由膨润土合成4A分子筛

以天然膨润土为原料, 采用一步碱溶水热法合成4A分子筛. 探讨了不同的n_Na2O∶n_SiO2, n_H2O∶n_{Na2O, nSiO2∶nAl2O3 及合成时间与温度等工艺条件对4A分子筛结构与性能的影响. 结果表明, 当反应物料组成为nNa2O∶nSiO2=2, nH2O∶nNa2O=60和nSiO2∶nAl2O3=1.5时, 于90 ℃反应6 h可以得到质量较好的4A分子筛, 其产品晶形规整, 晶粒粒径大多数小于2 μm, 钙离子 (CaCO3)交换容量可达293 mg/g.}     

激光功率对激光选区烧结制备多孔Si3N4陶瓷性能的影响

针对现有激光选区烧结技术多使用高分子黏结剂,存在素坯易坍塌、烧结时间长等问题,提出使用无机黏结剂,为改善陶瓷坯体烧结质量提供新方法．以Si₃N₄聚空心微球为原材料,纳米Al N为无机黏结剂,Al₂O₃和Y₂O₃为烧结助剂,采用激光选区烧结技术直接成形多孔Si₃N₄陶瓷,并分析了激光功率对多孔Si₃N₄陶瓷微观结构及力学性能的影响．结果表明：随着激光功率的增加,陶瓷素坯中Si₃N₄聚空心微球表面的“绒毛”结构减少;在高温烧结过程中,纳米Al N促进了共晶液相的产生,断裂方式从沿球断裂转变为穿球断裂;Si₃N₄聚空心球陶瓷的相对密度与抗弯强度随着激光功率的增大呈现先升高再降低的趋势;当激光功率为8 W时,1 800℃烧结后的多孔Si₃N₄陶瓷获...     

CaF2对CaO-Al2O3-CaF2熔体结构影响的分子动力学研究

采用分子动力学的方法研究了不同CaF₂含量下CaO-Al₂O₃-CaF₂三元渣系熔体结构的变化规律,包括熔渣的短程结构、中程结构和键角的变化.结果表明:Ca—F,Al—F,Ca—O,Al—O的平均键长分别为0.2345,0.1895,0.2325,0.1745nm.随着CaF₂的加入,Ca²⁺与配位的阴离子(O^2-,F^-)存在动态平衡现象,总配位数维持在6~7之间.研究体系中Al—O四面体结构存在由复杂(Q⁴和Q³)向简单(Q²和Q¹)的转变,同时还会发生Al—O四面体［AlO₄］^5-向［AlO₃F］^4-结构的转变,两种转变的综合作用使熔体的网络结构解聚,为CaF₂改善CaO-Al₂O₃-CaF₂熔渣的流动性提供了合理的微观解释.键角分析表明F^-在体系中更多的是替换原来O^2-的位置,以Al³⁺为核心的网络结构依然为四面体结构,没有引起大规模的原子重新排列.     

超塑性高温发泡制备闭孔多孔Al2O3基陶瓷

分别以纳米和亚微米Al2O3粉末为原料,MgO为掺杂剂,SiC为高温发泡剂,利用Al2O3基陶瓷具有超塑性变形能力的特点,制备了闭孔多孔Al2O3基陶瓷.研究了不同粒径Al2O3粉末和不同MgO含量对Al2O3基多孔陶瓷开口气孔率、闭口气孔率及微观结构的影响,考察了Al2O3基多孔陶瓷的物相组成,探讨了闭口气孔在Al2O3基多孔陶瓷烧结过程中的形成机理.研究结果表明,以纳米Al2O3粉末制备的Al2O3基多孔陶瓷具有更低的开口气孔率,仅为13%,而闭口气孔率可达132%,且其闭孔孔径尺寸约为1~2μm.坯体中MgO与Al2O3反应完全,多孔陶瓷的物相组成仅为Al2O3和MgAl2O4.     

TiO2对自保护药芯焊丝熔敷金属组织与性能的影响

针对自保护药芯焊丝焊接熔渣中TiO₂和Al、Mg的冶金反应引起熔敷金属成分变化的问题，本文以CaF₂-Al-Mg为基础渣系，制备了不含TiO₂和在药粉中分别添加5%、10%和20%TiO₂的4种自保护药芯焊丝，并以熔化极自保护焊接方式堆焊了相应的熔敷金属，通过落锤冲击试验、直读光谱仪、光学显微镜、SEM、拉伸试验和冲击试验，研究了TiO₂对脱渣率以及熔敷金属成分、组织、夹杂物和力学性能的影响规律．试验结果表明，TiO₂能有效改善脱渣性，并会与Al、Mg发生冶金反应：2Al+Mg+2TiO₂→2Ti+Mg Al₂O₄，还原出来的Ti经过渣-金属界面进入熔敷金属，导致熔敷金属中的Ti含量明显升高，C、Si、N含量降低；无TiO₂焊丝的熔敷金属组织主要为针状铁素体，夹杂物主要为直径<1μm的圆形Mg O·Al₂O₃，此时的屈服...     

