电脱氧法制备Ni基电池材料的研究

利用电脱氧法(FFC)从NiO-CeO2、NiO-SnO2氧化物制备CeNi5、Ni3Sn2。以不同温度烧结的混合氧化物试样作阴极,石墨碳棒作阳极,在850℃的CaCl2熔盐中,3.1V电压下完成反应。采用SEM和XRD分析电解前后试样形貌及相组成。结果表明:烧结温度越高,试样的孔隙率越低,电解电流越小;不同温度烧结试样可电解出纯CeNi5相,低温烧结试样可电解出纯Ni3Sn2相,产物为疏松的海绵状。本实验为电池材料提供了一种新的制备方法。

SrZrO_3耐火材料的制备及其与TiNi熔体的相容性研究

使用工业级的SrCO3和ZrO2为原料,采用固相合成法在1350℃保温12h合成了SrZrO3材料,将合成的SrZrO3粉体用等静压法成型成片状并在1650℃保温不同的时间,观察其显微组织结构,测定在不同保温时间下的烧成密度。将自合成SrZrO3粉料等静压成型成SrZrO3坩埚。将SrZrO3坩埚在900℃素烧,并在1650℃保温8h烧成,在此坩埚中进行TiNi合金真空感应熔炼实验。采用XRD、SEM和EDS等观察钛合金与材料界面反应层的微观形貌。结果表明,在1350℃可以固相合成锆酸锶粉体。粉料成型后在1650℃保温8h烧结的坩埚密度达到理论值的97%以上。SrZrO3坩埚与TiNi合金的反应层厚度约为40μm,未发现坩埚材料渗透进合金熔体。

焦炉煤气甲烷重整制氢热力学分析和实验研究(英文)

对焦炉煤气甲烷部分氧化重整热力学进行分析,考察反应温度、CH4/O2摩尔比及水蒸气加入量等因素对重整性能的影响,并分析焦炉煤气原始氢含量对其部分氧化重整性能的影响.分析结果表明甲烷转化率均随CH4/O2摩尔比和水蒸气加入量的增大以及反应温度的升高而增大.在CH4/O2摩尔比1.7-2.1,温度825-900℃及压力1.01×105Pa的反应条件下,可得较好重整性能;甲烷转化率,氢及一氧化碳的选择性分别为91.0%-99.9%,87.0%-93.4%和100%-107%,重整后得到的氢量增大到原始氢量的1.95-2.05倍,每摩尔焦炉煤气消耗的热量仅为2.94J,同时得出在CH4/O2摩尔比2,温度825-900℃及1.01×105Pa条件下,往焦炉煤气内添加体积分数为2%-4%的水蒸气时重整性能得到较大提高;重整后甲烷转化率、氢及一氧化碳选择性分别由92.6%、87.2%、104%增大到98.6%、96.4%、107%.并在BaCo0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ透氧膜反应器上研究NiO/MgO固溶体催化剂焦炉煤气部分氧化重整性能.结果表明该重整反应效果较好,于875℃下获得16.3mL.cm-2.min-1透氧量,95%甲烷转化率及80.5%氢和106%一氧化碳选择性.且所得实验结果与热力学分析结果符合较好,表明NiO/MgO固溶体催化剂有较好的催化重整性能.

针铁矿法除铁及其在湿法冶金中的应用

从酸性溶液中除铁是湿法冶金工艺中普遍存在的问题,针铁矿法除铁是一种有效且获得工业应用的除铁方法。简述了针铁矿法除铁原理,介绍了其在锌、铜、镍、锰湿法冶炼领域中的应用状况,指出该技术存在的问题及需要改进的方向。

