Sc对铸造Al-Li合金组织及力学性能的影响

铸造Al-Li合金可用于成型复杂薄壁构件,在航空航天、国防军工等领域具有广阔的应用前景。细化铸造Al-Li合金组织,提高合金强塑性对其实际应用具有重要意义。本文通过金属型铸造制备不同Sc含量的Al-2Li-2Cu-0.5Mg-xSc合金,分析了Sc含量对合金组织及力学性能的影响规律。结果表明,随着Sc含量逐渐增加,合金晶粒由树枝晶向近等轴晶转变,晶粒尺寸逐渐减小。δ'(Al_(3)Li)相倾向于以Al_(3)Sc相为形核核心,形成Al_(3)(Li, Sc)复合粒子,这些粒子在变形过程中不易被位错切过,减少了Al_(3)Li粒子引起的共面滑移。当添加0.3%Sc(质量分数)时,合金具有较好的综合力学性能,经过175℃/32 h的峰值时效处理后,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别可以达到381.3 MPa、449.5 MPa和5.8%。

我国镨循环利用供给的量化及提升策略研究

镨是支持全球清洁能源发展的关键矿产,全球对镨的需求持续增加。我国是全球镨储量和产量最大的国家,但是未来依然可能出现镨供给缺口,发展循环经济、促进物质循环利用是解决镨潜在供需受限问题的重要方案。本文采用动态物质流方法,结合循环利用率指标,估算了2011—2020年我国内地地区的镨循环利用潜力。结果表明:2011—2020年,我国累计有7.902×10^(4)t镨进入镨循环,其中1.639×10^(4)t来自循环利用;从钕铁硼磁体生产废料中累计回收利用了1.369×10^(4)t镨,其循环利用率稳定在17%左右;理论上,报废产品可以供给2.7×10^(3)t镨,其循环利用率从0.04%增长到5.17%。针对实现报废产品中镨循环利用所面临的主要挑战,本文提出了完善我国生产者责任延伸制、逐步建立相关产品的消费者责任制、引导行业制定循环利用相关技术规范和行业标准等镨循环利用提升策略。

Lu-Mg和Lu-Al合金热力学性质的理论分析

文章利用Miedema生成热模型计算Lu-Mg和Lu-Al二元合金的混合焓、过剩熵、过剩吉布斯自由能以及各组元的活度。结合Butler方程,计算Lu-Mg和Lu-Al合金熔体的表面张力以及表面相中各元素含量。研究结果表明,Lu-Mg和Lu-Al合金熔体的混合焓、过剩熵以及过剩吉布斯自由能都为负值,同时各组分活度较理想熔体有着一定负偏差,说明Lu与Mg和Al原子之间存在显著的相互作用力。Lu-Mg和Lu-Al合金熔体表面张力随Mg和Al含量的增加而减小,Mg和Al元素均会向熔体表面富集。

Ce对DH36船板钢显微组织和力学性能的影响

为探究稀土Ce对DH36船板钢显微组织和力学性能的影响,采用真空感应炉熔炼不同Ce含量的DH36船板钢,利用场发射扫描电镜、显微硬度计、冲击试验机、电子万能试验机等设备研究了Ce对DH36船板钢组织、硬度、冲击性能、拉伸性能的影响。结果显示:在DH36船板钢中加入Ce使铁素体和珠光体组织细化。含0.009%Ce的试验钢综合力学性能最好,硬度增幅最大,相比未加Ce的试验钢提升15.6%;抗拉强度由未添加Ce的581.97 MPa提升到643.80 MPa,提升10.6%;冲击功由未添加Ce的162.8 J提升到174.5 J,提升7.2%。加入稀土Ce后,试验钢的拉伸断口和冲击断口形貌得到改善,韧窝数量增多,断口表面的夹杂物类型发生改变,由大尺寸不规则夹杂物变成了小尺寸类球状稀土夹杂物,降低了有害夹杂物引起的应力集中,使断口表面的裂纹源明显减少。