Ni改性SAPO-11分子筛择形催化2-甲基萘烷基化制2,6-二甲基萘

采用水热法以n_Al2O3∶n_{DPA（二正丙胺）}∶n_P2O5∶n_SiO2∶n_H2O=10∶10∶10∶0.2∶43制备了SAPO-11分子筛,使用等体积浸渍法负载金属Ni改性SAPO-11分子筛.通过XRD,SEM,N₂吸附-脱附和NH₃-TPD对SAPO-11分子筛催化剂进行了理化性质的表征.在400℃,3.5 MPa, 2-甲基萘（2-MN）重时空速（WHSV）为0.5 h^-1的条件下,考察了负载Ni不同量的SAPO-11分子筛催化剂的烷基化活性.结果表明,2%Ni/SAPO-11分子筛催化剂具有最高的选择性及2,6-/2,7-DMN比(即2,6-二甲基萘（2,6-DMN）和2,7-二甲基萘（2,7-DMN）的物质的量之比),反应7 h后,分别可以达到46%和2.04.SAPO-1...     

B2O3对无氟CaO-Al2O3-BaO基保护渣性能的影响

借助高温物性测试仪、黏度仪、原位热分析仪及傅里叶变换红外光谱仪等,研究了B₂O₃含量对无氟CaO-Al₂O₃-BaO基保护渣熔化温度、黏度和结晶性能的影响。结果表明,当B₂O₃含量为7%时,无氟CaO-Al₂O₃-BaO基保护渣熔化温度、黏度和结晶性能最佳。     

电渣重熔304NG不锈钢脱氧热力学研究

以抽锭式电渣重熔304NG不锈钢用Ca F₂-Al₂O₃-Ca O-Mg O-Si O₂渣系为研究对象,基于分子离子共存理论(IMCT)和Wagner-Chipman模型进行脱氧热力学研究,分析不同脱氧制度对钢中O、Al、Si及渣中Fe O质量分数的影响。研究结果表明,在无脱氧剂条件下,钢中的Al、Si先后被渣中的Fe O氧化,平衡时Al的氧化率为61.3%、Si的氧化率为9.7%,而O的增加量为75.1%;当采用Al,Ca Si,Al+Ca Si脱氧时,渣中Fe O质量分数分别能降低至0.12%,0.24%,0.10%;与单独使用Al,Ca Si相比,Al+Ca Si复合脱氧剂不仅具有良好的氧势控制能力,而且钢中Al、Si相对于电极原始质量分数变化幅度较小;在电渣重熔过程中,钢中O的质量分数由Al-O平衡决定。     

Al2O3含量变化对CaO–SiO2–Cr2O3–Al2O3熔渣粘度及结构的影响

熔渣粘度对冶炼过程中渣金反应的传质有着至关重要的作用，适当的熔渣粘度能够有效促进渣金反应，提升传质效率。为了促进含铬熔渣中铬的回收利用，本文使用柱体旋转法研究了Al₂O₃含量变化对CaO-SiO₂-Cr₂O₃-Al₂O₃渣粘度和结构的影响规律。熔渣在高温下表现出良好的牛顿流体行为。当Al₂O₃含量从0%增加到10wt%时，酸性渣的粘度首先从0.825增加到1.141 Pa·s，然后当Al₂O₃含量进一步增加到15wt%时，粘度降低到1.071 Pa·s。当Al₂O₃含量从0增加到15wt%时，碱性炉渣的粘度首先从0.084增加到0.158Pa·s，然后当Al₂O₃含量进一步增加到20wt%时，粘度降低到0.135 Pa·s。此外，含Cr₂O₃的炉渣比无Cr₂O₃的炉渣需要更少的Al₂O₃才能达到最大粘度；对于酸性和碱性炉渣，熔渣粘度达到最大值所需的Al₂O₃含量分别为10%和15%。熔渣的活化能变化规律与粘度结果一致。拉曼光谱表明，熔渣中仅有少量Al₂O₃时，Al以[AlO₄]四面体形式出现，随着Al₂O₃含量的逐渐增加，[AlO₄]四面体被[AlO₆]八面体所取代，对硅酸盐结构的分峰解谱结果也与粘度结果一致。     

