤进行配煤组合,通过实验考察了配煤的成浆性能.结果表明,通过配煤可以提高成浆性能差的单煤的成浆效果,其中成浆性能好的配煤组合是有淮南B煤和神火煤两种煤的配煤组合,成浆性能较差的是大会战煤和华亭煤组合,最大成浆浓度仅为61.58%.实验发现,淮南B煤与成浆性能较差的煤种进行配煤可以提高其成浆浓度,大会战煤种虽然自身成浆性能较好,但与成浆性能差的煤种进行配煤不能收到很好的成浆效果.