稀土元素对钢中夹杂物和组织影响的研究进展

本文归纳总结了稀土元素对钢中夹杂物和组织的影响。大量研究发现,稀土元素可以改性钢中非金属夹杂物,在炼钢过程中加入适量La、Ce、Y等稀土元素会与钢液中O、S等元素迅速地结合生成稀土氧化物、稀土硫化物和稀土氧硫化物。与钢中典型夹杂物相比,此类稀土夹杂物形状较规则、尺寸较小且呈弥散分布,对钢基体连续性影响较小,降低了夹杂物作为裂纹源引发钢材断裂的概率。稀土元素对钢中组织也有一定的改善作用,稀土元素加入钢液后,会与其他元素发生反应,实现微合金化,从而净化晶界、细化晶粒,有利于提高钢的强度、韧性和抗拉等力学性能。因此,在钢中合理添加稀土元素对提升钢品质具有重要作用。

Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性吸附剂的制备及其对Er(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的吸附性能

稀土资源的开采伴随着稀土离子排放,对水资源造成了严重污染。吸附法是处理水相稀土离子污染的一种高效技术,磁性吸附剂能够加速固液分离,具有较大的研究价值。本研究以FeCl_(3)·6H_(2)O、甘醇、醋酸钠、聚乙二醇(PEG2000)等为原料,采用溶剂热法在200℃的条件下制备粒径约为230 nm的Fe_(3)O_(4)磁性纳米颗粒,将其加入正硅酸乙酯中,利用氨水水解聚合,即可形成粒径约为300 nm的Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)磁性吸附剂材料。此复合材料为核壳结构,包含Fe_(3)O_(4)和SiO_(2)两种晶型结构。SiO_(2)的包覆未对Fe_(3)O_(4)物相结构产生较大影响,在包覆的同时能够显现出一定的磁性性能。此复合材料对Er(Ⅲ)和Ho(Ⅲ)的最大吸附容量分别达到10.03 mg/g和5.25 mg/g。

新型红色荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):Sm^(3+),Eu^(3+)的发光特性和能量传递分析

利用高温固相反应法制备一系列单基质荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+),yEu^(3+)(x=0.04~0.09,y=0.03~0.15),并对样品的物相形貌、发光性能、能量传递机制和CIE色坐标进行分析。研究表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+)荧光粉在激发波长为407 nm时的浓度淬灭点为x=0.07。在Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):0.07Sm^(3+),yEu^(3+)荧光粉中,随着Eu^(3+)掺杂浓度的增加,Sm^(3+)的发光强度降低而Eu^(3+)发光强度却先增加后降低,Eu^(3+)的浓度淬灭点为y=0.09。Sm^(3+)→Eu^(3+)的能量传递以电偶极-电偶极相互作用为主,能量传递效率达到76.6%。色坐标图表明Eu^(3+)离子的加入可使色坐标从橙红色区域向纯红色区域移动。此外,样品还具有较高的色纯度和较低的色温。结果表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+),Eu^(3+)荧光粉有望成为白光LED发出红光物质的候选材料。

卤素离子对NELIBS信号的影响研究

为了提高激光诱导击穿光谱(LIBS)的检测灵敏度,研究了不同种类、不同浓度的卤素离子对LIBS信号增强程度的影响。根据实验条件和吸收光谱信息筛选合适尺寸的银纳米颗粒,两亲性分子十二烷基硫酸钠(SDS)提供粘性力,硅片作为基底,引入卤素离子与纳米银溶胶反应诱导纳米颗粒发生聚集。结果表明,卤素阴离子可以有效地诱导纳米银颗粒聚集,且卤素阴离子的加入可以显著增强目标元素MgⅠ382.9 nm,383.2nm和383.8 nm的LIBS信号,Mg的检测限提升到μg/L量级;不同种类卤素离子对纳米颗粒增强LIBS(NELIBS)信号增强的作用,即F->Cl->Br->I-。此结果说明卤素阴离子诱导的纳米颗粒团聚现象可以有效增强LIBS信号强度,能够实现液体中元素Mg的检测分析,满足现代分析技术的新要求。

中国稀土功能材料专利信息分析及广西产业创新建议

以稀土功能材料为代表的稀土新材料已成为全球竞争的焦点之一,目前中国已将稀土列为国家重点管控和发展的战略资源,并在《中国制造2025》等国家中长期发展规划中将稀土功能材料列为关键战略材料予以重点发展。通过对我国整体及广西稀土功能材料生产技术及产品开展专利分析,了解产业技术发展情况,以期为政府及相关创新主体提供决策支撑。