Al含量对Fe?10Mn?xAl (x = 0.035wt%, 0.5wt%, 1wt%, 2wt%)合金体系和CaO?SiO2?Al2O3?MgO精炼渣反应的影响

轻量化是世界汽车发展的方向,中高锰钢因高强、高塑、高加工硬化率等优异的力学性能引起了人们的很大关注。除Mn含量高外,该钢种通常含有较高的Al以降低材料密度、防止氢延迟断裂等。因合金含量高,钢液中的溶质元素和顶渣会发生较强的渣/钢反应,进而对钢液、顶渣、洁净度等产生重要影响。本文旨在研究不同Al含量的中锰钢与精炼渣的反应及其影响。本文采用渣/钢平衡的实验方法研究了不同Al 含量(0.035wt%, 0.5wt%, 1wt%, 2wt%)的Fe?10Mn?xAl 合金体系与CaO?SiO₂?20wt%Al₂O₃?6wt%MgO (CaO/SiO₂ = 4)精炼渣之间的反应,及其对钢液和炉渣成分、非金属夹杂物的影响;在实验基础上,对钢液和炉渣成分变化以及夹杂物转变进行了热力学分析与讨论。研究结果表明,渣/钢反应后,钢中Al含量显著降低,初始Al含量对反应后钢、渣的成分有重要影响。随着初始Al含量增加,钢中的Si和渣中的Al₂O₃逐渐增加,而渣中的SiO₂和MnO逐渐减少。造成该变化的原因是:随着初始Al含量增加,钢液中的Al逐渐替代Mn与渣中SiO₂反应,即渣/钢之间的主控反应由2[Mn] + (SiO₂) = 2(MnO) + [Si]转变为4[Al] + 3(SiO₂) = 2(Al₂O₃) + 3[Si]。随着初始Al含量增加,钢中夹杂物类型也发生很大变化,转变路线为:MnO → MnO?Al₂O₃?MgO → MgO → MnO?CaO?Al₂O₃?MgO 和 MnO?CaO?MgO,相应的夹杂物形状由球形变为不规则状,最后又变为类球形。其转变机理是:随着初始Al含量增加,钢中Al逐渐替代Mn与渣中SiO₂反应,且Mg、Ca依次从渣中还原进入钢液,故而夹杂物类型发生上述转变。     

Mg和Al共掺杂对CaCu3Ti4O12介电性能的影响

CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)具有较大的介电常数,在储能领域具有巨大的应用潜力,但高介电损耗却限制了其应用。本文采用固态法共掺杂Mg和Al元素,研究Al掺杂量对CCTO的介电常数、介电损耗和阻抗等物理性能的影响。实验结果表明,Mg和Al元素共掺杂,CCTO的晶格常数减小,衍射峰位向高角度偏移;随Al含量的增加,CCTO的介电常数明显减小,而介电损耗随频率、温度的提高先减小后增大,阻抗显著增大;在中低频、低温时,掺杂可有效降低介电损耗。     

Al2O3对高炉渣物化性能影响的理论分析

随着优质铁矿资源的消耗,钢铁企业可利用的铁矿原料品位逐渐降低。因此,高铝质铁矿资源越来越受到钢铁企业的关注,但高铝原料在高炉冶炼过程中会带来渣铁黏稠、炉温偏低、冶炼安全等一系列问题。本研究中采用FactSage热力学软件分析Al₂O₃质量分数对高炉渣平衡物相、熔化温度、相析出温度的影响以及高铝渣液相区变化和黏度变化,旨在为高炉冶炼高铝原料提供一定的基础支撑。研究发现：炉渣为低铝（5%～10%）含量时,随着Al₂O₃含量增加,炉渣熔化温度升高,析出相为黄长石相和纯物质相,高炉渣黏度变化不大,炉渣中SiO₂含量高,炉渣黏度过高,不适合高炉冶炼;炉渣为中铝（10%～15%）含量时,随着Al₂O₃含量增加,炉渣熔化温度升高,析出相为尖晶石相、黄长石相和纯物质相,高炉渣黏度增加幅度略有提高,Al₂O₃含量对高炉渣性质影响较小,增加炉渣二元碱度对炉渣黏度降低效果较明显;炉渣为高铝（15%～30%）含量时...     