三相界面反应机制在SOM法制备金属钽中的应用

利用固体透氧膜(SOM)法电解还原Ta2O5制备金属钽,通过三相界面反应机制讨论了阴极微结构对电解过程及产物形貌的影响。结果表明:阴极片的颗粒尺寸与孔隙率是影响有效三相界线的重要因素;孔隙率大和粒度小均有利于电解还原的进行,孔隙率小会导致阴极产物形成致密的金属钽外层,阻碍阴极进一步脱氧;成型压力4MPa时1150℃烧结2h制备的阴极片具有合适的孔隙率和粒度,电化学活性良好,电解产物形貌均匀,氧含量低。

BaZrO_3耐火材料与TiM(M=Fe,Ni)熔体的界面反应

以TiO2作为助熔剂,采用等静压成型技术配合固相烧结技术制备了BaZrO3坩埚,并用制备的BaZrO3坩埚采用真空感应熔炼技术进行了TiM(M=Fe,Ni)熔炼试验。通过对熔炼后的合金铸锭与坩埚的界面区域进行的宏观分析、SEM微观形貌观察、EDS分析,发现熔体对坩埚不造成侵蚀,坩埚材料也不污染熔体,熔体与坩埚内壁之间无明显反应层存在。这将给BaZrO3耐火材料用作坩埚材料的TiFe和TiNi合金的真空感应熔炼工艺提供理论支持。

固体透氧膜法直接还原NiO-CeO_2制备CeNi_5合金

在CaCl_2熔盐中,利用固体透氧膜(SOM)法直接电解混合氧化物NiO-CeO_2制备CeNi_5合金,并与熔盐电解法(FFC)进行了对比.阴极的制作方法与FFC法相同,阳极为碳饱和Cu(或Sn)液,采用只允许氧离子通过的透氧膜隔开阴极和阳极,这样可以采用较高的电解电压(3.5 V)以获取更高的电解速率.研究了SOM法制备CeNi_5合金的可行性和影响因素,如电解温度、电解时间,以及产物的相组成和形貌等.结果表明:通过SOM法,NiO-CeO_2可完全还原为CeNi_5.电解中间产物的相组成分析表明,CeNi_5的形成过程为:NiO首先还原为Ni,与随后生成的CeOCl反应生成CeNi_5.SOM法与FFC法对比表明,2.5 g的烧结试样采用SOM法电解3 h可电解完全,电流效率为75.5%,能耗为4.03 kW·h/kg;采用FFC法需12 h才能电解出纯的CeNi_5合金,其电流效率为26.1%,能耗为10.27 kW·h/kg.相比于FFC法,SOM法具有更好的工业化应用前景.

TiAl合金精密铸造及定向凝固用耐火材料的研究现状

TiAl金属间化合物具有低密度、高弹性模量、高比强度、良好的抗高温蠕变和抗高温氧化性能,被认为是极具潜力的高温结构材料,在航空航天及汽车发动机领域具有广阔的应用前景,特别是经定向凝固得到的TiAl合金在综合力学性能方面可得到良好的配合。然而,TiAl合金熔体由于具有高的化学活性,会与所有已知的耐火材料发生不同程度的化学反应,限制了其定向凝固铸件的生产和应用。首先回顾了TiAl合金的熔炼技术,然后对TiAl合金精密铸造及定向凝固用耐火材料的研究现状进行了总结,在此基础上提出了一种新型的TiAl合金定向凝固用BaZrO3耐火材料,并展望了其今后的发展。

含钛复合矿选择性提取制备钛合金

采用固体透氧膜(solid oxygen-ion membrane,SOM)熔盐电解法,对含钛复合矿直接脱氧并选择性提取钛合金.经过X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和能量分数X-射线(energy dispersive X-ray,EDX)分析,结果表明:从含钛高炉渣中可以直接提取出Ti5Si3合金粉末,并可有效去除金属杂质Ca,Mg,Al;从钛铁矿中可以直接提取出TiFex合金.最后,对电解脱氧过程进行讨论分析.

