激光感生击穿光谱技术在燃烧诊断中的应用

简述了激光感生击穿光谱(LIBS)技术的研究基础,包括实验台架、光谱定性定量分析方法,详细介绍了所进行的LIBS技术在燃烧诊断中的应用研究工作,利用LIBS技术对飞灰中的碳含量和燃煤特性及成分进行了分析.结果表明,采用LIBS测得的飞灰含碳量与传统的重量燃烧法测得的飞灰含碳量结果吻合较好;煤化程度不同的煤呈现出不同的等离子体时间谱,在相同实验条件下,煤化程度越高的煤种其等离子体温度越高;利用LIBS技术测得的燃煤成分含量与传统测量方法得到的结果吻合亦较好.该研究证实了激光感生击穿光谱技术在燃烧诊断中应用的可行性,为后续的燃烧诊断研究和试验工作奠定了基础.     

LIBS技术在线检测重金属污染物的应用研究

指出了激光击穿光谱(LIBS)是一种新型的元素分析技术,具有灵敏度高、快速、可多元素同时测量并可在线检测等优点,非常适合针对环境中重金属污染物的实时在线检测.利用自行搭建的一套激光击穿光谱实验装置,开展了对烟气、污水、土壤中重金属的LIBS探测的实验研究,实验结果表明:LIBS技术为解决环境中重金属污染物的实时在线检测提供了技术支持,为将该技术利用到环境保护领域奠定了基础.     

激光诱导击穿光谱技术在金属元素检测中的应用研究进展

激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种基于原子激励、发射光谱的物质组分分析技术，具有快速、多元素同时探测且无需样品预处理等优点。本文综述了现阶段LIBS技术在合金、土壤、水、食品等领域金属元素检测中的应用研究进展，认为目前该项技术存在探测精度低、重复性差、探测信号不稳定等方面的问题，基于LIBS技术的金属元素探测仪器的研发，未来应该向常规、便携式、高精度的方向发展。     

基于激光诱导离解光谱的土壤重金属监测定量化方法研究

由于激光诱导离解光谱技术（LIBS）具有快速、实时、可在线分析多种物质元素等诸多优点,使其在同类元素探测方法中显示出巨大的潜力和优越性,但LIBS定量化问题仍然是目前LIBS发展中的难点问题。基于LIBS的方法通过对土壤中重金属进行实时监测并对实验数据进行分析,旨在探讨激光诱导离解光谱技术的定量化反演方法应用,为其今后在各领域中的定量化应用提供一定的理论依据。     

镍硫化物湿法冶金基础研究

文中发表了我们在镍湿法冶金方面的研究工作。我国原有的镍冶炼流程是在熔炼高镍锍之后采用缓冷、磨浮分离铜、镍硫化物。国内已研究过用二段常压浸出及一段氧压浸出使镍进入溶液,可取消冷却和磨浮工序。然而采用加压浸出,在设备和操作上有不少困难,而且能耗较大。我们研究了Ni_3S_2浸出反应的热力学与动力学,并用工业镍高锍进行了试验,证明可以实现常压酸浸出。其关键是样品制备、温度与传质条件。浸出反应遵守1-(1-α)~(1/3)=kt关系式。浸出反应与溶液成分如H~ ,Cl~-及Cu~(2 )有关。发现Cu~(2 )的影响有双重性,Cu~(2 )在镍硫化物表面生成Cu_2S时阻碍反应,此时浸出反应符合1-2/3α-(1-α)~(2/3)=kt关系式,但存在于固体中的铜的硫化物可以加速浸出过程。从研究Ni_3S_2酸溶解机理发现,抑制难溶的β-NiS生成是提高浸出率的重要措施。这一研究结果为实现镍高锍常压浸出提供了理论根据。     

高炉炉况预测模型的研究现状及展望

高炉炉况对高炉冶炼过程具有至关重要的影响,炉况的好坏直接影响生铁成本.高炉炉况预测模型分为基于知识和基于数据两大类,基于知识的预测模型难以应用于在线系统,但加深了人们对高炉冶炼过程的理解;基于数据的预测模型大多可在线应用,但缺少对高炉知识的应用.高炉炉况预测模型的发展方向是建立基于知识与基数据相结合的高炉炉况预测模型.     

X射线荧光光谱法测定氢氧化镁中杂质含量

为测定氢氧化镁中杂质元素含量,采用X射线荧光光谱(XRF)法进行重复性和准确性试验.结果表明,XRF法具有快速、无损、多元素同时测定、检测元素范围广等特点,重复性较好.XRF法测量结果与化学方法和电感耦合等离子体发射光谱(ICP)法的测量结果接近,准确性较好.     

