浅议高校重点实验室的建设与发展

重点实验室的建设和发展受到各依托高校的重视,其在发挥学科优势、聚集人才、转化成果、知识普及等方面发挥着积极作用。要加强完善高校重点实验室的学科规划和建设;创新科研管理体制,促进和谐共进式发展;招才纳贤,壮大科研队伍;扩大学术交流和影响,提高硬件设备的使用效率,发挥科研平台的最大功效,以促进高校与重点实验室和谐共进发展。

工业燃煤废气挥发性有机物催化减排研究进展

工业燃煤是挥发性有机物(VOCs)主要排放源之一,VOCs是臭氧和二次有机气溶胶形成的关键前驱体,对环境和人体健康造成危害。总结现阶段常见的VOCs治理方法及减排技术,综述燃煤工业废气VOCs催化燃烧技术中催化剂选型及开发等方面的研究进展,对比分析钙钛矿型催化剂掺杂改性、制备方法等对其催化VOCs活性的影响,且对工业燃煤废气多污染物协同减排技术进行展望。钙钛矿作为具有发展前景的重要催化材料,将其应用于工业烟气VOCs减排领域具有较高的可行性,开发高效稳定且具多污染物协同减排功效的钙钛矿型催化剂具有重要的应用价值。

冶金固废材料化利用的研究进展

冶金固体废弃物的材料化利用能充分发挥二次资源的资源禀赋,提升附加值,不仅是冶金固废大宗量低附加值利用途径的有效补充,而且为材料制备提供了低成本、可持续的新方法。着重阐述了冶金固废中钢渣、高炉渣、高炉尘、电炉尘等的材料化利用研究现状,并对其发展前景进行了展望。

冶金二次资源数据库系统的建立

通过对从各种途径获取的冶金二次资源信息进行甄别与分类,分析了冶金二次资源数据的特性,设计出了冶金二次资源数据库的系统功能,从而分析了冶金二次资源数据库系统的结构、功能及实现方式。该数据库系统的建立实现了钢铁企业冶金二次资源相关信息的共享检索和高效管理,为冶金行业的科研工作者们提供了可靠的科学数据,填补了国内冶金二次资源数据库的空缺。

冶金含锌粉尘中有价组分湿法回收利用的研究进展

冶金含锌粉尘是钢铁冶金过程中产生的一种有害固体废弃物,含有多种有价组分,极具回收利用价值。主要对含锌高炉灰(BFD)和含锌电炉灰(EAFD)中的有价组分湿法回收利用研究的最新进展进行综述,并对其未来研究进行了展望。

含锌尘泥资源化利用的研究进展

冶金含锌尘泥是一类具有较高资源禀赋的冶金固废,其资源化利用研究渐成热点。本文重点讨论了近年来含锌尘泥资源化高附加值利用的研究进展,并对该领域的研究方向进行了展望。

冶金含铁尘泥制备的Mn–Ce掺杂Fe基催化剂及特性

针对冶金工业固废–含铁冶金尘泥组分复杂的特性,结合当前冶金烧结过程NO_x排放也是钢铁行业污染治理的重中之重的现状,提出对冶金含铁尘泥进行改性制备掺杂低温催化剂的思路,并制备了Mn–Ce掺杂的含铁尘泥基催化剂(Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM,ADM分别代表acidolysis,dust和mud),研究结果表明在170~430℃宽温度区间内,Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂NO_x脱除率达到90%以上,并表现出优异的SO_(2)和H_(2)O抗性,抗水抗硫性测试表明Mn_(0.05)Ce_(0.1)/ADM催化剂得益于Fe、Ce优异的抗水抗硫性,其活性组分具有较好的分散性和优异的介孔结构,并降低了表面结晶度. Mn掺杂使催化剂在牺牲一定Ce^(3+)浓度和高价态Mnx+离子的同时提高了Fe^(3+)的浓度,结果使其具有最均衡脱硝活性.此外,Fe–Ce–Mn间的协同作用改善了催化剂的表面酸性从而增加了Lewis酸性位点,进而促进静电极化激活NO_(2)和硝酸盐物种生成.研究结果可为冶金固废的高附加值利用及以废治污的思路提供一定理论参考.