攀枝花含钛高炉渣直接制备钛合金

采用固体透氧膜（SOM）法研究直接电解攀枝花含钛高炉渣制备钛硅合金。以经过1150℃预烧2h成型的攀枝花含钛高炉渣为阴极,以氧化锆管内碳饱和铜液为阳极,将两者置于CaCl2熔盐中,在1100℃、电解电压3.5～4.0V的条件下高温熔盐电解2～8h。采用SEM、EDX和XRD等方法对电解产物进行分析。结果表明：含钛高炉渣电解还原后的产物为TixSiy系合金,含钛高炉渣中钙、镁和铝等金属元素被有效去除。

BaCoO_3基透氧材料的B位掺杂优化

采用传统的固相合成法制备BaCo0.9-xFexNb0.1O3-δ(BC0.9-xFxN0.1O,x=0.1,0.2,0.3,0.4)和BaCo1-yNbyO3-δ(BC1-yNyO,y=0.10,0.12,0.14,0.16)混合导体透氧膜材料,较系统地研究Fe和Nb掺杂量对BC0.9-xFxN0.1O和BC1-yNyO的晶体结构、晶粒大小、结构稳定性以及透氧率的影响.结果表明:Fe和Nb掺杂有助于提高BaCoO3基钙钛矿材料的结构稳定性,但会降低材料的透氧能力;与Fe相比,Nb掺杂能够更有效地提高材料的高温化学稳定性,并细化晶粒;厚度为1 mm的BaCo0.88Nb0.12O3-δ膜片在850℃和Air/He(110 mL.min-1/80 mL.min-1)的吹扫条件下,透氧率为2.02 mL.cm-2.min-1.

巨磁电阻薄膜材料的研究进展

对巨磁电阻薄膜材料及其制备技术的发展现状进行了综述和评价 ,重点介绍了国内外在电沉积巨磁电阻薄膜材料方面的最新进展 ,并指出磁场对电沉积的影响是一个值得深入探讨的研究方向。

10T强磁场下低温中和法制备亚微米Mn_2O_3的研究

利用XRD和TEM对无磁场和10T强磁场下低温中和法制备的试样进行了分析,结果表明:无磁场下,锰的沉淀物主要是锰的氢氧化物,而10T强磁场下,锰的沉淀物主要是30nm左右的锰的氧化物。此外,10T强磁场对锰的氧化物结晶度几乎没有影响。然后,对无磁场和10T强磁场下制备试样在无磁场中进行经不同温度(200、400和600℃)热处理2.0h后,利用XRD和SEM对热处理试样进行分析,检测结果表明,无磁场中对10T强磁场试样在600℃经热处理2.0h后,制备出了100nm左右的亚微米Mn2O3,并且其亚微米Mn2O3粒径分布很均匀。

紫钨循环还原氧化制备亚微米钨粉新工艺的研究

通过激光粒度分析仪和电子探针扫描仪检测试验结果可得,利用紫钨连续循环三次还原,还原工艺为:一带温度640℃,二带温度760℃,三带温度860℃,当温度达到860℃时保温20 min两次氧化,氧化工艺为:钨粉在空气中缓慢地升温到500℃,当温度达到500℃时保温10 min,可以制备出粒度分布在0.11与0.95μm之间占93.68%,比表面积(BET)为1.082 m2.g-1的亚微米钨粉。

平行强磁场对电沉积镍-铁合金膜显微组织的影响 (一)匀强磁场实验研究部分

在与电流平行的匀强磁场下电沉积制备镍-铁膜,并分析其显微组织。研究发现:匀强磁场可以细化树枝晶主轴,抑制粗大二次枝晶的生长,更强磁场(12 T)下主轴晶呈现出断裂趋势;强磁场使电沉积样品晶粒发生择优取向;磁致对流效应对镍-铁合金膜成分没有明显影响。