EW75镁合金镧掺杂硫酸盐稀土转化膜的防护性能研究

通过析氢测试、扫描电子显微镜、全浸实验和电化学测试等手段探究优化稀土转化液配方对稀土转化膜性能的提升。配方中加入硫酸根离子可以有效地改善稀土转化膜无法均匀成膜且与基体结合力不好的现象,改善了膜层成膜均匀性和结合力。在析氢实验中,改进的膜层耐蚀性能有了显著提升,浸泡14天腐蚀速率依旧恒定,说明膜层具有长期稳定的保护作用。全浸实验中经过阶段性腐蚀,膜层仍然完整均匀,无脱落现象出现。动电位极化测试中,改进膜层自腐蚀电位正移,腐蚀电流约为2.152×10^(−5)A/cm^(2),阻抗测试中改进膜层也呈现更好的耐腐蚀性能。

包头混合稀土精矿中氟碳酸稀土和磷酸稀土含量测定的化学分析方法

建立包头混合稀土精矿中氟碳酸稀土和磷酸稀土含量测定的化学分析方法。方法以氧化焙烧-盐酸浸取包头混合稀土精矿,测定其磷酸稀土含量,用稀土氧化物总量减去磷酸稀土含量得出其氟碳酸稀土含量。经验证,方法测定结果的相对标准偏差均小于7%,可以满足科研生产过程中氟碳酸稀土和磷酸稀土含量测定的需求。

LaNi_(4.25)Al_(0.75)D_(x)解析过程的热力学与动力学研究

研究了LaNi_(4.25)Al_(0.75)D_(x)解析过程的P-C-T特性。在C值为1,2,3时,其焓变分别为43.272,44.834,45.772 kJ/mol;其熵变分别为113.596,118.415,124.701 J/(mol·K)。利用JMA、Jander和Chou等动力学模型研究LaNi_(4.25)Al_(0.75)D_(x)的解析过程,获得LaNi_(4.25)Al_(0.75)D_(x)解析过程的动力学参数。Chou模型拟合结果表明扩散步骤是LaNi_(4.25)Al_(0.75)D_(x)解析过程的控速步骤。通过JMA模型、Jander模型与Chou模型分别获得LaNi_(4.25)Al_(0.75)D_(x)解析反应的活化能为32.497,28.317,37.480 kJ/mol。

飞秒激光诱导击穿光谱技术对石墨中钍的定量分析

为了促进激光诱导击穿光谱技术在核工业领域中的应用与发展,利用飞秒激光对高纯石墨中的钍(Th)元素开展了定量分析研究。采用标准加样法制备了钍含量在0.35%~35.15%范围内的9个分析样品,以类比钍基核燃料中的钍含量。通过改变光谱采集方式、延时条件及调节飞秒激光脉冲能量对实验条件进行优化。在优化的实验条件下,对所有样品进行激发以采集等离子体光谱信息用于定量分析研究。得出以下结果:对比定点激发采集光谱结果,采用靶面连续移动式的光谱重复性好,钍原子(Th I 396.21 nm)谱线强度获得大约2倍的增强,重复测量的相对标准偏差由20.4%降至5.7%;高含量区间内钍元素谱线存在明显的自吸收效应,采用指数函数对整个含量区间与分析线(Th I 394.42 nm、396.21 nm和766.53 nm)强度进行非线性拟合,可以有效获取分析线的饱和阈值;基本定标法适用于饱和阈值以下的含量区间,分析线对较低含量的未知样品的预测分析具有较高的精确度;采用内标法(以C I 247.85 nm线为内标线),可以实现积分强度和峰值强度与整个区间含量的线性拟合,其中,基于高饱和阈值分析线(766.53 nm)的积分强度能够较好地实现高含量未知样品的含量预测。实验结果说明:飞秒激光诱导击穿光谱技术具有钍基核燃料循环过程中钍含量监测分析的潜力。

