水热法合成超细斜发沸石试验研究

斜发沸石具有较强的吸附和离子交换能力,在重金属和油污废水去除、制糖、造纸净化、抗菌抗癌药物助剂制备、石油化工催化裂化、国防以及CO_(2)脱除等领域应用广泛。为了获得纯度较高的斜发沸石,以NaOH、KOH、Al(OH)_(3)、Na_(2)O·nSiO_(2)、H_(2)O为原料,采用水热法制备了斜发沸石,并通过XRD和晶面分析,研究了斜发沸石的合成条件,结果表明:合成斜发沸石的最佳条件为n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))=11、n(OH-)/n(SiO_(2))=0.55、n(H_(2)O)/n(SiO_(2))=25~55、温度150℃、时间6 d,合成的斜发沸石呈片状结构,特征峰完整,纯度较高,其晶胞组成为Na_(0.36)K_(6.58)[(AlO_(2))6(SiO_(2))_(25.26)]·6.71H_(2)O,n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))约为8.5,属中硅铝比沸石。SEM分析结果显示,其粒径在1.3μm以下,表明粒度非常细;其静态水吸附量为34.3%,达到了HG/T 2690-2012《13X分子筛》中的一等品指标要求。研究成果可为高纯度细粒斜发沸石的精准合成提供借鉴。

高体积分数SiCp/Al复合材料磨削特性研究

目的为获得高体积分数铝基碳化硅(SiCp/Al)的高质量加工表面,对材料磨削去除特性和表面质量形成机制进行研究。方法在高速立式加工中心上对工件进行磨削实验,并采集加工中的磨削力,观测加工后工件的表面形貌。研究了磨削深度、进给速度和主轴转速对材料表面粗糙度、表面缺陷比例和磨削力的影响规律,结合有限元仿真分析,揭示磨削参数对增强SiC颗粒不同失效形式的影响。结果磨削深度对元件表面质量和磨削力的影响权重最大,降低磨削深度可以显著减小磨削力并降低表面粗糙度及表面缺陷比例。同时,提高主轴转速或降低进给速度能够在减小磨削力的同时降低表面粗糙度与表面缺陷比例。结论当采用10μm的磨削深度、40 mm/min的进给速度和10000 r/min的主轴转速(即磨削速度5.23 m/s)时,能够获得粗糙度Ra=0.416μm的SiCp/Al表面,与初始表面粗糙度相比,优化了72.6%。

ECAP变形及半固态等温处理对Al-25%Si合金组织和性能的影响

对铸态Al-25%Si合金进行等通道转角挤压(ECAP),并结合半固态等温处理技术,研究了ECAP挤压及半固态等温处理工艺参数对合金微观组织和室温拉伸性能的影响。利用光学显微镜观察分析微观组织,拉伸试验机测试室温拉伸性能,以及扫描电子显微镜分析断口形貌。研究结果表明,ECAP变形能够有效地细化Al-25%Si合金中的初生硅相,其平均直径由铸态的117.9μm降至31.9μm,同时形状因子也由0.12提升至0.40。ECAP后的常温力学性能也得到明显提升,其抗拉强度也由铸态的96 MPa提升至200 MPa,伸长率由1.04%提升至3.25%。在半固态加热过程中,初生硅的形状因子随等温温度的提升和时间的延长呈先增后降的趋势。在590℃保温10min,其形状因子最高为0.62。

贵州省清镇市大土铝锂多金属矿找矿预测初探

贵州黔中铝土矿属于长期风化产物搬运至异地沉积形成,主要矿物是一水硬铝石,品位一般在60%至70%之间,现主要作为冶炼铝和生产高端磨料等的原材料,矿体特征表现为以层状、似层状、透镜状矿体为主,次为囊状、扁豆状、漏斗状矿体;矿体的连续性较好,规模较大。锂矿是近年来新能源电池的主要原料之一,早期由于用途和用量的限制,在地质勘查中对其重视程度不够,工业品位要求也比较高,对铝土矿中共生锂矿资源综合勘查评价不够深入细致,忽略了锂矿资源的综合评价。笔者通过对贵州省清镇市大土铝土矿中共生锂矿赋存特征进行调查评价研究发现,在含铝岩系中铝硅比值在1:1至1:1.5之间的铝质粘土岩样品,其锂矿(Li_(2)O)品位大多高于其他样品,在将该类样品回归至地质工程中进行对比,其大多分布于铝土矿矿体(Al_(2)O_(3)大于40%,铝硅比大于1.8)的上部,赋存在致密块状铝质粘土岩层中。为确定其赋矿层位及岩性的关系,本文将对其锂矿赋存特征进行初步探讨。

