固体电解质电子导电性能测定及其对浓差电池定氧的影响

本工作用自行设计、安装的电子工作线路,用抽氧法(又称极化电动势法)测定了国产氧化锆固体电解质(含CaO重量为4％)的电子导电特征氧分压。测定结果为:在1600℃时,Pe′=10~(-15·53)大压。 实验证明,所用的方法和装置能夠方便、准确地测量固体电解质的特征氧分压Pe′ 文章最后讨论了固体电解质电子导电对浓差电池定氧的影响和减少误差的途径。     

含FeO熔渣对ZrO2固体电解质侵蚀性研究

采用热力学计算软件FactSage中的Equilib平衡计算模块,模拟研究静态条件下SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO五元渣系对ZrO2材质的侵蚀特性。利用MgO稳定的ZrO2固体电解质管与碳饱和铁液以及酸性渣构建可控氧流电池,分别进行电池在开路条件与外加电势条件下的侵蚀实验,并通过SEM、EDS分析检测,讨论酸性渣可控氧流电解时ZrSiO4新相的形成机理以及对固体电解质导电性能的影响。结果表明,ZrO2的侵蚀程度随温度的升高和渣中FeO含量的增加而增加;在低碱度和高碱度条件下,熔渣与氧化锆之间分别会有ZrSiO4和CaZrO3生成;相对于静态以及开路条件,外加电势电解条件下酸性熔渣与氧化锆之间易形成新相层,从而显著增大电池内阻,阻碍氧离子迁移,但也能减轻或阻碍熔渣对ZrO2固体电解质的渗透侵蚀;可控氧流电解时酸性渣中初始FeO含量最好低于20%,碱度R最好在0.23～0.80之间。     

冰晶石-氧化铝熔盐系氧离子迁移数的推测

利用固体电解质作隔膜的有氧离子迁移的浓差电池Ⅱ和无氧离子迁移的复合浓差电池Ⅰ的电动势的测定结果推测了冰晶石-氧化铝熔体中氧离子迁移数。推测结果表明在冰晶石-氧化铝熔体中氧离子迁移数很小,约为0.006～0.012。     

SrCe0．85Yb0．15O3-α陶瓷的中温导电性研究

以高温固相反应法合成了质子导电性氧化物陶瓷SrCe0.85Yb0.15O3-α粉末.XRD结果表明,该陶瓷样品为单一斜方相钙钛矿型结构.以陶瓷样品为固体电解质、Ag-Pd合金为电极,采用交流阻抗谱技术和气体浓差电池方法分别测定了样品在400 ℃～ 800 ℃下、干燥空气及湿润氢气中的电动势及离子迁移数,研究了样品的离子导电特性.结果表明:在干燥空气中, 陶瓷样品是一个氧离子与空穴的混合导体;在湿润氢气中,陶瓷样品的质子迁移数为1,是一个纯的质子导体.Ag-Pd合金电极有助于电导率的提高.     

利用电池短路法从金川渣中提取金属

在MgO稳定的氧化锆管内装金属银与金川炼镍弃渣，于l873K温度下置于碳饮和铁液中，组成如下原电池：石墨｜[O]Fe＋C饱和｜ZrO2（MgO）｜（FeO）（slag）＋Ag（1）｜Mo．其中碳饱和铁液作阳极，渣中的银液作阴极．将原电池短路，电子通过外电路在两极间传递．通过电化学分析仪测定外电路的短路电流，监测金川渣电化学还原变化．该方法利用还原剂碳非接触式电化学还原金川渣，提取金川渣中的有价金属铁、镍、铜等，获得无碳铁合金，提供了一个从冶金弃渣中回收有价金属的新途径．     

La1.90Sr0.10Mo2O9-α的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了La1.90Sr0.10Mo2O9-α固体电解质材料.采用氧浓差电池、电化学工作站等方法对样品进行了表征.结果表明,制得的样品在600-800℃下氧浓差电池电动势的实测值与理论值吻合的很好,氧离子迁移数为0.994 4-0.998 3,表明样品在该温度范围内为一纯氧离子导体;干燥空气气氛下电导率随温度升高呈线性增大,800℃时达到最大值1.79＊10^-3S.cm^-1.     

ZrO2-8mol%Dy2O3纳米晶的碱性水热法合成及其烧结体的电性能研究

以湿化学法制得Zr（OH）4和Dy（OH）3的共沉淀为前驱体，在碱性介质（pH=9．95～13．28）中用水热法合成了ZrO2-8mol％ Dy2O3立方相纳米晶．研究发现，纳米晶粒径随着反应介质pH值的增大而增大．将该纳米晶在较低温度（1400℃）下烧结制得了致密的陶瓷样品，比通常高温固相反应法采用的烧结温度（〉1550℃）降低了150℃以上．本研究还测定了陶瓷样品600℃～1000℃下的氧浓差电池电动势及氧泵（氧的电化学透过装置）性能．结果表明，陶瓷样品在高于900℃时的氧离子迁移数为1，具有优良的氧离子导电性能．     

外加电压对氧化物熔渣短路还原的影响

利用电池等效电路,讨论了以氧离子导体作隔离膜时氧化物熔渣在外加电压条件下电化学还原时电流变化的特点,并用试验验证了相关理论.试验以碳饱和铁液为还原剂,构成的原电池为:石墨棒|\Fe-C饱合|ZrO2 (MgO)|Cu(l) (FeO)(slag)|钼丝.结果表明,在短路电池的基础上,外加电压可促进熔渣中电活性氧化物FeO的还原.在试验条件下,外加电压越大,熔渣中FeO的还原越快.渣中FeO的实际终还原率达到95%以上.     

