液相烧结中液相成份对堇青石相变和陶瓷显微组织的影响

堇青石相的形成速度与烧结过程中是否出现液相以及液相的成份有很大关系。为搞清液相在堇青石陶瓷烧结过程中的作用 ,该文采用差热分析仪 (DTA)、 X射线衍射仪(XRD)以及扫描电子显微镜 (SEM)的测试手段 ,分析和比较了高熔点的稀土氧化物 Ce O2 和低熔点 K2 O对堇青石陶瓷烧结过程中的相变和显微组织的作用。发现 K2 O主要通过产生低粘度液相改善陶瓷致密度 ,它在促进中间相尖晶石、方石英向堇青石转化方面作用不大。相比之下 ,Ce O2 不仅能够降低堇青石的相变温度 ,特别是在玻璃相增加很少的情况下 ,大大加快堇青石的转化速度     

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     

含碳球团的低温熔分

根据低nC/nO含碳球团直接还原-低温熔分工艺制备粒铁的技术思想,进行了低nC/nO含碳球团低温条件下的熔分实验研究.实验结果表明,1 300℃,nC/nO为0.8的含碳球团,还原熔分时间为55 min时,得到的铁粒中存有少量熔渣2FeO.SiO2;60 min时渣铁则完全分离,铁粒中几乎没有熔渣存在.nC/nO为0.8和0.85的含碳球团还原后渣相FeO质量分数较高,熔点较低,易于渣铁熔化分离.nC/nO为0.9的含碳球团渣相FeO的质量分数较低,熔点较高,需要较长时间或在较高温度下才能进行渣铁分离.在1 320℃,nC/nO为0.8,还原熔分时间为60 min时,铁的收得率可达86.1%以...     

高温熔体连续测温方法研究

高温熔体连续测温一直是一个难题.通过分析比较目前常用测温方法的优缺点,提出了裸头热电偶直接连续测温的新方法.它有效地解决了保护管式热电偶滞后时间长、寿命短,快速测温偶测温精度不高、不能连续测温,中间导体式热电偶受温度场不均匀度影响较大的问题.理论计算和实验证明,这种方法的热平衡误差为0.24 ℃,温度响应时间常数小于0.3 s,明显优于其他方法.它适用于高温熔体在熔炼、转运、浇注及凝固成型等过程的温度连续测量及其智能控制.     

Research on application of different particle sizes of cordierite on castable refractory

Effect of different particle sizes of cordierite on properties of castable refractory by different heat treatment temperatures were investigated respectively with mullite and bauxite as raw materials,calcium aluminate cement as binders.After 24 h curing in mould and another 24 h curing at 110 ℃ after demoulding,the specimens were heat treated at 1 000 ℃,1 300 ℃ and 1 500 ℃ for 3 h,respectively.The bulk density(BD),permanent linear change(PLC),modulus of rupture(MOR)and clod crushing strength(CCS),thermal expansion coefficient and thermal shock resistance were examined.The results show that there is no obvious effect on adjusting permanent linear change and bulk density of castables by adding different particle sizes of cordierite at low temperature and intermediate temperature.Modulus of rupture of castable increase with the decreasing of the particle sizes of cordierite after heat treated by 1 000 ℃ and 1 300 ℃.In this experiment,thermal shock resistance of the castable with cordierite whose particle size is 0~1 mm is the best.     

玻璃反应烧结制备NZP微晶玻璃中钨的作用及高温X射线衍射研究

NZP型晶体结构由于使用了其它大量的金属离子替代结构中的金属离子,因而具有了热膨胀的可调性和离子导电性。然而,因制备过程中需要保持高温很长时间,所以NZP很难制备出整块材料。针对磷酸盐玻璃使用玻璃反应烧结工艺,在一种低温替代路线中获得含有钨、锡的NZP结晶相。使用微波加热以及传统的熔炼和铸造技术,制备了一种含有适量NaPO3-SnO-WO3化合物的玻璃。用绿色的弹丸在烧结反应温度下分别经历不同的时间段进行固化,然后通过射线衍射(XRD)和差热(DTA)分析。结果显示氧化钨必须与SnO具有相同的比例才能获得不含有任何次晶相的纯NZP相。     

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.     

Behavior of fluxed lime iron oxide pellets in hot metal bath during melting and refining

Lump lime as a flux material in a basic oxygen furnace (BOF) often creates problems in operation due to its high melting point, poor dissolution property, hygroscopic nature, and fines generation tendency. To alleviate these problems, fluxed lime iron oxide pellets (FLIP) containing 30% CaO were developed in this study using waste iron oxide fines and lime. The suitable handling strengths of the pellet (crushing strength: 300 N; drop strength: 130 times) of FLIP were developed by treating with CO₂ or industrial waste gas at room temperature, while no separate binders were used. When the pellet was added into hot metal bath (carbon-containing molten iron), it was decomposed, melted, and transformed to produce low melting oxidizing slag, because it is a combination of main CaO and Fe₂O₃. This slag is suitable for facilitating P and C removal in refining. Furthermore, the pellet enhances waste utilization and use of CO₂ in waste gas. In this article, emphasis is given on studying the behavior of these pellets in hot metal bath during melting and refining along with thermodynamics and kinetics analysis. The observed behaviors of the pellet in hot metal bath confirm that it is suitable and beneficial for use in BOF and replaces lump lime.     