黄河流域典型煤矿矿井水协同除浊除氟药剂的制备及应用

黄河流域是我国煤炭潜力最大的区域,矿井水涌水量大但资源利用率不高,尤其在干旱和半干旱的高氟地区,矿井水中氟离子超标已成为制约提高矿井水资源利用率的主要因素之一。采用正交试验筛选出高效除氟药剂的5种组分[聚合氯化铝(PAC)、聚合硅酸铝、硝酸镁、聚合氯化铁、羧甲基淀粉钠],采用单因素试验探讨了不同制备条件和反应条件对除氟效果的影响,并通过X射线能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征探讨了除氟机理。结果表明:在金属总量M/Si、Al/Mg、Al/Fe的摩尔比分别为43、40、40条件下研制的除氟药剂,均可将含氟废水中氟离子浓度由20mg/L降至1.0 mg/L以下,达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类中氟化物浓度限值要求(1.0 mg/L);当除氟药剂投加量为1.25 g/L,初始p H为2~12,悬浮物浓度为100~2000 mg/L,聚丙烯酰胺(PAM)投加量为0.4 mg/L时,处理后上清液剩余氟离子浓度均可控制在1.0 mg/L以下,氟离子去除率达95%以上;除氟药剂中Al、Si元素起到重要的除氟作用,主要通过形成Al—F—Al等金属络合物沉淀被去除;将除氟药剂应用于黄河流域某煤矿含氟矿井水的处理,在除氟药剂投加量为400 mg/L、PAM投加量为0.2 mg/L时,氟离子浓度从5.6 mg/L降至0.85 mg/L,并协同将矿井水浊度从500 NTU降至4.59 NTU,吨水处理药剂成本为1.602元。该除氟药剂在黄河流域含氟矿井水处理中具有较好的应用潜力。

ZSM-5分子筛对典型涂装VOCs的吸附性能及机理研究

通过水热法成功合成了一系列宽硅铝比(50、100、150、300、500、800、1500、3000)的ZSM-5分子筛,旨在研究其对涂装行业典型挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的吸附规律。同时,结合分子筛表面的酸性位点,以解析硅铝比对分子筛吸附性能的影响机制。实验结果表明,丙酮的吸附能力主要受自身极性、支链结构和分子筛表面酸位点的影响。而乙酸丁酯、苯乙烯、对二甲苯、苯、甲苯的吸附性能会同时受到自身的分子量、分子直径、极性、分子结构和官能团的影响,分子量和分子直径大、极性强且具有支链结构的VOCs更容易被ZSM-5分子筛吸附。这6种VOCs中,ZSM-5分子筛对丙酮的吸附效果最好,硅铝比对其吸附性能的影响也最大。这是因为丙酮比其他VOCs更容易吸附在Lewis酸位点上,硅铝比的改变会影响酸位点的数量。低硅铝比的分子筛由于具有较多的酸位点,更适用于丙酮的吸附。

高温溶解法制备铝磷变质剂及变质效果研究

采用高温溶解法制得Al-P合金,AlP的平均尺寸约为5μm。研究了冷却速度对Al-P合金凝固组织的影响规律,发现降低冷却速度会导致AlP析出长大,不利于获得细小的AlP;提高冷却速度会导致AlP开裂,这种裂纹的产生有利于获得更加细小的AlP,有利于变质处理。Al-P合金对过共晶铝硅合金具有较好的变质效果,能够将Al-15%Si合金初生硅尺寸细化到16.56μm。

4H-SiC衬底上生长参数对AlGaN基深紫外多量子阱受激辐射特性的影响

SiC衬底是制备高性能AlGaN基深紫外激光器的良好候选衬底。采用金属有机化学气相沉积方法在4H-SiC衬底上生长了深紫外AlGaN/AlN多量子阱结构(MQWs),系统研讨了MQWs生长参数对深紫外激光结构自发辐射和受激辐射特性的影响规律。综合分析MQWs的表面形貌和发光性能后发现,随着NH_(3)流量增加和生长温度升高,MQWs表面粗糙度降低,内量子效率提升。经优化,MQWs的内量子效率达到74.1%,室温下的激射阈值光功率密度和线宽分别为1.03 MW/cm~2和1.82 nm,发光波长为248.8 nm。这主要归因于高的NH3流量和生长温度抑制了有源区中的碳杂质并入,载流子辐射复合效率和材料增益增加;同时生长速率降低,改善了MQWs结构的表面形貌,降低了界面散射损耗。采用干法刻蚀和湿法腐蚀的复合工艺制备了光滑陡直的谐振腔,激光器的腔面损耗降低,阈值光功率密度和线宽进一步降低至889 kW/cm~2和1.39 nm。

