Valence electron structure analysis of refining mechanism of Sc and Ti additions on aluminum

The mechanism of the difference of refining effect between Sc and Ti adding to aluminum can not be explained substantially with traditional theory. Valence electron structures of Al-Ti and Al-Sc alloys have been studied by using the empirical electron theory of solids and molecules (EET). The covalent bond electron numbers and interfacial electron density differences are calculated. The conclusion is that, in the two alloys, different covalent bond electron numbers of nucleation particles, and different electron densities on the interface between the second phase particles and the matrix, fundamentally lead to the difference of refining effect between Sc and Ti adding to aluminum. Supported by the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20050003042)     

Fe,Cr及Fe（Cr ）合金磁矩的价电子结构分析

给出了确定单质或二元固溶体原子状态的简单快捷方法,应用该方法可清楚地给出固体中化学键网的分布、键强有关固体的其它特性,如熔点、电导率、磁矩、结合能、强度、韧性等,作为例子,建立了α－Fe,α-Cr和不同Cr含量F(Cr）合金的价电子结构,并对晶格常数和磁矩的实验结果给出了满意的价电子结构分析。     

Si促进C、Mn枝晶偏析的价电子理论分析

利用固体与分子经验电子理论建立了团球γ-(Fe,Mn)3C共晶体增强奥氏体γ钢基自生复合材料(EAMC)初生奥氏体枝晶的价电子结构.在提出晶胞对溶质原子的"键约束因子"δi概念的基础上,结合元素平衡分配系数k0的统计物理定义,得出δi愈大,原子固相位垒QS愈大,则原子愈容易由固液界面向液相扩散,k0增大;反之,k0减小的观点.据此解释了Si促进EAMC凝固过程中C、Mn元素(k0<1)枝晶偏析的原因:Si的加入使EAMC初生奥氏体枝晶中δC、δMn较小的γ-Fe-C-Si与γ-Fe-C-Mn-Si晶胞的相对数量增加,δC、δMn较大的γ-Fe-C-Mn晶胞减少,降低了C、Mn元素的QS.     

富Al区Fe－Al合金复杂相的价电子结构及熔点计算

应用固体与分子经验电子理论，对富Ａｌ区Ｆｅ－Ａｌ合金复杂相Ｆｅ＿２Ａｌ＿５的价电子结构进行了分析，并对其熔点进行了计算。     

一些A_2，B_2型结构电子化合物的价电子结构分析及相变点计算

本文应用经验电子理论对一些具有Ａ＿２，Ｂ＿２型结构的电子化合物进行了价电子结构分析及相变点计算。指出了Ｈｕｍｅ－Ｒｏｔｌｉｅｒｙ和Ｐａｕｌｉｎｇ在合金元素价数问题上的矛盾所在，并分析了电子化合物相的稳定性因素．     

高磷赤铁矿制备碳化铁的产物分离试验研究

利用高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁,产物中含磷组分是影响碳化铁质量的关键因素。为了探究分离方式和添加剂对产物中含磷组分分离的影响,在1023K下分别用无添加、添加2%V2O5和添加5%Na2SO4的高磷鲕状赤铁矿制备碳化铁,将制得的产物球磨不同时间后采用磁选或离心+磁选的方式进行产物分离,最后分析产物中含磷组分的变化。结果表明,延长球磨时间可以提高产物的脱磷率,但球磨时间过长会降低产物的铁收得率,以球磨2h为宜;无添加剂时制备所得碳化铁试样球磨时间从1h延长至2h后,脱磷率从18.17%升至18.48%,再增加离心分离操作后,会进一步提升产物的脱磷率至23.04%;添加5%Na_2SO_4和2%V_2O_5均可破坏铁矿石的鲕状结构,有利于含Fe组分与脉石的分离,但添加Na_2SO_4会降低产物的碳化铁含量,而V_2O_5的添加则可同时促进碳化铁的生成以及提高产物的脱磷率,是一种较好的添加剂。     

热处理对Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织的影响

以Mo、B、Cr、Ni、C及Fe粉末为药芯,低碳冷轧H08A钢为外皮,采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备FeMo-Cr-B堆焊合金,并分别对堆焊试样进行淬火与退火处理。结合光学显微镜、SEM、EDS、XRD及硬度测试等手段,研究热处理前后堆焊层组织、物相、成分及硬度变化。结果表明,Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织由α-Fe、Mo2FeB2、(Fe,Cr)2B及少量(Fe,Cr)_(23)(B,C)_6组成;堆焊试样在经950℃保温30min淬火或退火处理后,网状硼化物共晶组织消失,其物相组成为α-Fe和颗粒Mo2FeB2,且退火试样中Mo2FeB2数量较多;热处理后试样堆焊层硬度分布较为均匀,硬度显著提高,且其与基体结合界面过渡层的厚度增加。     

