熔盐电解制备难熔金属及合金的回顾与展望

 难熔金属及合金的制备一直以来是一个耗能、复杂且困难的冶金及材料制备过程。如何从复杂高熔点金属氧化物矿物中直接提取获得高价值金属及合金,是新时代冶金及金属材料制备领域的研究重点和难点之一。近年发展起来的新熔盐电脱氧技术,可望对这一困境带来解决途径。笔者对“传统”熔盐电解法制备难熔金属进行了回顾,分析其面临的难题;对Fray-Farthing-Chen(FFC)剑桥法为代表的新熔盐电脱氧方法进行介绍,并重点介绍和展望了本课题组改进的固体透氧膜(SOM)法在该领域的发展和前景。     

高密度烧结镁砂的研究

以菱镁石为原料,先在850℃下煅烧2 h获得轻烧氧化镁,然后水化成氢氧化镁,干燥后在不同温度下轻烧,得到不同活性的轻烧氧化镁.将轻烧氧化镁按细磨—成形—烧结的工艺流程制备出烧结镁砂.考察了细磨程度、成形压力及轻烧温度对烧结镁砂密度的影响.实验结果表明:将细磨的氢氧化镁轻烧得到的氧化镁进行二道细磨工序,对提高烧结镁砂的密度有显著的影响;成形压力对烧结镁砂的密度影响较小;轻烧温度为600℃时的氧化镁经过轻烧前后两道细磨工序,在200 MPa成形,1 600℃烧结3 h可以制得w(MgO)为97.5%,w(CaO)∶w(SiO2)>2,体积密度为3.47 g/cm3的高密度烧结镁砂.     

二步法合成酚醛树脂结合剂的研究

采用二步法合成工艺合成了甲阶酚醛树脂,研究了醛酚摩尔比、催化荆品种对酚醛树脂残碳量的影响。当采用碱金属碳酸盐作催化剂;醛酚摩尔比为1．35～1．37时;树脂具有最高的残碳量。采用最优化工艺合成的液体酚醛树脂残碳量达到49％。与一步法合成工艺相比,残碳量提高4～5％,抗氧化温度提高40～50℃。由此合成的结合剂适用于含碳耐火材料的制造。     

较低温度下制备自结合氮化硅铁制品

为了深入了解闪速燃烧法制备的Fe-Si3N4作为高温领域中新型原料的优良特性,用粒度小于74μm的Fe-Si3N4原料制成φ50mm 80mm的试样,成型压力为250kN,经1500℃恒温3h空气条件下烧成后,在试样内部钻取φ36mm 50mm圆柱体进行气孔率、体积密度及常温耐压强度等指标检测,并结合XRD,SEM,EDS及DTA-TG等进行了分析.结果表明,用纯FeSi3N4原料,不添加任何烧结助剂,依靠原料自身的Fe3Si以及原料中铁固溶体同氮化硅反应生成的Fe3Si的结合作用,在空气条件下低温烧成制备氮化硅铁耐火材料是可行的.     

基于多尺度广义自洽模型对耐火材料损伤过程的模拟

基于材料在受拉和受压状态下损伤机理不同的假设,在恒温条件下,以细观力学以及多尺度广义自洽模型为手段,分别对耐火材料在两种受载状态下的损伤过程进行了研究,提出了一种模拟耐火材料在承受拉压载荷下非线性损伤行为的方法.以镁碳质耐火材料为例,分别对材料在受到拉力和受到压力过程的损伤进行了模拟.结果表明,运用此方法对耐火材料的非线性力学行为进行模拟与试验结果能够较好的吻合.     

胆道镜联合钬激光治疗术后难取性胆总管结石

目的:探讨胆道镜联合钬激光治疗术后难取性胆总管结石的疗效。方法:对术后难取性胆总管结石14例,在术后3个月及以上,采用胆道镜经T管窦道明确结石,并使用钬激光碎石,使用网囊和注水冲洗清除结石。结果:14例均取石成功,术后无胆道壁损伤及穿孔、出血。结论:使用胆道镜联合钬激光治疗难取性胆总管结石,具有经济、损伤小、恢复快等优点,为难取性胆总管结石提供一种新的治疗手段。     

Ca-, Al-rich refractory inclusions and Pt-metal nuggets in the Ningqiang carbonaceous chondrite

Petrography and mineral chemistry of Ca, Al-rich inclusions of Ningqiang carbonaceous chondrite are studied and the highly Re-Os fractionated Pt-metal nuggets in it is discovered. The refractory inclusions are classified into melilite-spinel-rich, and spinel-pyroxene-rich types. The former probably crystallized from melts, while the latter could be aggregates of the nebular condensates. The strong fractionation between Re and Os suggests a pro-solar origin of the Pt-metal nuggets, which probably experienced various processes of formation and evolution before being captured by the refractory inclusions as indicated by the depletions of W and Mo.     

原料对直接结合镁铬砖体积变化的影响

以印度铬矿、西藏铬矿、中高档镁砂及电熔镁砂为原料,在200 MPa下制成50 mm×40 mm的圆柱形试样,于1 700~1 750℃烧成.通过测量试样烧成前后直径和高度的变化,从而获得其体积变化.根据体积变化讨论了不同原料及粒度配比对直接结合镁铬砖体积变化的影响,提出控制烧成体积变化的措施,即改变细颗粒中印度铬矿的加入量,同时调整细粉内中档镁砂与高纯镁砂的配比.研究结果表明,当印度铬矿与西藏铬矿的质量比大、细粉内中档镁砂与高纯镁砂的质量比小时,试样的体积变化率较小;反之,试样的体积变化率较大.     

Fine structure and phase composition of Fe-14Mn-1.2C steel:influence of a modified mixture based on refractory metals

The effect of TiO₂, ZrO₂ and Na₃AlF₆ ultrafine powders on the fine structure and the phase composition of Fe-14Mn-1.2C steel was investigated. The introduction of the ultrafine powders into the melt influenced the grain size, the quantity, and the character of distribution of nonmetallic inclusions in the railroad frogs. The microstructure of castings was improved significantly because of the refinement of the grain structure and an increase of the grain-boundary area. After the modifying mixture was introduced into the melt, either the microtwins of one or two intersecting systems or the precipitations of ε-martensite of different types, or simultaneously the microtwins and wafers of ε-martensite, were present in each grain.     

分子动力学研究难熔金属(V、Nb和Ta)熔点

根据分析型嵌入原子模型(MAEAM)和分子动力学(MD)方法,在NPT系综条件下从原子尺度上研究难熔金属V、Nb、Ta的内能、结构、密度等物理量随温度变化,并根据各物理量随温度突变得出3种金属晶体熔点分别为(2 180±20) K、(2 820±20) K、(3 280±20) K,所得到的结果与已有实验值吻合.本文根据径向分布函数随温度变化,从微观方面探讨金属熔化过程及其引起它们熔化原因,为进一步研究金属在高温条件下特异性能打下了基础.