Eu^(3+)掺杂Ca_(2)ZrSi_(4)O_(12)的红色荧光粉性能分析

采用高温固相法制备Ca_(2(1-x))ZrSi_(4)O_(12):2x Eu^(3+)系列红色荧光粉,并对样品的物相结构、荧光特性、热稳定性和色坐标进行实验分析。分析结果表明:红色荧光粉Ca_(2)ZrSi_(4)O_(12):Eu^(3+)可以被紫外光或蓝光激发,并在612 nm处表现出较强的红光发射;Eu^(3+)的最佳掺杂浓度为60%,浓度淬灭机理归因于电四级-电四极相互作用;样品在室温到453 K这一温度范围内有较为良好的热稳定性;所有样品色坐标均位于红色发光区域。表明Eu^(3+)掺杂Ca_(2)ZrSi_(4)O_(12)荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。

独居石综合利用研究进展

独居石是一种磷酸盐矿物,很少有独立的矿床,通常与锆、钛、锡等有色金属矿伴生,因此在开采这些有色金属矿的同时,独居石作为副产品加以回收。据调查,我国每年约有5万吨独居石精矿生产能力。独居石富含铀、钍、稀土等有价元素,但目前主要用作提炼稀土原料,铀、钍资源未得到很好的回收利用。本文对低酸度、低温度浸取独居石渣工艺进行可行性分析,同时对综合利用独居石渣回收有价元素的经济性进行研究,研究表明工艺可行,经济价值高。

镧添加量对Mg-La系二元合金组织与耐腐蚀性能的影响

采用铸造法制备了五种La含量的Mg-xLa合金。通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和电化学工作站,系统研究了La含量对镁合金组织和耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg_(12)La是Mg-xLa合金中唯一的第二相;随着La含量的增加,镁合金晶粒先逐渐细化,后续粒度差别很小,Mg-3La合金晶粒最为细小,尺寸分布也比其他合金更加均匀;Ma-xLa合金的显微硬度随着La含量增加先增大而后略有减小,当La含量为3%时达到最大值;在25℃的3.5%NaCl溶液中具有高La含量的Mg-La合金的腐蚀速率明显低于具有低La含量的Mg-La合金;Mg-3La合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位随溶液温度升高整体上向负向移动,其在30℃的溶液中的耐腐蚀性能最佳。

我国稀土金属产业现状及其发展前景

介绍了我国稀土金属产业的发展历程、产品结构、工艺技术、生产能力和产品的应用与市场。指出了我国稀土金属产业当前存在的问题并提出了建议,同时展望了稀土金属产业的发展前景。

单一稀土Ce,La和混合稀土在工业纯铝中的作用

通过对比实验的方法,研究了稀土Ce,La和混合稀土对工业纯铝组织、电性能和机械性能的影响。结果表明:单一稀土La,Ce可降低工业纯铝的电阻率,提高工业纯铝的导电性,其中La的效果优于Ce,而混合稀土对电阻率几乎无影响;La,Ce和混合稀土均能减小工业纯铝的晶粒度,在其加入量为0.1%后细化效果明显,当其含量大于0.5%后细化效果趋于平缓,其中Ce的效果最佳,La次之,混合稀土最弱;单一稀土La,Ce在一定含量时可提高工业纯铝的σb和δ,Ce的作用强于La,混合稀土对σb和δ的影响不明显。

共沉淀法制备超细长余辉发光材料铝酸锶铕镝的研究

用共沉淀法制备了发蓝光的Sr4 Al1 4O2 5∶Eu2 + ,Dy3+ 和发绿光的SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 超细长余辉发光材料。用SEM ,XRD表征了所得磷光材料的形态、粒度和物相组成 ,用荧光分光光度计测定了磷光材料的发光性能。结果发现 ,与固相法合成的产物相比 ,材料的激发光谱和发光光谱均发生了蓝移 ,余辉亮度有所提高。

混合稀土对ZM5镁合金熔炼起燃温度的影响

镁合金在大气条件下熔炼和浇注极易氧化燃烧 ,是阻碍镁合金推广应用的重要因素。目前一般采用熔剂覆盖和气体保护法熔炼生产镁合金 ,或采用半固态射铸成形工艺以降低作业温度 ,但都存在着不少缺点。通过合金化的方法来达到镁合金阻燃的目的将是发展方向。针对ZM5镁合金 ,研究了混合稀土及其加入量对起燃温度的影响 ,并与纯稀土的阻燃效果进行了比较。结果表明 ,添加 0 .12 %混合稀土能大大提高镁合金的起燃温度 。