脉冲电流下对AL6061合金进行熔孔止裂与愈合的仿真研究

Al6061铝合金常应用于航空航天领域蒙皮制造,因其中等硬度与低强度的弱点,在承受复杂载荷时容易出现微裂纹,进而影响服役安全可靠性。脉冲电流是一种极速、非平衡的金属材料微小裂纹修复工艺,可以克服该材料不易焊接修复的短板。本文在既有的实验基础上建立单边预制裂纹缺口模型,采用有限元仿真手段,进行了热-电-力三场耦合数值模拟,计算不同参数下裂纹区域的电场、温度场和应力场分布。使用“生死单元”法模拟止裂熔孔的产生,并获得了不同几何、物理参数下止裂熔孔尺寸变化的规律。结果表明：焦耳热形成的止裂熔孔降低裂尖的集中应力,抑制裂纹扩展,裂纹区域高温区与基体常温区形成温度梯度相互约束产生巨大的热压应力促使裂纹宽度减小,进而直至愈合;初始熔孔尺寸与裂纹长度成正比、与板厚成反比,最佳尺寸直径为0.1mm以内;电流值和电流加载时间均能控制熔孔生长,电流值一定时,当时间达到0.12s形成的熔孔尺寸超出最佳止裂尺寸范围。研究成果为特定金属材料的裂纹止裂与愈合提供了机理参考和仿真方法。     

自然对流下废料熔化行为和碳扩散的模拟

A 3D model applying temperature- and carbon concentration- dependent material properties was developed to describe the scrap melting behavior and carbon diffusion under natural convection. Simulated results agreed reasonably well with experimental ones. Scrap melting was subdivided into four stages: formation of a solidified layer, rapid melting of the solidified layer, carburization, and carburization + normal melting. The carburization stage could not be ignored at low temperature because the carburization time for the sample investigated was 214 s at 1573 K compared to 12 s at 1723 K. The thickness of the boundary layer with significant concentration difference at 1573 K increased from 130 μm at 5 s to 140 μm at 60 s. The maximum velocity caused by natural convection decreased from 0.029 m·s?1 at 5 s to 0.009 m·s?1 at 634 s because the differences in temperature and density between the molten metal and scrap decreased with time.     

有机发光二极管中不同金属电极引起的奇特磁效应

采用三类金属阴极材料Ca,Al和Cu（Au）通过分子束沉积和电子束加热方式制备了有机发光二极管ITO/CuPc/NPB/Alq3/金属阴极,并在300,200,150,100,50和15K6个温度下,分别测量了不同电极器件的发光随外加磁场的变化（即Magneto-ElectroLuminescence,MEL）.在室温300K下,发现Ca,Al和Cu（Au）电极器件的MEL在低场（0B50mT）均表现为快速上升;但随磁场（B〉50mT）的进一步增大,Ca和Al电极器件的MEL缓慢变大并逐渐趋于饱和,且与阴极的制膜方式无关;而采用电子束加热方式制备的Cu（Au）电极器件,其MEL却表现出高场缓慢下降;且温度越低,该类Cu电极器件MEL的高场下降更为显著.实验研究表明,Ca和Al电极器件的MEL主要是由超精细耦合作用随外加磁场变化引起的.但电子束加热方式制备的Cu（Au）电极器件的MEL除了超精细耦合作用引起的低场快速上升外,其高场下降的可能机制则是：Cu（Au）电极器件中电子-空穴对的俘获区（e-hCapture Zone）靠近阴极界面,相比较于热蒸发的方式,电子束蒸发的方式更容易使重金属Cu（Au）原子得到更高的能量,使其渗透进相邻的有机层Alq3中,Cu（Au）原子的强自旋轨道耦合作用导致电子-空穴对发生自旋翻转,此为MEL出现高场下降的原因.     

粘性加热流体中的温度相关函数与速度相关函数

本文试用格林函数法计算在外梯度作用下的无化学反应的粘性流体温度相关函数与速度相关函数。在计算中,流体的粘性加热因不能及时排出而看作随机扰动源。结果示明温度相关函数是温度梯度与速度梯度的二次函数,且有长程互作用性。当粘性无限增大时,可得固体的温度相关函数,所计算结果对粘性流体技术工作有很大帮助。(如熔融聚合物流注成膜、成线、及浇注,熔融金属连铸成板、线、丝、膜,半导体材料拉单晶,超晶格件的制造等)。     

不同熔化速率下的电渣重熔过程数值模拟分析

电渣重熔能提高钢锭的质量,从而满足特种行业的需要,其过程伴随着复杂的物理现象,存在着磁流体流动、传热和传质以及电化学等多方面的影响。通过耦合电磁以及流动和温度方程对电渣重熔过程的三维瞬态进行了数学模拟,研究了熔化速率对重熔过程的影响。结果表明:电流密度、焦耳热和电磁力都随着熔化速率的增大而增大,当熔化速率由14.4kg/h增加到27.0kg/h,电流密度、焦耳热和电磁力最大值的增大比例超过100%。随着熔化速率的增大,温度最大值有小幅的增加,而且速度最大值的增大幅度接近50%;金属熔池深度则由27mm增大到38mm,不利于保证铸坯的质量。     

