铁尾矿人工湿地填料的制备及其成孔机理研究

为解决铁尾矿堆积问题,以铁尾矿和木屑粉为主要原料,制备出性能较好的铁尾矿人工湿地填料FITCWS。该填料焙烧前后的主要矿物成分由长石和角闪石转变为辉石。焙烧温度(T)、木屑粉用量(η)、木屑粉粒径(dw)和尾矿粒径(di)均可影响FITCWS的物理性能。T是影响吸水率和颗粒强度的主要因素,dw和di是影响比表面积和孔容的主要因素,dw、T和di是影响孔径的主要因素。T越高,FITCWS的颗粒强度越大,吸水率越低;dw和di越小,FITCWS表面的粗糙度越低,比表面积、孔容和孔径越大。制备FITCWS的优选方案是:η为0.3,T为1200℃,dw和di均为200~250目(58~74μm),所制FITCWS的吸水率为44%,颗粒强度为115.9 N,比表面积为6.932 m^(2)/g,孔容为0.017 cm^(3)/g,孔径为3.169 nm,孔形为通透的狭缝。

稀土Ce对Cr_2O_3/Cu复合材料组织和性能的影响

采用Cu-Cr-Ce预合金粉末进行内氧化反应研究Ce对Cr2O3/Cu复合材料组织和性能的影响。结果表明:在预合金粉中添加适量的Ce,可提高Cr2O3/Cu复合材料的性能,同时明显改善复合材料中Cr2O3在基体中的分布和细化Cr2O3的颗粒,提高Cr2O3/Cu复合材料中Cr2O3的生成率,促进Cr的内氧化。本实验条件下,Ce的最佳添加量为0.1%(质量分数,下同)。

深冷处理对5083铝合金的组织及性能的影响

采用液相法和急冷急热的方法在-196℃下,深冷处理时间(6 h、24 h和28 h)和深冷处理次数(1次、2次、3次和5次)参数下对5083铝合金进行深冷处理。通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、涡流电导仪、万能试验机、电化学工作站等分别对5083铝合金的组织及力学性能、耐蚀性能等进行分析。研究结果表明:深冷处理能细化合金晶粒,且在深冷时间为6 h时,晶粒更加均匀细小且合金抗拉强度和屈服强度分别提高至410.7 MPa和152.5 MPa,而电导率并无明显下降。同时,材料的自腐蚀电流较未处理的样品降低了65.7倍,电压提高了24.9%,阻抗弧半径增加,材料的耐腐蚀性能得到显著提高。深冷次数为2次时,试样的力学性能和耐腐蚀性能也得以提高。为了获得优良的力学和耐腐蚀性能的5083铝合金,可选择对其进行短时2次深冷或6 h单次深冷处理。

铁尾矿制备高性能莫来石复相陶瓷的研究

以铁尾矿微粉、铝粉、氧化铝为主要原料,采用固相烧结法制备莫来石复相陶瓷材料。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)、万能试验机、阿基米德排水法等研究了配铝系数(0.90~2.10)、烧结温度(1100~1300℃)两个因素对莫来石复相陶瓷材料的微观组织、抗压强度、气孔率、体积密度的影响。结果表明,所制备的样品均为莫来石-石英复相陶瓷;配铝系数和烧结温度增加均可提高陶瓷材料中莫来石含量,且后者的影响较大;莫来石复相陶瓷试样的最佳制备工艺为烧结温度为1250℃,配铝系数为2.10,此条件下所制得的莫来石复相陶瓷材料的莫来石晶须更长且更完整,气孔率为13.40%,抗压强度为112.12 MPa。

温度对TC4/ZL105固液界面组织及显微硬度的影响

在真空钼丝电阻炉中制备了TC4/ZL105复合材料,利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对过渡层的组织和成分进行了表征,并对过渡层显微硬度进行了测试。结果表明,当温度为700℃保温60 min时,TC4/ZL105复合材料中间过渡层的厚度适中,组织相对致密,缺陷较少。TC4/ZL105复合材料过渡层中靠近钛侧组织致密,为α-Ti固溶体;靠近铝侧组织疏松,主要由TiAl_3和TiSi_2共晶相组成,且显微硬度均高于母材;结合区的显微硬度随着连接温度的升高而增加,峰值硬度达643 HV。