弱磁场下低温中和法制备纳米MnOOH的研究

利用X射线衍射仪(XRD)和热场发射透射电镜(TEM)分别对在弱磁场下通过低温中和法制备的纳米MnOOH进行相成分和颗粒形貌分析。试验结果表明:在弱磁场下,锰的氢氧化物的沉淀物由无磁场下的Mn(OH)2向MnOOH转变。随着弱磁场强度增大,MnOOH颗粒进一步细化,在0．5 T弱磁场下制备出了粒径达30 nm左右MnOOH颗粒,并且纳米MnOOH颗粒的粒度分布均匀。此外,弱磁场不影响MnOOH的结晶度。

弱磁场下低温中和法制备亚微米非晶态δ-FeOOH的研究

利用XRD和SEM分别对在弱磁场下通过低温中和法制备的羟基铁氧化物进行相成分和颗粒形貌分析.试验结果表明:无磁场下,产物是由部分球形和部分针状的α-FeOOH组成.0.1T磁场下,产物是纺锤形的γ-FeOOH,但是,其粒度分布很不均匀.0.3T磁场下,产物是球形的Fe1.833(OH)0.5O0.25.0.5T磁场下,产物是100nm左右的球形的非晶态δ-FeOOH.Fe1.833(OH)0.5O0.25是无磁场下制备的α-FeOOH向弱磁场下制备的δ-FeOOH转变的中间产物.并且,亚微米球形Fe1.833(OH)0.5O0.25和亚微米非晶态球形δ-FeOOH的粒度分布都很均匀.此外,弱磁场影响羟基铁氧化物的结晶度.

大尺寸BaZrO3坩埚的制备及其在TiNi形状记忆合金熔炼中的应用

将经过造粒处理，粒径为0～3mm的BaZrO3粉体在180MPa压力下，冷等静压成型，在1720℃高温烧结6h，制备成大尺寸坩埚。在室温和1000℃对坩埚进行热循环实验测试其抗热震性。此坩埚用于TiNi形状记忆合金的真空感应熔炼，熔炼温度为1600℃，熔炼时间20min。用X射线荧光光谱仪及X射线衍射仪分别测定了造粒后粉体及烧结后坩埚的化学成分和物相；用扫描电子显微镜观察了熔炼前后坩埚的显微形貌；用氮氧化物分析仪分析了熔炼铸锭的氧含量并用ICP光谱仪分析Ba、Zr含量。结果表明，1720℃高温烧结的坩埚显微组织晶粒大小均匀，长大不明显；在热循环13次后坩埚表面有局部微裂纹的产生和显微剥落，13～50次之间裂纹扩展缓慢，50次之后没有宏观上的大损伤；钛合金铸锭中O，Ba，Zr压平均含量分别为780，370，15mg／kg。

透氧膜法由SiO_2直接制备Si

为改变硅生产工艺高污染、高能耗的现状,研究了在CaCl2熔盐中利用固体透氧膜法(SOM)直接电解SiO2制备单质Si,考察了电解电压、电解时间、熔盐温度等参数对电解效果的影响,采用电子扫描显微镜和X射线衍射分析了电解产物形貌及相组成.结果表明:1100℃熔盐中,3.5 V电压下电解2 h,可制得纯Si,电流效率为89%,能耗为15 kW.h/kg;电解中间产物相分析表明,电解过程中有CaSiO3生成,CaSiO3脱氧生成Ca、Si;相比FFC法,SOM法可缩短50%反应时间,因此具有更好的工业化应用前景.

低碳钢表面Fe-Co合金层的热扩渗制备及腐蚀电化学行为

利用热扩渗方式,以Co_3O_4纳米粉体做钴源,在低碳钢表面制备了Fe-Co合金层。研究了处理温度对合金层表面状态和结构的影响,并在3.5%NaCl溶液中对合金层进行了腐蚀电化学研究。结果表明,处理温度高于800℃可在低碳钢表面形成厚度>25μm,表面钴含量>20%,并与基底形成冶金结合的Fe-Co合金层,合金层为单一铁固溶体相。通过在低碳钢表面制备Fe-Co合金层可以明显改善其在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。