灰气体加权和辐射模型综合评估及分析

在O_2/CO_2气氛下,参与性介质的非灰气体辐射特性表现出不同于空气气氛下的特性,因此,非灰气体辐射模型的选择和应用在换热过程中将变得十分重要.基于统计窄谱带模型,本文综合评估近年发展应用较广的灰气体加权和(WSGG)模型.结果表明,几种WSGG模型的预测值总体趋势正确,但仍存在着一定的差别.对于发射率,Dorigon等(2013 Int.J.Heat Mass Transfer 64 863)和Bordbar等(2014 Combust.Flame 161 2435)的WSGG模型与基准模型符合较好,相对误差小于20%.与离散坐标法结合,本文求解了PH_2O/PCO_2=1,2时的一维平行平板间辐射换热问题.结果显示,由Dorigon等和Bordbar等的WSGG模型得到的辐射热源和热流密度分布的相对误差均较小(10%左右).Johansson等(2011 Combust.Flame 158893)和Bordbar等的WSGG模型具有更广的适用范围.

虚拟仿真实验教学平台在材料成型及控制工程专业实验教学中的应用

通过将优质实验教学资源数字化、智能化,把材料成型及控制工程专业学科特点与信息技术紧密结合,搭建了虚拟仿真实验教学平台。利用虚拟仿真技术,结合认知学习、仿真操作、考核评价、实践创新、工艺设计和教学资源库7个模块,大幅度提高了学生的工程实践能力,为培养高级应用型工程科技人才提供了有利条件。

大规格高速线材双机架减定径轧制变形分析及张力对尺寸精度的影响

为分析大规格高速线材双机架减定径轧制的变形特点以及张力对尺寸精度的影响,采用有限元模拟方法研究了Φ24 mm产品双机架减定径轧制过程。研究结果表明,减定径两机架轧制轧件各道次均有较大的变形,轧后断面等效塑性应变范围为0.47~0.74,变形渗透性较好,轧件中部变形量较大,变形较均匀。原规程轧制过程中存在较大的张力,成品道次孔型欠充满,导致轧件尺寸精度不高。改变成品道次轧辊的转速,得到不同的张力轧制条件,发现轧制过程中的张力对轧件尺寸精度的影响十分明显,轧件宽度和堆拉率呈线性关系。堆拉率每变化1%,轧件宽度变化约0.26 mm。

安徽古代烧瓷窑炉结构演变与装烧技术发展序列研究

在对安徽地区唐宋时期已发掘的古代瓷窑资料进行甄别的基础上,运用类型学的方法,将安徽地区已发掘的古代瓷窑窑炉结构、形式及装烧技术发展序列进行了探讨,认为其发展历程主要从隋至宋,龙窑是安徽古代传统的瓷窑结构,主要是受越窑的影响;安徽地区唐代初期的馒头窑技术有源于北方的可能,或可能是当地砖瓦窑技术与同时期北方馒头窑技术传入共同作用的结果。这些烧瓷窑炉的装烧技术按照不同的历史时期存在由低级向高级发展的序列关系。

钢铁冶金熔渣电导率测试技术及应用进展

作为钢铁冶金过程中必不可少的物质,冶金熔渣发挥关键作用,电导率是其重要特性之一。对于高温熔渣而言,其电导率与熔渣中阳离子迁移数量和阴离子聚合物复杂程度密切相关,故通过熔渣电导率测试可以了解熔渣结构,为熔渣组分设计与性能调控提供理论依据。由于熔渣电导率的测定方法繁杂且优劣不一,目前关于熔渣电导率的研究较为缺乏。就电导率测定设备而言,主要有数字电桥和电化学工作站。其中,数字电桥具有测量快速的特点,但电导池内存在电容、电感等因素会对实验结果产生影响;电化学工作站测试时间较长、测试过程较为复杂。但是,基于电化学工作站的电化学阻抗谱法可以将电导池内的容抗和感抗以等效电路的形式体现出来,故精确度更高;而基于电化学工作站的计时电流法可以测量出高温熔体的离子迁移数量和电子迁移数量,从而可更加深入地研究高温熔体电导率的本质。就电导率测定方法而言,有相对测量法和绝对测量法。其中,相对测量法是在测量待测熔体前,使用已知电导率的标准溶液或熔体对电导池常数进行标定,但由于电导池差异,存在测量精度不高、操作难度较大、适用范围受限制等缺点;绝对测量法无需对电解池常数进行标定,但在测量过程中,需对高温熔体进行多次测量电阻,测量过程繁琐,且计算复杂。基于冶金熔渣各性能的内在联系,电导率测试在研究高温熔渣的析晶、玻璃化转变温度、熔点和同化性方面发挥重要作用。但是,用已有方法测量熔渣电导率时,若使用直流电,会引起严重的浓差极化;若使用较高电压,很有可能使得熔渣被电解,引起化学极化。两者均会造成熔渣组分分布不均,影响测试结果,因此,在测试过程应使用交流电来减小实验误差。本文通过综述高温熔渣电导率测试技术及应用进展,对其测试原理、设备及方法、应用进行概括总结,分析各种测试方法的优缺点,为钢铁冶金熔渣电导率的精确测量提供理论指导。