Effect of Al content on the reaction between Fe-10Mn-xAl(x=0.035wt%,0.5wt%,1wt%,and 2wt%)steel and CaO-SiO2-Al2O3-MgO slag

The effect of Al content(0.035 wt%,0.5 wt%,1 wt%,and 2 wt%)on the composition change of steel and slag as well as inclusion transformation of high manganese steel after it has equilibrated with Ca O-Si O₂-Al₂O₃-Mg O slag was studied using the method of slag/steel reaction.The experimental results showed that as the initial content of Al increased from 0.035 wt%to 2 wt%,Al gradually replaced Mn to react with Si O₂in slag to avoid the loss of Mn due to the reaction;this process caused both Al₂O₃in slag and Si in steel to increase while Si O₂and Mn O in slag to reduce.In addition,the type of inclusions also evolved as the initial Al content increased.The evolution route of inclusions was Mn O→Mn O-Al₂O₃-Mg O→Mg O→Mn O-Ca O-Al₂O₃-Mg O and Mn O-Ca O-Mg O.The shape of inclusions evolved from spherical to irregular,became faceted,and finally transformed to spherical.The average size of inclusions presented a trend that was increasing first and then decreasing.The transformation mechanism of inclusions was explored.As the initial content of Al increased,Mg and Ca were reduced from top slag into molten steel in sequence,which consequently caused the transformation of inclusions.     

CaO–SiO2–Al2O3–4.6wt%MgO–Fe2O3废汽车催化剂熔炼渣系的冶金特性研究

本文系统地研究了废汽车催化剂（SAC）与含铜电镀污泥（CBES）协同熔炼过程中形成的CaO?SiO₂?Al₂O₃?4.6wt%MgO?Fe₂O₃五元渣系的冶金特性。通过傅立叶变换红外吸收光谱、拉曼光谱、FactSage热力学计算和粘度测试研究了该渣系的熔渣结构、熔化温度和粘度特性。实验结果表明,Fe₂O₃含量（3.8wt%?16.6wt%）、CaO/SiO₂质量比（0.5?1.3）和SiO₂/Al₂O₃质量比（1.0?5.0）的提高可以促进硅酸盐网络的解聚,同时以四面体和八面体单元形式存在的大量Fe₂O₃确保了Al3+离子的电荷补偿,使得Al₂O₃仅表现为酸性氧化物。热力学计算和粘度测试结果表明,随着Fe₂O₃含量、CaO/SiO₂比和SiO₂/Al₂O₃比的增加,熔渣中发生硅酸盐网络结构解聚和低熔点相变,促进了熔点和粘度的降低;而进一步增加会导致新的高熔点物相形成,反而导致粘度和熔点回升。根据实验分析,优选的低聚合度、粘度和熔点炉渣组成为:Fe₂O₃含量为10.2wt%?13.4wt%,CaO/SiO₂比为0.7?0.9和SiO₂/Al₂O₃比为3.0?4.0。本研究为SAC和CBES协同熔炼过程中的炉渣设计提供了理论支持。     

Influence of CeO<Subscript>2</Subscript> addition on the preparation of foamed glass-ceramics from high-titanium blast furnace slag

Foamed glass-ceramics doped with cerium oxide (CeO₂) were successfully prepared from high-titanium blast furnace slag by one-step sintering. The influence of CeO₂ addition (1.5wt%–3.5wt%) on the crystalline phases, microstructure, and properties of foamed glass-ceramics was studied. Results show that CeO₂ improves the stability of the glass phase and changes the two-dimensional crystallization mechanism into three-dimensional one. XRD analysis indicates the presence of Ca(Mg, Fe)Si₂O₆ and Ca(Ti, Mg, Al)(Si, Al)₂O₆ in all sintered samples. Added with CeO₂, TiCeO₄ precipitates, and crystallinity increases, leading to increased thickness of pore walls and uniform pores. The comprehensive properties of foamed glass-ceramics are better than that of samples without CeO₂. In particular, the sample added with a suitable amount of CeO₂ (2.5wt%) exhibits bulk density that is similar to and compressive strength (14.9 MPa) that is more than twice of foamed glass-ceramics without CeO₂.     