Analysis of EET on Ca increasing the melting point of Mg17Al12 phase

The present investigation showed that the additions of Ca to the alloy AZ91 were mainly dissolved into the Mg₁₇Al₁₂ phase and increased its melting point and thermal stability, which would have great effects on the high-temperature properties of AZ91 alloy. The empirical electron theory (EET) of solid and molecules was used to calculate the valence electron structures (VES) of Mg₁₇Al₁₂ intermetallic compound with and without Ca addition. The results showed that Ca dissolving in Mg₁₇Al₁₂ phase increased the strength of bonds that control the thermal stability of Mg₁₇Al₁₂ phase. Additions of Ca also made the distribution of the valence electrons on the dominant bond network more uniform in the whole unit cell of Mg₁₇Al₁₂. The theoretical conclusions well account for the experimental results.     

退火保温时间对碳化硼微球涂层表面形貌的影响

采用电子束蒸发镀膜技术,并结合本课题组自行设计的磁控滚动三维沉积装置,以及真空连续加料装置,在Ф1～2mm钢球上沉积碳化硼微球涂层.通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM),对退火处理中不同保温时间的碳化硼微球涂层进行表征.结果表明,微球涂层硼碳比较小,有部分B流失;不同的保温时间对微球形貌的影响比较明显.随着保温时间的增加,微球表面粗糙度逐渐增大,但致密性和力学性能同时也得到相应加强.确定保温时间为1~3h为最佳退火保温条件.     

ICP-AES同时测定土壤中的环境有效态铅和锰

建立了电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)同时测定土壤中可利用的环境有效态铅(Pb)和锰(Mn)的方法.采用王水-高氯酸体系消解土壤样品,考察了ICP-AES实验条件对检测结果的影响,以220.353、257.610nm波长分别测定Pb和Mn的含量,选择延迟时间30s,射频功率1.3kW,雾化器流量0.8L/min,泵流速1.5mL/min,轴向观测位,作为ICP-AES测定土壤样品的条件.结果表明,建立的方法简便可靠,可测定土壤中Pb和Mn的有效态含量,可用于评价土壤中Pb、Mn的污染程度.     

含合金元素γ-Fe晶胞价电子结构及其对相变过程的影响

利用固体与分子经验电子理论,对奥氏体中含合金元素γ-Fe晶胞的价电子结构进行了计算分析.结果表明,合金元素溶入γ-Fe晶胞后,其价电子结构发生了较大变化,Fe原子杂化态向较高杂阶迁移,其相结构因子均有不同程度的增加.同时晶胞内形成了由强键组成的八面体结构,阻碍了原子的移动,使得γ-Fe晶胞在相变过程中产生"类拖曳效应",提高过冷奥氏体的稳定性,亦会延缓马氏体相变的进程.     

精炼渣对60Si2Mn弹簧钢中氧含量及夹杂物的影响

利用热力学软件FactSage 7.0计算1873K下四元渣系CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO与60Si2Mn弹簧钢平衡时的等氧线,通过渣-钢高温平衡试验,测定了不同精炼渣方案下钢中溶解氧和全氧含量,并对钢中非金属夹杂物的形貌、数量和尺寸分布进行表征。结果表明,1873K温度下,w(MgO)=6%且w(CaO)/w(Al_2O_3)=1时,钢液中溶解[O]及T[O]含量随着渣中w(SiO_2)的增大而增加,而当w(SiO_2)=30%时,随着w(CaO)/w(Al_2O_3)的增加,钢液中溶解[O]及T[O]含量分别呈降低和升高的趋势,这与钢液中SiO_2的活度有关;不同精炼渣方案得到的钢中,尺寸小于10μm的夹杂物所占比例超过87%,尺寸小于4μm的夹杂物所占比例超过50%,且单位面积夹杂物的数量与钢中T[O]含量的变化趋势一致。与试验结果对比可知,利用热力学软件FactSage 7.0计算钢中溶解氧含量是可行的。     