钠在铝液中的活度

以纯钠为参比电极,以含硅的铝-钠合金为待测电极,以Naβ-Al_2O_3固体材料为Na~ 离子导电的电解质,组成无迁移浓差电池,测量电池电动势后计算钠在电极合金中的活度。实验温度为1000K,钠在铝-钠合金中的含量从零至过饱和(约0.26wt-%Na)。结果表明,当钠含量极低时(1.04%Na以下),溶液的性质符合亨利定律,钠的活度系数略小于1;钠含量超过上述范围时,钠的活度系数即迅速增大,溶液呈强烈正偏差;当钠含量达到饱和时,钠的活度即为恒定。     

固体氧化物燃料电池电解质用离子导体

固体氧化物燃料电池以其高的能量转换效率和清洁的发电而被广泛研究。其中电解质--离子导体材料是影响固体燃料电池的效率和热力学稳定性的关键。作为所期望的电解质材料应满足以下要求：（1）高的离子导电,（2）低的电子导电,（3）在使用条件-热力学稳定,（4）好的综合力学性能。在一些荧石相关结构和钙钛矿塑结构的氧化物中通过掺杂和取代形成氧空位可得到高的氧离子导电性。本文介绍了一些这类离子导体材料,并讨论了它们的特性。     

Electrochemistry study on PEO-LiClO<Subscript>4</Subscript>-ZSM5 composite polymer electrolyte

Allsolid-statelithiumpolymerbatteriesmaybeoneofthebestchoicesforelectrochemicalpowersourceofthefuturecharacterizedbyitshighenergydensities,goodcyclability,reliabilityandsafety[1,2].PEO-LiXbasedpoly-merelectrolyteshadreceivedextensiveattention[4,5],foritspotentialcapabilitytobeusedascandidatematerialforthetraditionalliquidelectrolytes,sinceWrightetal.foundthatthecomplexofPEOandalkalinesaltshadtheabilityofionicconductivityin1973[3].ThegeneralconceptofthetransportofLi+inthepolymerelectrolytewa…     

A Data Treatment Method of Carbon Saturated Solubility in Fe-C-Cr Melt

Based on the current situation of studying the thermodynamic property of Fe-C-Cr melt using the carbon saturated solubility, an experimental data treatment method of the carbon saturated solubility was put forward. With this method a linear relationship ex-pression of the carbon saturated solubility in Fe-C-Cr melt was obtained, which intercept is dependent on temperature and independent of third component[Cr], but which slope is dependent on third component[Cr] and independent of temperature. Through this expression activity interaction coefficients at different temperatures were calculated and the relationship between activity interaction coefficients and temperature is also obtained.     

Effects of Carbon Content and Solidification Rate on the Thermal Conductivity of Grey Cast Iron

The thermal conductivity/diffusivity of pearlitic grey irons with various carbon contents was investigated by the laser flash method. The materials were cast in controlled thermal environments producing three dissimilar cooling rates. The cooling rates together with the carbon content largely influence the thermal conductivity of grey iron. Linear relationships exist between the thermal conductivity and the carbon content, the carbon equivalent, and the fraction of the former primary solidified austenite transformed into pearlite. The results show that the optimal thermal transport properties are obtained at medium cooling rates. Equations are given for the thermal conductivity of pearlite, solidified as pre-eutectic austenite, and the eutectic of grey iron. The thermal conductivity of pearlitic grey iron is modelled at both room temperature and elevated temperatures with good accuracy.     

利用超重力富集和分离Sn-3％Fe熔体中的杂质元素铁

在粗锡精炼过程中引入超重力场,运用超重力技术研究Sn-3％Fe(质量分数)熔体中杂质元素铁在超重力场中的定向富集和过滤分离的规律,达到提纯净化粗锡的目的.结果表明,对于超重力场G=500以10℃·min-1冷却速率凝固后的Sn-3％Fe熔体,超重力场极大强化富铁相在粗锡熔体中的沉降运动,使先析出富铁相全部富集到试样的下部区域,上部几乎找不到富铁相颗粒.下部尾锡中的铁质量分数达到4.817％,而上部精锡中的铁质量分数降低到0.036％,精锡中铁的脱除率高达98.78％.在超重力场中过滤的Sn-3％Fe熔体可实现富铁相杂质和精锡液的有效分离,当重力系数大于30时,精锡的回收率随重力系数的增大而提高.在超重力场G=100,240℃条件下,Sn-3％Fe熔体过滤1 min后,精锡液几乎全部被分离到坩埚底部,富铁相杂质被截留在过滤碳毡上部,下部精锡中找不到富铁相杂质的颗粒,精锡中铁质量分数降至0.253％,富铁渣中铁质量分数高达11.528％.精锡中铁的脱除率高达91.44％,超重力场中精锡的回收率高达82.69％.     