机械活化微波协同强化铟铁酸锌中铟的浸出

针对常规酸浸提铟浸出率较低的问题,采用机械活化和微波协同强化的方法对铟铁酸锌中的铟进行酸浸提取,分析机械活化前后铟铁酸锌的晶格结构变化,研究不同工艺因素对铟铁酸锌中铟浸出行为的影响规律,并对机械活化微波协同下的铟浸出过程进行动力学分析。结果表明:机械活化后,铟铁酸锌的晶体结构被破坏,衍射峰强度降低、峰型宽化,晶粒尺寸减小,晶格应变增加;常规条件下,铟浸出率在低温低酸时最高仅59.2%,高温高酸时达92.0%(150 min);微波、机械活化分别单独及协同作用时,低温低酸下铟浸出的促进不明显,而高温高酸下浸出率均达到100%,但时间分别逐渐减少为120,90,60 min,机械活化与微波的协同作用可显著提升铟的浸出效率;表面化学反应控制模型比较适用于机械活化微波协同下铟浸出的动力学过程。

铝-空气电池废电解液制备片状氧化铝的研究

以铝-空气电池废电解液为原材料,用硫酸铝调节pH值,用硫酸钾作为熔盐制备片状氧化铝(α-Al_(2)O_(3)),研究了合成温度、晶种添加量对α-Al_(2)O_(3)粉体体积分数、粒度大小及粒度分布的影响规律。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和激光粒度仪等,对加入不同晶种量的α-Al_(2)O_(3)粉体的结构和形貌进行表征。结果表明,添加晶种后可以提高α-Al_(2)O_(3)粉体的体积分数,减小α-Al_(2)O_(3)粉体的粒度,使α-Al_(2)O_(3)粉体的粒度分布更集中,同时使α-Al_(2)O_(3)粉体更分散。此外,当晶种添加量为5%(质量分数)时,制备出的片状α-Al_(2)O_(3)的体积分数可达97.0%,平均粒度约为7.24μm。

混合酸浸出转炉钢渣中各元素的试验研究

为促进钢渣中有价资源的回收利用,研究了转炉钢渣中各元素在混合酸(枸橼酸+硝酸)体系中的浸出行为,考察了混合酸浓度、浸出时间、浸出温度、液固体积质量比及渣样粒径等对各有价元素浸出率的影响。结果表明:酸浓度、反应时间、液固体积质量比、渣样粒径对钙、镁、铁、锰、磷浸出率有较大影响,反应温度对各元素浸出率的影响不大;在钢渣粒径65μm、浸出温度298 K、浸出时间30 min、液固体积质量比300∶1、搅拌速度800 r/min条件下,用0.01 mol/L硝酸+20.8 mmol/L枸橼酸浸出钢渣,磷浸出率为88.15%,磷可得到有效浸出。

合金元素对bcc-Cu/NiAl共析出影响的第一性原理研究

bcc-Cu和NiAl共析出是高强度钢常用且有效的强化方式。为了探究不同合金元素对bcc-Cu/NiAl共析出影响,本工作利用第一性原理计算了合金元素X(X=Cr,Co,Mo,W,V,Mn)对bcc-Cu(001)/NiAl(001)界面性质的影响,并分析上述合金元素掺杂前后界面黏附功、界面能和电子性质。研究结果表明,当Cr、Mo、W、V、Mn掺杂Al终端bcc-Cu/NiAl界面时,界面的黏附功升高,界面能下降,有利于bcc-Cu/NiAl共析出,其中Mo、W、V合金化效果更佳。掺杂Ni终端界面时,界面稳定性低于掺杂Al终端时。电子结构分析表明,掺杂Al终端时,掺杂原子与界面处Cu原子之间的电子轨道产生明显杂化,显著加强原子间的相互作用。而替换Ni原子时,轨道杂化程度较弱。Mo、W、V掺杂后,界面处电荷密度增加,Cu原子与合金原子之间形成更强的非极性共价键。