稀土La和Ce对7A04铝合金组织与性能的影响

采用扫描电镜、能谱仪、万能试验机和电化学工作站等研究了单一稀土(La或Ce)以及混合稀土(La和Ce)的添加对7A04铝合金微观组织与性能的影响。结果表明:在7A04铝合金中添加稀土La和Ce后,沿晶界有块状和棒状的稀土相析出,并使呈连续网状分布的第二相变成断续分布,合金的二次枝晶组织得到细化,其中添加单一稀土Ce对合金的细化效果最好,平均晶粒尺寸为20μm;添加单一稀土La或Ce以及不同比例的混合稀土La和Ce后,7A04铝合金的力学性能和耐腐蚀性能均有所提高,性能由大到小依次为:添加单一稀土Ce、混合稀土La∶Ce=5∶5、单一稀土La、混合稀土La∶Ce=3∶7、混合稀土La∶Ce=7∶3、无稀土,说明单一稀土Ce的添加对7A04铝合金性能改善效果最好,其显微硬度、抗拉强度、伸长率分别为125.4 HV0.5、532.5 MPa和10.8%,相比未添加稀土元素的铝合金,分别提高了72.7%、30.9%和74.2%。

“三全育人”视角下《材料科学基础》思政教学提质增效的路径探索

本文探讨了《材料科学基础》课程思政教学提质增效的路径,在“全员育人、全程育人、全方位育人”的视角下,从课程思政实施路径、思政库建设路径、教学流程及其实施路径三个方面为工科专业课程的教学提供一定的思路,同时也能激发学生的学习兴趣、专业认可度、文化自信和爱国情怀。从而提高实践教学质量,提升学生综合素质,更好地助力于地方经济建设和社会事业发展。

深冷处理对铸态铝锭组织与性能的影响

在-196℃时,对铸态铝锭进行深冷处理。通过金相显微镜、显微硬度计、涡流电导仪等对铝锭深冷处前后的组织及性能进行分析,进而获得合适的深冷工艺参数。结果表明,深冷处理可细化铝锭的晶粒及提高材料的致密度、显微硬度和电导率;材料的最佳深冷工艺为:深冷时间24 h,单次深冷,或深冷时间2 h,3次深冷;在最佳工艺下,其晶粒尺寸分别降低了35.3%和44.1%;最佳深冷时间下,材料的致密度、显微硬度和电导率分别提高了10.3%、49.1%、8.9%。最佳深冷次数下,上述参数分别提高了10.4%、36.9%和8.3%;可采用短时多次深冷处理工艺对材料进行深冷处理。

稀土(La,Ce)对AZ31D镁合金组织与性能的影响

研究了不同含量的稀土(La,Ce)元素对AZ31D镁合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:添加一定量的稀土元素后,AZ31D镁合金的组织主要由α-Mg基体、β-Mg17Al12相和Al11(La,Ce)3相所组成,β-Mg17Al12相沿晶界呈连续和半连续网状分布。稀土(La,Ce)可有效抑制晶粒的生长,使镁合金晶粒得到明显细化,在稀土含量为1.25%时,镁合金的晶粒最为细小。随着稀土(La,Ce)含量的增加,AZ31D镁合金的硬度、抗拉强度、断面收缩率及耐腐蚀性均先增大后减小,在稀土含量为1.25%的综合性能最好。添加稀土元素后,镁合金断口上有明显的撕裂棱和韧窝,断裂以韧窝和解理断裂的混合形式为主。

混合稀土(La, Ce)对7A04铝合金耐蚀性能的影响

通过显微组织分析、电化学试验和质量损失腐蚀试验等研究了不同含量的混合稀土(La, Ce)对7A04铝合金耐蚀性能的影响。结果表明:添加一定量的混合稀土后7A04铝合金的枝晶组织逐渐细化,第二相粒子随之减少,稀土含量为0.3%~0.5%时,晶粒细化效果较好,稀土含量大于1.2%时,铝合金的晶粒逐渐变得粗大,并沿晶界有块状第二相析出;铝合金的耐腐蚀性因稀土元素含量的不同,呈先增大后减小的变化规律,一定量的混合稀土能够有效抑制晶界处第二相的析出,从而减少基体金属与第二相粒子间的电偶腐蚀,降低铝合金电化学腐蚀的电流密度,在稀土含量为0.5%时7A04铝合金的耐腐蚀性较好;在3.5%NaCl溶液中铝合金发生了明显的点蚀,添加少量的稀土元素后铝合金表面的点蚀坑有明显的减少。