合金钢的热导率计算

基于大量钢的热导率数据,采用多元线性回归方法建立了合金钢的热导率和化学成分的定量关系式.回归分析结果表明,用强碳化物和非强碳化物形成元素的总质量分数,Si和C的质量分数作为多元线性回归的自变量是合适的.由于和基体Fe的外层电子结构的显著差异,Si元素对钢的热导率的减小效果远大于过渡族元素;C元素增加钢的热导率是由于C原子的增加使更多的碳化物形成元素分配到碳化物中,从而减弱了这些元素对基体热导率的影响.     

Fe-C-V三元熔体热力学性质及应用分析

根据第３组元Ｖ对Ｃ的饱和溶解度的影响与温度无关规则，利用不同温度下Ｃ在Ｆｅ－Ｖ熔体中的饱和溶解度，得到Ｃ在Ｆｅ－Ｖ熔体中的饱和溶解度关系式。根据该关系式计算出适合不同温度的Ｆｅ－Ｃ－Ｖ熔体的活度相互作用系数，并用计算结果分析了含钒铁水的提钒保碳转化温度，预测的转化温度与生产实践比较接近。     

共价有机骨架/碳纳米管复合材料中锂离子吸附与传输特性的分子模拟

利用分子模拟方法对共价有机骨架 (covalent organic framework, COF)/碳纳米管(carbon nanotube, CNT) 复合材料 COF@CNT 中锂离子 (Li$^{+})$ 的吸附与传输特性开展研究, 明确了 Li$^{+}$ 的吸附位点与吸附顺序, 得到了相应的吸附能, 并观察 COF@CNT 的表观形貌变化. 当达到饱和吸附状态时, COF@CNT 的体积变化率仅为 0.25, 平均电压保持在 2.00 V 以上, 而理论容量则高达 1 402.47 mAh/g. 此外, Li$^{+}$ 在 COF@CNT 内部的电导率大于其在单纯 CNT 中电导率的实测值. 模拟结果可为此类体系的实际应用提供理论基础.     

醋酸介质中T-403塔不锈钢填料腐蚀机理研究

某化工厂PTA装置氧化单元系统中铁离子含量增高，已影响到氧化反应效果，严重威胁稳定生产，分析认为铁离子主要来自T-403溶剂回收塔316L不锈钢填料的腐蚀．利用扫描电镜、电子探针、金相显微镜等现代物理和化学分析检测手段，观察了从T-403塔取出填料的微观形貌，测试分析了所用填料的主要化学成分及元素分布，对比了未使用和已腐蚀填料的金相显微结构、力学性能变化，研究分析了不锈钢填料的腐蚀机理．实验结果表明：不锈钢填料发生了严重的局部腐蚀，腐蚀形态为晶间腐蚀和小孔腐蚀．填料发生腐蚀后，强度和硬度明显降低．测试分析结果证明，贫铬导致晶间腐蚀，Br以及不锈钢钝化膜局部破损造成蚀孔．原填料质量存在问题，不锈钢填料的含碳量未达到超低碳316L不锈钢的标准．     

渗硼层的制备及其在锌液中的耐蚀性

为提高低碳钢的抗锌蚀能力，采用固态渗硼工艺在低碳钢的表面形成了致密的铁硼化合物保护层．通过正交实验方法确定了最佳渗硼工艺参数，并对不同工艺条件下所获得的渗硼层的力学性能与耐锌液腐蚀性能进行了系统研究，成功制备了具有良好的抗锌蚀能力的渗硼层．     

Melt Quality Evaluation of Ductile Iron by Pattern Recognition of Thermal Analysis Cooling Curves

The melt quality of ductile iron can be related to the melt's thermal analysis cooling curve. The freezing zone of the thermal analysis cooling curve was found to indicate the melt quality of the ductile iron. A comprehensive difference parameter, Ω, of the thermal analysis cooling curves was found to be related to the properties of ductile iron melts such as composition, temperature, and graphite morphology. As Ω ap- proached O, the thermal analysis cooling curves were found to come together with all the properties indicat- ing melt quality about the same. A database of thermal analysis cooling curves related to the properties of the ductile iron melts was set up as a basis for a method to accurately evaluate the melt quality of ductile iron by pattern recognition of thermal analysis cooling curves. The quality of a ductile iron melt can then be immediately determined by comparing its thermal analysis cooling curve freezing zone shape to those in the database.