激光诱导击穿光谱技术在爆炸物检测中的应用

以高锰酸钾、黑火药和硝酸铵3种常见的无机爆炸物为研究对象,使用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术结合线性相关性分析统计学方法对各爆炸物进行了检测.通过对比训练集和测试集中爆炸物光谱与各爆炸物的初步标准光谱及标准光谱之间的相关系数的大小,对各爆炸物进行了识别.训练集和测试集中各爆炸物光谱的正确识别率均达到了100％,结果表明利用LIBS技术结合现行相关性分析方法可以实现爆炸物的有效检测和识别.     

DF-5704A中子活化烧结元素在线分析仪在鞍钢矿业公司的应用

采用DF-5704A中子活化烧结元素在线分析仪可以有效缩短调节配料时间,提高烧结矿的一级品率和碱度稳定率,为企业创造更多效益,稳定高炉炉况、提高高炉产量。瞬发伽马射线中子活化分析技术(PGNAA)由于其分析精度高、在线测量等众多技术优势,广泛用于建材、冶金等诸多领域。该文就其在鞍钢矿业公司东鞍山烧结厂的应用、原理、组成、取样标定过程及所带来的效益进行了梳理与讨论。     

可用于诊断非酒精性脂肪肝疾病的同时测量丙酮和异戊二烯CRDS呼吸分析仪研究

呼吸分析技术通过分析呼出气体成分浓度的改变诊断疾病和监测人体代谢情况,由于其简单、无创的特性使其具有非常高的应用前景和研究意义.目前呼吸分析技术用于疾病诊断的挑战之一是寻找到呼吸标记物与当前疾病诊断参数的量化关系,然而由于人体代谢的复杂性,目前已经建立的呼吸标记物中,一种标记物与几种疾病相关联或一种疾病与几种呼吸标记物相关联.为了提高呼吸分析技术诊断疾病的特异性和灵敏性,本文提出了一种同时测量呼吸中的丙酮和异戊二烯两种成分的基于光腔衰荡光谱技术(CRDS)的实时在线(在线引入样品,无需样品前处理)的呼吸分析仪,分析了选择266nm和224nm作为激光光源波长的测量合理性,并描述了同时测量测量丙酮和异戊二烯CRDS呼吸分析仪装置原理,由于丙酮和异戊二烯是非酒精性脂肪肝的特异性成分,该呼吸分析仪可应用于诊断非酒精性脂肪肝疾病.     

基于镍铁冶炼工艺流程中物质流和能量流的模型与软件

通过对镍铁冶炼生产工艺中物质流和能量流平衡过程研究,获得了镍铁冶炼工艺中各个环节热量的利用率和损耗情况,以及红土矿、还原剂和熔剂在各部分中反应率,并分析了红土矿和镍铁合金中Ni含量对炉渣中镍铁成分的影响.构建针对镍铁冶炼工艺系统的总体物质流和能量流计算模型,在保证系统总体计算模型的前提下,又具有协同各子工艺系统的物质流和能量流计算模型的功能.依据各子工艺系统中物质流和能量流的关联性,计算烟气和炉气的利用率及热量损失,并利用VB软件对冶炼工艺流程计算软件进行开发.     

PVA碱性凝胶聚合物电解质电化学稳定性及其在锌镍二次电池中的应用

溶解铸膜法制备了PVA(聚乙烯醇)-KOH碱性聚合物电解质.用循环伏安和激光拉曼光谱对其电化学稳定性进行了研究,并将其应用于锌镍二次模拟电池.结果表明,该固态电解质具有较好的稳定性,循环寿命远远高于以5 m o l/L KOH水溶液为电解质的锌镍电池.     

基于彩色CCD的炉火温度监测技术

针对铜锍吹炼过程的复杂和环境的恶劣,一直以来难以实现实时在线炉内温度测量现以彩色CCD测温为基础,将辐射公式和三刺激值公式相结合,推导得出在炉内无烟气无飞溅的情况下光强与温度之间存在单调关系,并提出在炉内无烟气无飞溅的情况下的简易测温方法,即直接标定双色比值来测量温度.在实验室采用封闭式电阻炉加热铜块来模拟现场环境,并用带有带通滤光片的工业监控CCD对炉内进行实时拍摄,同时对实验数据和理论推导出的数据进行对比,从而证明了温度值和双色比值一一对应.通过双色比值直接测炉内温度的方法简单快速,有利于实时在线监测炉内温度,实验结果也充分证明了这种测温方法的可行性和实用性.     