稀土La含量对多孔Ti-Mo合金孔隙形貌及性能的影响

以稀土La为增强剂、碳酸氢铵为造孔剂,采用粉末冶金法在1 200℃真空条件下烧结制备多孔Ti-Mo合金,研究不同稀土La含量对其物相成分、孔隙形貌、孔隙率、抗压强度及耐腐蚀性能的影响。结果表明:多孔Ti-Mo合金具有α+β双相组织,孔径为(50~250)μm;随着稀土La含量的增加,材料孔壁表面松散的粉末颗粒逐渐减小,颗粒间的距离缩短,当La的质量分数为1.0%,材料孔隙结构均匀、孔壁光滑,孔隙率最大。添加一定量稀土La,可以减小材料的径向收缩率,提高抗压强度和耐腐蚀性,当La的质量分数为1.2%时径向收缩率最小,为5.6%;La的质量分数为0.2%时抗压强度最大,最大值为84 MPa;La含量越高,材料的耐腐蚀性越强。

TC4钛合金/2205DSS复合材料界面组织的研究

采用真空扩散连接技术制备TC4钛合金/2205双相不锈钢(DSS)复合材料,利用OM、SEM、EDS和XRD对结合区的显微组织和物相进行分析,并测试剪切强度和显微硬度。结果表明:1 150℃保温60 min的TC4/2205复合材料界面结合良好,焊接缺陷较少,结合区由4个新相层组成,厚度约为350μm;A层为富Fe、Cr的β-Ti固溶体,B层为β-Ti、FeTi和少量NiTi,C层出现Fe2Ti和Cr2Ti相,D层为γ-Fe(Ti);新相层的显微硬度显著高于基体,C层硬度出现峰值,为(775±20)HV。

利用铁尾矿制备轻质莫来石复相陶瓷

以铁尾矿和Al_(2)O_(3)为主要原料,通过调整原料配比、烧结温度、保温时间,采用常压烧结制备莫来石-石英复相陶瓷。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱、扫描电镜(SEM)、综合热分析仪(TG-DSC)等对复相陶瓷的物相、微观结构进行分析,通过排水法测试材料的气孔率,利用万能试验机测试试样的抗压强度。结果表明,试样的组成均为莫来石-石英复相陶瓷,最佳制备工艺为:铁尾矿质量分数75%,烧结温度1250℃,保温时间100 min。此条件下制备的轻质复相陶瓷气孔率为26.1%,抗压强度为156.3 MPa。本研究为铁尾矿的综合利用提供了新途径。

细化剂TiC物性参数对纯铝组织及性能的影响

细化剂的物理参量对其细化效果有着重要的影响。采用熔铸的方法向纯Al熔体中添加不同质量分数(0~0.4%)和粒径(300 nm、5μm、10μm)的TiC粉末细化剂,通过显微组织观察、电导率及致密度和显微硬度等测试,研究TiC上述物理参量对纯铝组织及性能的影响。研究结果表明:TiC粉末对纯铝组织有明显的细化作用,同时使得铝锭的致密度和硬度分别提高了27.4%和77.2%,电导率变化不大;采用不同粒径的TiC,最佳添加量不同。300 nm和10μm的最佳添加质量分数均为0.1%,但5μm的最佳添加质量分数为0.3%。同时,300 nmTiC所制备的铝铸锭晶粒更为细小均匀,试样性能较为优良,致密度和显微硬度分别为90.7%和106.6 HV;TiC是纯铝有效的形核剂,但要严格控制其添加量和尺寸。

Mg对纯铝用TiC细化剂细化效果的影响

以Mg粉、TiC粉为原料,通过高能球磨的方式制备出不同Mg含量(其质量分数分别为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)的TiC(Mg)复合粉末,以该复合粉末(质量分数分别为0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)作为细化剂添加至纯铝熔体中,随后通过金属模具进行浇注。采用金相显微镜、显微硬度计、涡流电导仪来研究微量元素Mg的添加对TiC细化效果的影响。结果表明:Mg的添加可提高TiC的细化效果,且随着细化剂TiC(Mg)添加量的增加,Mg的最佳含量逐渐降低,其质量分数分别为0.4%、0.2%和0.1%;当细化剂和Mg的质量分数均为0.2%时,所制备的铝铸锭的晶粒仅为18.3μm,较未添加细化剂和细化剂中未添加Mg所制备的铝铸锭的晶粒尺寸分别降低了43.4%和27.3%,材料的致密度、硬度和电导率均较高,较未添加细化剂时相应参数分别提高18.4%、39.9%和17.9%。同时,Mg的添加使铝锭的抗拉强度由137 MPa提高至158 MPa,提高了15.3%。

