Characterisation of rare earth minerals with field emission scanning electron microscopy

Abstract

Rare earth elements are becoming increasingly in demand, due to their prevalence in both renewable energy devices and high end electronics. The characterisation of the composition and morphology of the various phases that have valuable rare earth elements in the ores are needed in conjunction with the study of their physicochemical properties to optimise industrial process to extract the minerals containing the rare earth elements. Rare earth bearing minerals contain many elements with overlapping X-ray peaks (L- and M-lines) with an energy dispersive spectrometry detector, requiring a high degree of X-ray energy resolution. A program was developed to obtain the intensity of each peak by deconvolution of the X-ray spectrum. Low accelerating voltage of less than 5 kV and small beam diameter of less than 10 nm of a cold field emission scanning electron microscope allow x-ray microanalysis on the nanometre scale. A 100 nm wide phase was observed at 4 kV on a backscattered electron micrograph. Furthermore, a small beam diameter of less than 10 nm was used for identification of small phases of a few micrometres.

Les éléments de terre rare sont de plus en plus en demande, grâce à leur prévalence tant dans les dispositifs d’énergie renouvelable que dans l’électronique de haute gamme. On a besoin de caractériser la composition et la morphologie des différentes phases qui contiennent des terres rares de valeur dans les minerais, en combinaison avec l’étude de leurs propriétés physico-chimiques, afin d’optimiser le procédé industriel d’extraction des minéraux contenant les terres rares. Les minéraux porteurs de terre rare contiennent plusieurs éléments ayant des pics de rayons x qui se chevauchent (lignes L et M) avec un détecteur de spectroscopie à dispersion d’énergie, nécessitant une haute résolution énergétique. On a développé un programme visant à obtenir l’intensité de chaque pic par déconvolution du spectre de rayons x. Un faible voltage d’accélération de moins que 5 kV et un faisceau à faible diamètre de moins que 10 nm d’un microscope électronique à balayage par cathode froide permettent la microanalyse des rayons x à l’échelle du nanomètre. On a observé une phase de 100 nm de largeur à 4 kV sur une micrographe d’électrons rétrodiffusés. De plus, on a utilisé un faisceau de faible diamètre de moins que 10 nm pour l’identification de petites phases de quelques μm.     

埋地热油管道埋深对土壤温度场的影响

长输管道沿线地质、水文等条件不同,管道埋深差别较大。相应埋深处的自然地温及管道周围的温度场也不同。若只考虑平均或当量深度来进行管道计算,会产生很大误差。使用数值方法将所考虑的数值模型更接近于实际冻土地质条件和非线性特性就显得格外重要。采用有限单元法,对不同埋深条件下的管道周围土壤温度场进行三维数值计算,结果表明,管道温度变化在一定程度上受埋深影响,尤其在冻土地区,地埋温差与管道周围土壤温差较大。     

一起220kV变电站直流系统接地故障的分析

阐述了对一起220kV变电站直流系统复杂接地故障的查找,并作了理论分析,对该站现有直流系统存在问题提出了解决方法,最后就此次查找留下几点思考。     

大入地短路电流造成发电厂局部电势超标的研究

新建大型发电厂单机容量超过GW,投网运行台数超过2台.若厂区内发生不对称接地短路故障,则可能入地电流过大,造成设计人工接地装置接地电阻值大于A类电气装置允许接地电阻值上限;且校核局部接触电势和跨步电势超出设计规范要求.因此,根据实际工程特点,提出局部增设小网孔水平均压带且铺设砾石提到地面电阻率.结果方案满足工程设计标准.     

改善激光熔覆镍基合金和陶瓷硬质相复合涂层性能的研究

激光熔覆镍基合金和陶瓷硬质相（WC）复合涂层过程中存在的问题是容易形成缺陷和开裂。通过调整WC的比例和分布,合理的工艺参数,增设韧性良好的过渡层,并加入微量混合稀土氧化物,对发生马氏体相变硬化的热影响区进行激光回火处理等,以获得无裂纹缺陷,金相组织均匀,并具有硬度平滑过渡的优质熔覆层。     

Performance of Low Earth Orbit Satellite Systems with Coding

The effect of block, convolutional and Turbo coding on the probability of error and the capacity are investigated for CDMA Low Earth Orbit (LEO) Satellite systems. The model employed assumes a contaminated Gaussian traffic model to be more compatible with different population areas. The conventional Gaussian distribution can be considered as a special case.     

三氧化钨基低压电容–压敏电阻及其稳定性研究

介绍了一种新型的WO3基(电容–压敏双功能)压敏电阻的优点,及阻碍其广泛应用的原因。指出电学性能的不稳定性来源于相结构的两相共存,稀土掺杂可使其相结构单一化,从而稳定其电学性能。有望使我国的钨资源优势转化为产品优势。     

纳米二氧化铈化学共沉淀法制备及结构表征

采用化学共沉淀法制备了稀土氧化物CeO2纳米粉末材料,并用XRD、SEM和TEM对其结构特性进行了表征。分析结果表明,化学共沉淀法制备的CeO2纳米粉末颗粒细小均匀,形状完整,CeO2粉末粒子尺寸在20 nm左右。粉末的电子衍射分析发现,CeO2纳米粉末具有完整的晶格。     

稀土在激光熔覆镍基自熔合金中的作用

采用CO2激光器在低碳钢表面进行激光熔覆处理,研究了稀土氧化物在激光熔覆Ni45自熔合金层中的作用.结果表明,加入适量稀土的熔覆合金层组织得到细化,其在还原酸中的耐蚀性和抗高温氧化能力较不加稀土镍基合金熔覆层都有较大提高,更远高于低碳钢.可见,稀土变质的激光熔覆处理对提高低碳钢性能具有重要指导意义.     

掺Eu3+, Sm3+, Tb3+的TTFA配合物敏化发光效应的实验研究

为了研究稀土离子的α-噻吩甲酰三氟丙酮(α-thienyltrifluoroacetone,TTFA)配合物中敏化发光效应,对自行制备出的稀土离子Eu3+,Sm3+和Tb3+单掺TTFA配合物Eu(TTFA)3,Tb(TTFA)3,Sm(TTFA)3及3种稀土离子两两共掺的配合物的荧光光谱进行了分析,得出了稀土离子Eu3+,Sm3+,Tb3+与配体TTFA的敏化特性以及稀土离子Eu3+,Sm3+和Tb3+之间的敏化特性。Eu(TTFA)3,Tb(TTFA)3,Sm(TTFA)3及3种稀土离子共掺的配合物中,稀土离子Eu3+,Sm3+,Tb3+与配体TTFA及Eu3+,Sm3+,Tb3+之间有明显的敏化效应。结果表明,将其用于聚合物光纤放大器具有良好的发展前景。