中碳钢板坯保护渣结晶性能的优化

选取常规用保护渣和高拉速用优化保护渣研究了其高温结晶性能与玻璃质渣膜回温结晶性能.研究表明,优化后的高碱度保护渣具有较高的结晶温度和较低的脱玻化温度,同等实验条件下析晶能力更强,结晶相主要为枪晶石(3CaO.2SiO2.CaF2),并且晶粒粗大,凝固组织中有大量空隙,渣膜表面粗糙度大,有利于增加渣膜热阻,更适合于高拉速生产.     

基于热丝法对CaO-SiO_2-Al_2O_3保护渣结晶性能与凝固分数的研究

针对髙铝包晶钢连铸设计了Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣.采用单丝法研究w(Ca O)/w(Al2O3)对保护渣结晶性能的影响;采用双丝法模拟了保护渣渣膜形成及凝固过程,研究了w(Ca O)/w(Al2O3)对保护渣固相体积分数φ的影响.结果表明:实验保护渣系结晶能力随w(Ca O)/w(Al2O3)增大而增强,按结晶能力分为两个区间,w(Ca O)/w(Al2O3)1.30时保护渣结晶能力强于w(Ca O)/w(Al2O3)≤1.30的保护渣;在等温结晶过程中,w(Ca O)/w(Al2O3)=1.00的实验保护渣中析出枪晶石,w(Ca O)/w(Al2O3)=2.50时渣中析出硅酸二钙;w(Ca O)/w(Al2O3)增大使保护渣渣膜双丝间固相体积分数增大,结晶层增厚,不利于保证结晶器内润滑.与浇注常规包晶钢的Ca O-Si O2系保护渣性能对比表明,Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣在w(Ca O)/w(Al2O3)≤1.30时的结晶能力和固相体积分数都与对照渣相近,设计的Ca O-Si O2-Al2O3系保护渣适用于高铝包晶钢连铸.     

脱硅渣合成钾肥的结晶性能

以铁水脱硅渣和碳酸钾为原料合成钾肥,利用X射线衍射对钾肥试样的结晶性能进行了分析;考察了氧化钾加入量,加热温度,保温时间,冷却方式以及氧化物添加种类对合成钾肥结晶性能的影响·研究结果表明,利用铁水脱硅渣和碳酸钾为原料可以合成钾肥;合成的钾肥由含钾结晶相Ca1 917K0 166SiO4,非含钾结晶相Ca2SiO4和含钾非结晶相组成;在本研究条件下,各种因素对合成钾肥的结晶性能没有明显影响·     

钙硅氧化物的质量比对10%Al2 O3高炉渣--尾矿--粉煤灰微晶玻璃性能的影响

利用高炉渣、尾矿和粉煤灰各自成分特点,在未添加任何晶核剂和其他化学试剂条件下,使用烧结法制得了不同CaO/SiO2质量比的10%Al2 O3(质量分数)矿渣微晶玻璃.通过差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜等分析手段,分析了CaO/SiO2质量比和析晶温度对高炉渣-尾矿-粉煤灰微晶玻璃样品的晶相变化规律、析晶行为和主要力学性能的影响.随着CaO/SiO2质量比增大,析晶活化能不断减小,Si-O四面体连接强度下降,质点移动加强,各组开始析晶温度和晶化温度逐渐减小.当玻璃样品中钙硅氧化物的质量比为0.4时,分别在886℃和982℃形核、析晶保温1 h 后,可以得到抗折强度103.59 MPa、显微硬度5.3 GPa、耐酸性0.25%(质量损失率)、耐碱性小于0.1%,主晶相为透辉石的最佳力学性能的微晶玻璃样品.     