比色法测P-S转炉炉内温度的波长和带宽的选择

针对铜锍吹炼过程中复杂的环境使光谱发射率不稳定,难以实现温度场的比色温度测量,本文分析了吹炼过程炉内熔液、粉尘和烟气等成分,选择非激发的波长作为比色法测温的工作波长;为了避免由于CCD感光性能的原因而使感光过低或饱和,提出了利用照度公式计算最小带宽,并为两个工作波长选择了合适的带宽。实验使用选择好波长和带宽的两个滤光片进行比色测温实验,测量得到的图像信号没有失真,标定结果精确。最后采用MATLAB软件建立铜锍吹炼终点时刻的P-S转炉炉内二维温度场,测量结果误差较小,说明本文提出的波长和带宽的选择方法合理有效。     

基于激光诱导击穿光谱和定标曲线的土壤重金属元素浓度预测

土壤重金属污染一直被认为是当今世界面临的主要环境问题之一.提出基于激光诱导击穿光谱和定标曲线的土壤重金属元素浓度预测方法.制备9种含不同成分浓度梯度的重金属元素的土壤样品.实验结果表明:该方法浓度预测的准确度较高;样品的浓度是影响预测准确度的关键因素.利用LIBS技术检测土壤重金属含量,能为土壤修复提供更加准确有效的数据,且节约时间及降低成本.     

LIBS谱线自动寻峰在炉渣成分在线分析中的应用

采用激光诱导击穿光谱技术对炉渣成分实时在线监测的研究过程中,谱峰的中心波长及其积分强度是定量分析的基础。为了快速自动识别海量的谱峰数据,文章基于有限状态机的句法编译了一套自动寻峰程序,并介绍了产生谱峰描述语言的文法和谱峰自动识别机。将该寻峰程序应用于自动识别激光诱导炉渣等离子体发射光谱数据和炉渣成分的在线分析,取得了较好的分析速度和精度,证明了该技术的有效性。     

结晶器铜板上激光熔覆镍基合金

利用5kWCO2激光器在结晶器铜板上熔覆镍基合金,并研究了熔覆层组织性能.选用与结晶器铜板成分相近的镍基自熔合金粉末Nickel-baseHMSP1015-00(Ni1015),利用等离子喷涂技术在铜板上预涂Ni1015合金,然后再采用高能量密度激光进行重熔.借助OM,SEM和显微硬度计分析测定了涂层的显微组织形貌、组织成分和截面显微硬度分布情况.所得到的熔覆层表面平整均匀,与基体为冶金结合;熔覆层平均显微硬度为270HV0.05,是基体的3.2倍(85HV0.05).确定出本实验合适的激光熔覆工艺参数功率密度为1.58×102kW/cm2时,扫描速度为3~4m/min.     

广西桂平罗秀古代冶铁遗址群初步研究

采用金相、扫描电镜及能谱分析等研究方法,对广西桂平罗秀汉唐时期4处冶炼遗址的17个炉渣和1个黏附有炉渣的鼓风管等冶金遗物样品进行了成分和显微组织检测分析.结果表明,该遗址为炼铁遗址,炼铁渣均属铁硅系铁橄榄石型,采用块炼铁冶炼方法.     

总有机碳分析仪信号处理算法的分析

研制基于高温燃烧氧化-非分散红外吸收法测定水中总有机碳(TOC)的分析仪.叙述仪器的核心器件和工作流程,并对影响检测结果的红外检测算法进行分析.实验结果表明:利用快速傅里叶变换对测量信号进行曲线平滑降噪的效果较好,取平滑处理后的曲线峰高作为二氧化碳浓度测量值能够消除气体流速不稳对测量结果的影响;TOC分析仪测量时间小于5 min,同时满足实验室测量和在线监测的时间要求,并具有较低的成本.     

镍基合金激光快速成形裂纹控制技术

裂纹控制技术是镍基合金激光快速成形技术广泛应用和进一步工业化的关键.从熔覆层金相组织、物相组成、残余应力、宏观形貌和断口观察等角度分析了Ni60合金激光快速成形裂纹形成的原因,提出了相应的裂纹控制策略.研究表明:Ni60合金的激光快速成形裂纹主要是由于硬脆相引起的熔覆层低延性及残余内应力导致的脆性冷裂纹.通过调整合金成分,优化工艺参数,以及引入超声振动等措施,可以改善镍基合金激光快速成形组织,提高塑韧性,降低残余内应力,从而降低裂纹敏感性,减少或消除裂纹.