原位制备核壳结构CoFe2O4@多孔碳球吸波性能研究

CoFe₂O₄具有良好的化学稳定性和磁损耗,可用于制备具有独特结构的电磁波吸收复合材料。在本研究中,通过原位制备将CoFe₂O₄磁性粒子引入中空多孔碳中,制备了具有核壳结构的CoFe₂O₄@碳空心球。本文研究了微观组织与电磁波吸收性能的关系。研究结果表明:通过构建多孔结构并调整多孔碳和CoFe₂O₄的比例,可以有效地协调磁损耗和介电损耗。CoFe₂O₄@多孔碳复合材料的最小吸收在5.8 GHz时达到?29.7 dB。此外,有效吸收带宽为3.7 GHz在厚度为2.5 mm。复合材料的微波吸收性能的提升是由于在材料引入多孔核壳结构和CoFe₂O₄磁性粒子。多孔结构与核壳结构之间的协调有利于提高复合材料衰减系数,并实现良好的阻抗匹配。同时,多孔核–壳结构增强了电磁波在多次散射和反射;并提供了大的固体–空界面和CoFe₂O₄–碳界面来诱导界面极化,增强电磁波极化损耗。此外,CoFe₂O₄磁性粒子的引入增强了自然共振、交换共振和涡流损耗的磁损耗。     

乙酸改性γ-Al2O3高效去除痕量PCl3的研究

在多晶硅生产过程中,为了不影响产品性能,必须将杂质PCl₃的含量降低到ppb的水平,然而,这目前仍旧是一个巨大的挑战。本研究提出了一种可高效去除痕量PC1₃的方法,即利用乙酸改性γ-Al₂O₃作为吸附剂,其可去除ppb级别的PC1₃,去除率高达84.2%。Boehm滴定实验表明,改性后的γ-Al₂O₃表面羧基含量大幅增加,从而增加了吸附PCl₃的活性位点,使其对PCl₃的吸附性能显著提升。表征分析和DFT模拟计算表明,乙酸与γ-Al₂O₃主要是通过γ-Al₂O₃中的羟基H和乙酸中的羰基O形成氢键而相互作用的;除了物理吸附外,γ-Al₂O₃中的Al与PCl₃中的Cl,以及乙酸中的羰基O与PCl₃中的P之间还可通过电荷转移...     

铁离子调控Bi2O3形貌的水热制备及光催化性能研究

通过调节KOH浓度、引入铁离子并改变Bi/Fe摩尔比或加入NaF作为修饰剂，利用水热法制备了不同形貌和结构的Bi₂O₃;采用XRD和SEM对产物进行了表征，并考察了其对甲基橙的紫外光催化降解性能.结果表明，铁离子的引入使得Bi₂O₃产物的形貌从微米级大颗粒变化为纳米片自组装花状结构，氟化钠的加入能形成微纳米片状结构Bi₂O₃;不同Bi₂O₃样品对甲基橙有不同的光催化活性，花状结构Bi₂O₃的光催化性能高于片状结构.     

Al2O3-SiC纳米复合陶瓷的制备及其表征

以分析纯Al(NO₃)₃·9H₂O, (CH₂)₆N₄和粒径为30 nm的SiC粉末为原料, 采用溶胶-凝胶(sol-gel)方法制备干凝胶, 经煅烧合成Al₂O₃-SiC纳米陶瓷粉, 利用真空热压装置对粉末进行烧结. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)和维氏硬度实验分析了不同SiC含量和不同烧结温度的Al₂O₃-SiC陶瓷样品的结构、 形貌、 晶粒尺寸和硬度, 并研究了其机理.     

竹子化机浆漂白工艺及其机理

 竹子作为一种重要的非木材制浆造纸资源,具有生长周期短、储量大及成本低等优点,但是其成浆存在白度低、白度稳定性差、易返黄、废液硅含量高难处理等问题。本研究利用H₂O₂、NaBH₄、Na₂S₂O₄和CH₃COOOH等漂白剂对粉单竹碱性过氧化氢化学机械浆（APMP）进行单段或者两段组合补充漂白,以提高竹子APMP浆的可漂性、白度及其稳定性、强度等。研究结果表明,常规H₂O₂漂白是竹子化机浆最佳单段补充漂白方法。两段补充漂白实验表明,白度提高最大的是H₂O₂→Na₂S₂O₄组合,为73.85% ISO;黏度下降最大的是H₂O₂→NaBH₄组合,漂后浆黏度从960下降到601 mL·g^-1。虽然两段补充漂白漂后浆的黏度有所下降,但其物理强度得到提高。补充漂白的示差红外分析发现：H₂O₂、H₂O₂→Na₂S₂O₄、H₂O₂→NaBH₄ 3种漂白方法的纸浆中共轭羰基含量降低了,而H₂O₂→CH₃COOOH漂白浆中的共轭羰基含量反而增加。甲氧基、紫丁香型木素和缩合的愈创木基环在H₂O₂→Na₂S₂O₄两段补充漂白过程脱除效果最显著。X射线衍射分析表明,补充漂白过程单段H₂O₂和H₂O₂→Na₂S₂O₄两段漂白对碳水化合物的降解作用最小。