TiO_2-SiO_2壳核型光催化剂的制备和表征

本实验首先采用stober法制备出SiO2颗粒,实验过程中硅酸乙酯和氨水的量影响SiO2颗粒的大小。然后通过相吸附法将TiO2包覆到SiO2颗粒表面,通过SEM和XRD对所得到的样品进行表征,实验结果表明,在光滑的SiO2微球表面包覆上一层粗糙的TiO2壳层,壳层厚度和样品分散性通过控制实验过程中钛酸丁酯的加入量可以控制,实验中可以得到分散性良好且层厚在20nm左右的样品。通过XRD我们发现,包覆在SiO2表面的TiO2具有较高的结晶温度和晶型转变温度。     

TiO2对粉煤灰及石英砂制备微晶玻璃组织转变的影响

利用粉煤灰与石英砂制备微晶玻璃，并对其进行不同工艺的热处理．通过对热处理后的试样研究发现：当粉煤灰质量分数为30％，未加TiO2时，试样在780℃加热时首先析出过渡相Ca2SiO。，在随后的高温晶化过程中，过渡相溶解消失，析出更稳定的平衡相钙长石；当TiO2质量分数为0—15％时，随着TiO2含量的增加，在780℃加热时由析出梭形的Ca2SiO。微晶转变为析出粒状的钙长石微晶；当粉煤灰质量分数增加到40％，TiO2质量分数为3．5％时试样中出现网状微晶组织，而加入的形核剂TiO2质量分数达到5％时试样中无网状微晶组织出现，说明TiO2对网状组织的析出具有明显抑制作用．     

连铸保护渣物质组成对其结晶性能影响的研究进展

针对传热与润滑两者之间的矛盾,不同钢种对保护渣及渣膜性能的要求不同,适宜的保护渣物质组成是熔渣结晶和渣膜形成的关键,因此,掌握各组分对结晶性能的影响规律,可以设计出保护渣合理的物质组成,实现控制渣膜结构以满足不同钢种对润滑与传热的要求.主要综述了保护渣中各物质组成对结晶温度、析晶速率、结晶矿相及结晶率等性能影响的研究成果,并指出了目前研究的局限性,同时就继续深入研究保护渣物质组成及渣膜的结晶性能提出了几点建议.     

镍渣制备微晶玻璃的结晶动力学及结晶化过程

探讨以镍渣为主要原料采用熔融法制备建筑用微晶玻璃. 研究引入Cr2O3作为晶核剂的镍渣微晶玻璃的成核及晶化过程. 利用DSC测试来确定基础玻璃的晶化温度,并利用修正的Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方法初步计算以镍渣为主要原料所制备的基础玻璃在加入质量分数2%的Cr2O3作为晶核剂后的结晶活化能E及结晶动力学参数k(Tp),计算结果分别为E=371.1 kJ·mol-1,结晶动力学参数k(Tp)=0.29. 采用XRD、SEM和光学显微镜测试、分析及观察方法来鉴定、分析微晶玻璃试样的主晶相及微观结构. 结果显示,加入晶核剂的基础玻璃从930 ℃开始均匀地析出透辉石相晶体;随着温度的升高,晶体尺寸也逐渐增大,在温度达到950 ℃后,对样品进行30 min保温热处理,样品中晶体尺寸达到10～15 μm.     

MgO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃受控晶化研究

根据微晶玻璃的基础组成,以菱镁矿渣和大同砂为主要原料,从晶格匹配、最低共熔点、成型等方面确定MgOAl2O3SiO2系玻璃主成分和选择晶核剂·用差热分析、X射线衍射、扫描电镜和偏光显微镜观测等手段,优选晶核剂,研究了以TiO2和Cr2O3为晶核剂的微晶玻璃的晶化速率、晶相组成和微观结构,晶化结果表明:添加合适晶核剂将形成中间相,通过中间相诱导析晶,主晶相为堇青石;复合晶核剂可提高晶化速率,降低基础玻璃的晶化温度     