Al-Si合金表面疏水膜层的制备及耐腐蚀性能的研究

以Al-Si合金为基体材料,通过调整盐酸刻蚀时间(0 min、15 min、20 min、25 min、30 min和35 min)及硬脂酸浸泡时间(10 h、12 h、14 h和16 h)对该合金进行表面处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、电化学工作站等分别对样品的表面形貌、表面润湿性、耐腐蚀性能等进行检测。结果表明:随着酸刻蚀时间的增加,Al-Si合金与水的接触角呈先增加后减小的趋势,在30 min时达到最高126.87°,较未处理合金的接触角提高了157%。此时合金表面出现了微纳米珊瑚状的凸凹结构;随着浸泡时间的增加,接触角呈现相同的变化趋势,浸泡时间为14 h时,接触角达到最高为149.32°。所得样品的自腐蚀电位提高了66.7%,而腐蚀电流密度降低了一个数量级,耐腐蚀性能显著增强。

一种光源的蓝光危害与节律效应可视化评估方法

为了使基层质检人员经济快速的评估光源蓝光危害与节律效应,测量了六种常见人工照明和三种显示器的光谱分布,结合QB5型钴蓝玻璃片的透射率,对九种光源透过QB5型钴蓝玻璃片的光谱分布进行计算分析,研究了光源蓝光危害因子和节律因子与1931CIE-XYZ色坐标Z值、透过钴蓝玻璃片的主波长及明视觉光通量的关系;以人眼对波长及亮度变化的分辨力为依据,验证了以烛光为参照,根据人眼透过QB5型钴蓝玻璃片观察到的光源亮度,对光源蓝光危害与节律效应进行可视化评估的可行性。结果表明:九种光源的蓝光危害因子和节律因子均随色坐标Z值、透过钴蓝玻璃片的主波长及明视觉光通量的增大而增加;该可视化评估方法可行。研究方法与结果可为光生物安全评估与相关仪器设备开发提供参考。

铁尾矿制备莫来石复相陶瓷的工艺研究

以铁尾矿为主要原料,通过常压固相烧结制备莫来石复相陶瓷。研究了铁尾矿粉末级配(150目与325目的质量比分别为2:1,1:1和1:2)、烧结温度(1100,1150,1200,1250℃)对陶瓷材料物相、气孔率及抗压强度的影响。结果表明,所制备试样为以石英为主相的莫来石-石英复相陶瓷。随着铁尾矿中细粉含量增加,复相陶瓷的气孔率及抗压强度均先减小后增加,材料的体积密度呈相反的变化趋势。随着烧结温度升高,材料的气孔率逐渐减小,抗压强度呈先降低后增加的趋势。莫来石复相陶瓷材料的最佳制备工艺为:铁尾矿中150目与325目粉末的质量比为1:1,烧结温度为1250℃,此时材料气孔率为6.6%,抗压强度为83.02 MPa。以期为铁尾矿制备莫来石陶瓷提供参考。

镁/铝双金属固液复合界面的研究

用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度计等分析ZL105铝合金和Mg真空固液复合结合区的显微组织、相组成、元素分布和显微硬度。结果表明:当温度为430℃、保温60 min时,得到的ZL105/Mg双金属材料缺陷少,结合区形成3个新相层,各层组织均匀、层间结合紧密、显微硬度趋势良好,最大硬度值为287.9HV;在结合区形成Al_3Mg_2和β-Mg17Al12两种金属间化合物,新相层中的A层为α-Mg枝晶和枝晶间连续网状分布的β-Mg17Al12共晶组织,B层为富Al的α等轴细晶,C层主要为铝基固溶体和Al_3Mg_2。

Ag/Bi12O17Cl2纳米复合材料的制备及光催化性能研究

采用简单的液相沉淀法制备出了Ag/Bi12O17Cl2纳米复合材料,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、固体紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等对所得产物的晶相和微观形貌进行表征分析。研究了不同摩尔量的Ag的添加对Bi12O17Cl2光催化活性的影响,并对其光催化机理进行了探索。实验结果表明,Ag的添加量为0.3 mol/L时,所得Bi12O17Cl2样品光催化性能最好,见光2 h后,对罗丹明B(RhB)光催化降解率可以达到97.14%。