气体种类对煤制气制备碳化铁的影响

主要研究了以煤制气为还原剂制备碳化铁过程中气体种类对还原度，金属化率，碳化铁率的影响，研究结果表明：CO＋CO2混合气体还原铁矿石可以生成碳化铁，随CO／CO2比值的增加碳化铁率也增加，还原气体中氢气的含量在10％－20％范围为宜。     

电子束蒸发制备碳化硼球面涂层的表面氧化研究

利用电子束蒸发技术沉积制备了碳化硼微球涂层,将微球涂层依次经退火和稀硫酸腐蚀处理后得到碳化硼空心微球,并借助XRD和SEM对碳化硼微球涂层的表面氧化问题进行了研究.XRD结果显示当衬底温度在120℃附近时,碳化硼涂层部分被晶化;对退火前后和酸腐蚀后的微球涂层进行SEM分析,结果表明,退火前的涂层表面部分被氧化成B2O3,退火后B2O3覆盖在涂层表面,酸腐蚀可以去掉B2O3,得到表面光洁的碳化硼空心微球.     

循环热处理及形变对TC17钛合金片层组织球化和取向的影响

将循环热处理与形变相结合,利用电子背散射衍射等手段探究该工艺对TC17钛合金片层组织球化和取向的影响.结果表明:TC17钛合金在两相区进行单纯的循环热处理其片层组织球化程度有限,而经过循环热处理+压缩变形后,其魏氏组织消失,片层α相得到明显球化,但是其取向均匀性仍没发生较大变化.此外,变形中两相的再结晶速度及其强韧性导致了两相取向的差异性.α相的再结晶速度快于β相,在变形过程中,α相的各向异性首先降低;另一方面,由于α相比β相硬度高,热变形过程中,α相的变形程度小于β相,应变主要集中在与α相邻近的较软的β相,从而导致α相的取向均匀性高于β相.     

挥发性油藏酸气回注的最小混相压力与组分优化

高含H_2S和CO_2酸性气体的低渗透挥发性油藏在开发过程中,H_2S和CO_2会以溶解气的形式被采出,并占有较高的摩尔分数。分离器条件下的气态轻烃通过回注地层,在油藏压力高于最小混相压力(MMP)时达到混相驱动,一方面可以显著提高驱油效率,另一方面可以起到减缓压力衰竭的目的。H_2S和CO_2作为污染气体,分离和回收成本较高;而与烃气一同回注地层势必会对MMP产生影响。因此,需要研究酸性气体对溶解气回注MMP的影响规律并且合理地优化回注气组分。在对目标区块原油组分拟合重组的基础上,通过混合单元格法预测MMP,研究了溶解气主要组分的混相能力以及H_2S和CO_2对烃气驱MMP的影响规律,通过正交试验方法优化了注入气比例。结果表明:作为酸性杂质气体H_2S和CO_2具有较强的混相能力,可以降低注气MMP;最优注气形式为溶解气直接回注地层。     

Relationship between luminescence and matrices in the system A12O3-B2O3-Ce2O3

The system Al₂O₃-B₂O₃-Ce₂O₃, with Al/B ratio varying from 4.5 to 2 and Ce/(Al+B) = 0.02, has been prepared at the temperature from 1 200 to 1 400°C. Relationship between luminescence and matrices in the system Al₂O₃-B₂O₃-Ce₂O₃ was investigated. It was found that some changes of the matrices occurred with Al/B ratio varying from 4.5 to 2. These results lead to a great change in luminescence properties, indicating variation of Ce-surroundings of crystal field. With the decrease of the ratio from 3 to 2, the excitation and emission peaks shift to shorter wavelengths. It was also found that a new type of rare earth luminescent materials was obtained with appropriate Al/B ratio.     

Theoretical study on photophysical property of C60M（CO）5 （M=Cr,Mo and W）

Configurations of three η2 models of transition-metal [60]fullerene derivatives C60M（CO）5（M=Cr, Mo and W） have been optimized at B3LYP/LanL2DZ level. On the basis of the optimized geometrical structures, their electronic spectra and the frequency dependence of third-order nonlinear optical polarizabilities γ in different optical processes of third-harmonic generation （THG）, electric-field-induced second-harmonic generation （EFISHG） and degenerate four-wave mixing （DFWM） are calculated by using TDB3LYP model based on LanL2DZ level coupled with the SOS （sum-over-state） method. The obtained results show that their electronic spectra have a red shift compared with that of [60]fullerene and different transition-metal functional groups added to C60 cage may result in different spectrum properties. For the three studied species, （η^2-C60）Mo（CO）5 has the largest third-order nonlinear optical polarizability.