从不锈钢粉尘中选择性提取Cr、Ni和Zn重金属

基于热力学计算结果,通过配碳还原-熔分工艺,从不锈钢粉尘中选择性分步提取了Cr、Ni和Zn重金属元素.配碳还原实验结果表明,不锈钢粉尘的最佳配碳量为20%,粉尘中Fe、Ni和Zn的最低还原温度为1050℃,Cr的最低还原温度是1 400℃,与热力学计算结果一致,通过控制温度实现了对粉尘中金属的选择性分步还原.直接还原熔分实验说明,Fe-Cr合金最佳熔分温度为1550℃,粉尘中金属以Fe-Ni-Cr合金形式被提取出来,渣金分离状况良好,反应时间5min时金属提取率已达到75%左右,15 min时Fe和Cr收得率达到85%以上,Ni超过90%.通过控制配碳量、还原时间与反应温度,在不改变现有工艺的条件下,不锈钢粉尘直接返回炼钢主流程回收其重金属完全可行.     

调合石蜡的相平衡参数和相变动力学特性

使用正规溶液模型的Scatchard-Hildebrand方程对调合石蜡的熔点、浊点以及固-液和组元相变速率进行了计算.以切片石蜡作为被调合石蜡的计算结果表明,烷烃的相变温度和切片石蜡相近时,该烷烃对调合石蜡的熔点、浊点以及相变动力学特性影响较小.增加C22类轻质烷烃的质量分数,调合石蜡的熔点、浊点降低;熔程内较低温度下,轻质烷烃相变速率变慢,重质烷烃相变速率变快.增加C35类重质烷烃的质量分数,调合石蜡的浊点升高,熔点呈现复杂的变化,对C24以下烷烃的相变速率几乎没有影响,C25以上烷烃在熔程内较低温度下相变速率变慢.计算结果可以为相变储能中选用具有适当相变温度及相变动力学特性的调合石蜡提供指导.     

AgBr团簇熔化行为的研究

用恒温分子动力学方法研究了（AgBr）n（n=9,12,16）团簇的熔化行为。结果表明：在低温区,团簇中原子间的相对位置变化很小;在中温区,原子开始扩散和重排,结构发生扭曲及部分价键断裂,但仍保持着基态结构总体构型不变;在熔点,团簇结构发生了根本性转变,结构变得很破碎。     

金属材料熔点温度多个热物性的测试

通过测定固、液相界面的移动速率来确定金属及合金在熔点温度附近的导热系数、导温系数、电阻率等多个热物性参数。对于熔点温度较低的镓、伍德合金熔点热物性参数可用相变导热反问题的近似分析解求得,对于熔点温度较高的铅、锌的热物性参数可用数值计算与实验相结合的方法测定,并设计了相应的测试装置。测试所得的结果与文献数据吻合较好,误差小于15％,而且测量较简便,该方法可用于金属及合金相变条件下固、液相多个热物性的测试。图2,表1,参10。     

电渣重熔过程的数值模拟

以电渣重熔电极、渣池和铸锭为研究对象,建立了电渣重熔体系三维准稳态数学模型.利用商业软件ANSYS得到了电渣重熔过程的电磁场、流场与温度场.计算结果表明,在电极和钢锭内,电流主要集中在外表面,在渣池内主要集中在电极角部;由于电流密度分布不同导致的电磁力和焦耳热及冷却条件共同影响渣池内流场和温度场;随着熔速的增加,熔池深度和两相区最大宽度增加;本工况下,700~800kg/h的熔速将对应一个最短的局部凝固时间.     

XRF玻璃融片法测定铁精粉中主次量元素

试验TXRF玻璃融片法测定铁矿石中主次量元素。试样以Li2B4O7为熔剂、以NaNO3为氧化剂,经过高温熔融制成玻璃融片,用XRF法进行定量分析。经高温熔融后,试样中的金属元素以四硼酸盐、非金属元素以高价含氧酸盐的形式进入玻璃融片中,粒度效应的影响基本消除,矿物效应、基体效应的影响也大大降低。工作曲线的绘制采用经验系数法。大量试验结果表明,该方法分析结果准确可靠．     

MgO基脱硫剂的熔化性能

脱硫剂在铁水中的熔化性能直接影响其脱硫效率,通过测定不同配比的脱硫剂的熔化性能,得到较好的脱硫剂成分,可为MgO基脱硫剂的工业生产提供参考.研究结果表明,不添加助熔剂,脱硫剂流动性差,不利于脱硫.CaF2作为助熔剂对脱硫剂的熔化性能影响不大,B2O3作为助熔剂可显著改善脱硫剂的熔化性能,熔化温度明显下降,具有良好的流动性能,可达到铁水预处理工艺要求,最佳添加量为原料量的2％.