西安咸阳国际机场出土耀州窑不同釉色瓷的比较研究

耀州窑是我国北方著名瓷窑之一,瓷器种类繁多、工艺精湛,在中国陶瓷发展史上占有十分重要的地位。文章采用光学显微分析、能量色散X射线荧光光谱法、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、热膨胀分析等分析检测手段,对发掘于陕西西安咸阳国际机场的黑釉瓷、白釉瓷、青釉瓷和酱红釉瓷胎釉的化学成分、烧成温度、显微结构等进行了比较研究。研究表明,该批瓷片为宋代耀州窑古陶瓷,不同釉色的古陶瓷胎体皆具有显著的高铝低硅特性,制作胎体的主要原材料为当地盛产的坩土。瓷釉配方工艺也不尽相同,黑瓷釉、酱红瓷釉属于铁系釉,青瓷釉属于钙系釉,白瓷釉属于钙-碱釉或碱-钙釉配方系统。不同釉色瓷器的烧造温度均有差异,除酱红釉瓷在1000℃左右外,其他的瓷器烧制温度均在1160℃以上,它们均属于传统的高温颜色釉。该研究对于认识宋代耀州制瓷业的工艺水平、发展特点和规律具有重要的科学价值,对传承发展耀州窑传统的制瓷工艺具有重要意义。

一种基于PCA与RBF-SVM的煤岩显微组分镜质组分类方法

在分析煤岩镜质组显微组分特点的基础上,针对其结构复杂、特征量多且相互交织从而影响分类准确性等问题,提出一种基于主成分分析(PCA)的煤岩显微组分镜质组分类方法。首先根据镜质组显微图像中各组分呈现的条状、团块、颗粒等纹理特点和亮度差异,采用基于灰度共生矩阵的能量、熵、惯性矩、局部平稳性等纹理特征量和基于灰度分布统计的亮度比、均值、均方差、三阶矩偏度等亮度相关特征量对其进行描述,构成初始特征量集;再采用主成分分析法对初始特征量集进行进一步的抽取;最后构建基于径向基函数的支持向量机(RBF-SVM),采用积累贡献率较大的主成分作为分类参量实现镜质组的自动分类。实验结果表明:纹理和灰度统计特征可有效刻画煤岩镜质组显微组分;采用PCA对初始特征进行抽取之后,用于分类的特征空间维数大幅度降低,分类算法的泛化能力增强,分类的准确率显著提高。

Nb含量及工艺对HRB600钢筋组织与性能的影响

基于热模拟、中试试验、组织观察、拉伸试验、TEM以及热力学软件等技术手段,研究了Nb含量与轧制工艺对Nb,V微合金化600MPa级高强度钢筋(HRB600)组织、力学性能及析出行为的影响.结果表明:在连续冷却过程中,当冷却速率<3℃/s时,试验钢的组织为铁素体与珠光体;当冷却速率为5℃/s时,试验钢中开始出现贝氏体,且贝氏体量随Nb含量的增加而增加;终轧后空冷与弱水冷的钢组织为铁素体与珠光体,且珠光体含量(质量分数)为42%~47%;随Nb含量与冷却速率的增加及轧制温度的降低,铁素体晶粒与珠光体片层间距减小;Nb在钢中以方形、圆形与棒状析出,随着Nb含量的增加,其析出物尺寸增大,钢中Nb含量不宜超过0.04%(质量分数);终轧至800~1 000℃时应快速冷却,以防止Nb析出物粗化,相变范围内冷却速率宜控制在1~3℃/s.

钢渣改性生物质废弃材料制备生态活性炭及其降解甲醛性能

以钢渣与生物质废弃材料为研究对象,利用钢渣中含有的金属氧化物对生物质废弃材料进行改性处理获得生态活性炭,研究钢渣种类、钢渣粉磨时间和钢渣超微粉用量对生态活性炭降解甲醛性能的影响.利用X-射线荧光光谱仪(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)、激光粒度仪(LPSA)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、比表面积及孔径测定仪(BET)和扫描电子显微镜(SEM)测试钢渣超微粉的化学成分、钢渣超微粉的矿物组成、钢渣超微粉的粒径分布、钢渣超微粉的结构组成、生态活性炭的孔结构和生态活性炭的微观形貌.结果表明:钢渣为电炉渣,钢渣粉磨时间为90 min,钢渣超微粉用量为20 g制备的生态活性炭具有良好的降解甲醛性能与合理的经济性,即10 h后甲醛降解率为57.5%.电炉渣中Fe元素与Mn元素含量高,其中Fe元素促使大量甲醛在活性炭的多孔结构中形成富集,Mn元素对富集的甲醛进行催化降解,实现吸附降解与催化降解的协同作用.适当延长钢渣粉磨时间可以减小钢渣超微粉的粒径大小与改善钢渣超微粉的粒度分布均匀程度,有利于提高钢渣超微粉与活性炭、甲醛的降解作用面积.适量的钢渣超微粉可以提高生态活性炭的粉化率,抵消由于孔容积与比表面积降低导致的活性炭吸附降解作用下降的问题.