w(CaO)/w(Al2O3)对钙铝基保护渣结晶性能的影响

利用热丝法测试技术,结合扫描电镜和能谱分析,研究了不同w(CaO)/w(Al₂O₃)条件下钙铝基保护渣的结晶性能.结果表明,较低w(CaO)/w(Al₂O₃)下,保护渣结晶物相为LiAlO₂和CaO·Al₂O₃.其析出由渣中的Li⁺离子和Ca²⁺离子分别对高聚合度铝氧四面体结构的电荷补偿所致.而且,Li⁺离子优先参与,LiAlO₂优先析出.较高w(CaO)/w(Al₂O₃)下,结晶物相转变为LiAlO₂和3CaO·Al₂O₃.其变化原因为,CaO相对质量分数提高,保护渣聚合度降低,Ca²⁺离子和低聚合度铝氧四面体结构单元Q²结合而形成3CaO·Al₂O₃并析出.随着w(CaO)/w(Al₂O₃)由1.13提高至1.82,钙铝基保护渣析晶能力先减弱然后增强.在w(CaO)/w(Al₂O₃)为1.50和1.82时分别具有最弱和最强的析晶能力.     

Effect of CeO_2 on heat transfer and crystallization behavior of rare earth alloy steel mold fluxes

To improve the heat transfer capability and the crystallization property of the traditional mold flux, CaF_2 was replaced with B_2O_3. Then, the influences of CeO_2 on the heat transfer and the crystallization of the CaF_2-bearing mold flux and the new mold flux with 10 wt% B_2O_3 were studied using a slag film heat flux simulator and X-ray diffraction(XRD). The results revealed that the addition of CeO2 reduced the heat transfer by increasing the solid slag thickness and the crystallization of two mold fluxes. However, CeO_2 had less effect on the B_2O_3-containing mold flux compared with the CaF_2-bearing mold flux. According to the analyses, the CeO_2 contents in the CaF_2-bearing mold flux and the B_2O_3-containing mold flux should not exceed 8 wt% and 12 wt%, respectively. Therefore, these experimental results are beneficial to improve and develop the mold flux for casting rare earth alloy steels.     

稀土氧化物对结晶器保护渣理化性质的影响

针对在结晶器喂稀土过程中,稀土的氧化产物进入保护渣熔融层,影响和限制了保护渣冶金性能发挥的主要问题,系统测定了稀土氧化物对结晶器保护渣熔化温度、黏度和结晶温度的影响.结果表明,随稀土氧化物含量增加,保护渣熔化温度、黏度和结晶温度显著升高.保护渣中添加少量B2O3和Li2O作为新的助熔剂使用,可以显著削弱稀土氧化物对保护渣理化性能的影响.进而可以为开发成分和性能更为合理的新型稀土钢结晶器保护渣提供理论依据.     

放电等离子烧结制备Ca2Co2O5陶瓷过程中Co价态分析

采用(NH4)2C2O4共沉淀法制备出CaC2O4和CoC2O4前驱物,在800℃对前驱物煅烧8 h得粉体组成为Ca2Co2O5,Co3O4,CaO,该粉体经放电等离子烧结(SPS)后所得陶瓷块体为纯相Ca2Co2O5,利用X光电子能谱(XPS)分析了烧结前后样品中Co元素价态.     

宽厚板包晶钢的保护渣

针对包晶钢的凝固特性,研发了高碱度、高结晶速率、低结晶温度及低热流密度保护渣,并在宝钢3#连铸机上进行了试验研究.现场试验四个浇次的结果表明,使用改进渣的试验流铸坯无纵裂发生,而使用原渣的对比流铸坯裂纹率达到5%.优化保护渣有效防止了铸坯表面纵裂的发生.     

热电氧化物(Ca_3Co_2O_6)_(1-x)(Ca_3Co_4O_9)_x的制备和表征

热电氧化物Ca3Co2O6和Ca3Co4O9是Ca-Co-O体系中两个确定的态,其热电性质显著不同.我们采用“快速加热法”制备了(Ca3Co2O6)1-x(Ca3Co4O9)x(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1),并利用XRD、SEM等实验方法分析表征样品,系统研究了热电氧化物从Ca3Co2O6到Ca3Co4O9的转化过程.从SEM图中可知Ca3Co2O6为无规取向棒状结构,Ca3Co4O9为法向取向与表面近似垂直的片状结构,XRD结果显示x=0.4之前的样品Ca3Co2O6和Ca3Co4O9两相衍射峰并存,x=0.6以后的样品是Ca3Co4O9单相.     

La2O3/Al2O3/TiO2纳米复合粉体的制备及其耐温性能的研究

以TiCl4、La2O3、Al片为原料,采用液相共沉淀法制备了La2O3/Al2O3/TiO2纳米复合粉体,采用DSC-TG、XRD、TEM技术对该纳米复合粉体进行了表征.结果表明纳米TiO2粉体经La2O3掺杂和Al2O3复合后,其耐温性能得到显著提高,该复合粉体经900℃煅烧后,粒径在32nm左右,锐钛矿含量约为77.2%(mol%)     

板钛矿和锐钛矿TiO2对水热合成Bi4Ti3O12微结构的影响

分别以板钛矿和锐钛矿型的TiO2为先驱物水热合成钛酸铋亚微米棒.由X射线衍射、选区电子衍射以及Raman光谱的测量结果可知,合成的产品为Bi4Ti3O12. 源自板钛矿和锐钛矿的Bi4Ti3O12,其结构表现出明显的差异.在同样的条件下,Bi插入锐钛矿TiO2的量多于其插入板钛矿TiO2的量,从而导致部分X射线衍射峰向高角度方向稍微移动.保留下来的短Ti-O键限制了b-Bi4Ti3O12亚微米棒沿[010]方向生长,使得b-Bi4Ti3O12亚微米棒长度不均.     

Ba和Y掺杂对Ca_3Co_4O_9热电性能的影响

采用固态反应法制备了Ca_(3-x)Ba_xCo_4O_9(0.00≤x≤0.20)和Ca_(3-y)Y_yCo_4O_9(0.00≤y≤0.20)热电材料.X射线衍射(XRD)分析结果表明,对于Ba掺杂和Y掺杂,在掺杂范围内,样品为单一的Ca_3Co_4O_9相.在室温至1000K的范围内样品的电阻率和Seebeck系数测量结果显示,用Ba~(2+)替代Ca~(2+)时,随着x的增加,电阻率逐渐减小、Seebeck系数几乎不变;用Y3+替代Ca2+时,Seebeck系数随着y的增加逐渐增大、而电阻率在x等于0.025时最小.当T=1000K时,样品Ca_(2.95_Ba_(0.05)Co_4O_9和Ca_(2.97)5Y_(0.025)Co_4O_9的功率因子与Ca_3Co_4O_9相比都明显提高.     

微波反应制备纳米TiO2-Fe2O3复合材料及其光催化性能

以TiCl4,FeCl3为原料,尿素为沉淀剂,采用微波加热,均相沉淀法合成了一系列纳米TiO2-Fe2O3复合材料.XRD分析证明反应前驱体为非晶态,500 ℃以上转变为锐钛矿结构.TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径为20 nm.EDS分析证明产品中Ti∶Fe的分析测定值与实际的投料值基本一致,并且掺杂均匀性好.光吸收及光催化实验发现Fe的摩尔分数为5%时,光催化效果最好,在日光照射180 min后,此TiO2-Fe2O3复合材料对藏蓝染料溶液降解率接近100%.     

Anti-UV Capability of Rare Earth Doping TiO2

The sol-gel process is used in the preparation of nanostructure materials with Ti（OC4H9）4 as precursor in the start materials. TiO2 gelatin is obtained through hydrolysis and condensation process. Rare earth such as La2O3, CeO2, Eu2O3 and Gd2O3 are introduced into the nanostructure TiO2 to improve the anti-UV capacity. The phase structure of pure TiO2 and doped TiO2 and their anti- UV capacity are studied by means of XRD and UPF. The optimum doping and heat treatment temperature are chosen.