Li^(+)浓度对化学增强锂铝硅玻璃性能的影响

采用一步法化学增强工艺,研究了熔盐中Li^(+)的富集对不同厚度锂铝硅玻璃表面压应力、应力层深度、弯曲强度、硬度等性能的影响,选择Na_(3)PO_(4)作为熔盐除杂剂并对净化效果进行了评定。研究表明:熔盐中Li^(+)浓度增加至4800×10^(-6),3 mm化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度下降16.8%、16.8%、10.6%;8 mm化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度下降17.6%、14.7%、9.8%。熔盐中Li^(+)浓度的变化未对化学增强锂铝硅玻璃应力层深度产生明显影响。Na_(3)PO_(4)具有较好的除杂效果,化学增强锂铝硅玻璃的表面压应力、弯曲强度、硬度得到了明显的恢复,为保证化学增强锂铝硅玻璃在可见光波段具有较高的透光率,除杂剂Na_(3)PO_(4)的掺量不宜超过1%(质量分数)。

AP2铝硅合金超疏水表面的制备和耐腐蚀性研究

目的针对AP2铝硅合金中相组织结构种类较为丰富的特点,通过化学刻蚀的方法,构建出层次丰富、耐腐蚀性强的超疏水表面结构。方法由于在不同刻蚀溶液中,所构建出的表面润湿性存在较大差距。因此采用正交设计的方法设计试验,找到最适宜的刻蚀浓度和反应时间。由于AP2铝硅合金中含量最多的Al与Si元素之间的固溶度低,NaOH溶液可以对主体α-Al相进行刻蚀,HCl溶液可以腐蚀Al、Cu、Mg、Si等元素形成的金属间相(IMPs)和共晶硅相,采用先碱后酸的刻蚀方法相比使用单一的刻蚀溶液推测能形成更丰富的触突结构。结果在0.25 mol/L NaOH溶液和9 mol/L HCl溶液中分别刻蚀60 s,在2%(质量分数)十七氟癸基三甲氧基硅烷(FAS-17)溶液表面改性的条件下,成功构建出了表面接触角为157°,滚动角为5.64°的超疏水表面。表面腐蚀电位由抛光后的−1.282 V提高到了超疏水表面制备完成后的–1.228 V,腐蚀速率由抛光后的1.07×10^(–4)A/cm^(2)降低到7.44×10^(–5)A/cm^(2),耐腐蚀性显著提高。结论制备的超疏水表面的耐腐蚀性有显著提高,为亚共晶铝硅合金材料在超疏水方向的应用提供了一定的参考。

铣削参数对SiC_p/Al复合材料表面质量及切屑的影响

铝基碳化硅(SiC_p/Al)复合材料因其优异的力学及热学性能在航空航天领域有广阔的应用前景,而增强颗粒SiC_p严重影响SiC_p/Al复合材料的切削表面质量。利用表面轮廓仪和扫描电镜研究不同铣削参数下SiC_p/Al复合材料的加工表面质量及切屑形貌,并建立进给量和铣削速度相关的粗糙度模型。研究结果表明:粗糙度值随进给量和铣削速度的增加而增加;铣削速度是加工表面微观结构特征演化的主导因素,并且凹坑随铣削速度的提高而减少;不同铣削参数下的切屑均为崩碎状,铣削速度越快,切屑尺寸越小。

铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷形成机制研究

研究铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷的形成机制,可以为铝硅合金阳极氧化工艺的调控提供一定的理论和实践依据。文章采用扫描电子显微镜、光学显微镜、能谱分析和X射线衍射等测试技术,分析了铝硅合金工件阳极氧化过程中出现的黑斑缺陷。结果表明:与正常区域组织相比,铝硅合金工件黑斑缺陷区域的组织形貌、相分布和体积分数发生了明显的变化;正常区域组织中的针片状化合物和缺陷区域组织中鱼骨状化合物主要相成分为二元铁铝化合物,黑斑缺陷区域的富铁相发生共晶转变会使其形态复杂化;而由相转变产生的黑斑缺陷与阳极氧化过程中的电化学工艺有关。

积雪变化对东北农田黑土盐基离子及有效硅铝含量的影响

[目的]为探究冬季积雪深度变化下东北农田黑土盐基离子及有效硅铝含量的季节性变化特征。[方法]采用人工控制积雪深度的方法,通过测定除雪处理组(SR)、减雪处理组(SL)、自然积雪对照组(C)、增雪处理组(SA)的东北农田黑土环境因子(温湿度、含水率、pH、总有机碳)、盐基离子、有效硅以及活性铝,分析土壤盐基离子及有效硅铝的含量变化过程,以及两者对土壤环境因子的响应关系。[结果]积雪深度的降低使季节性雪被覆盖下黑土受到积雪的保温作用减弱,0-30 cm土壤温度及湿度(未冻水含量)显著下降,使水盐运移过程中未冻水携带的HCO_(3)^(-)含量减少,土壤平均pH受HCO _(3)^(-)含量影响分别变化-0.06,-0.04,-0.02,0.01。土壤的碱性降低,低价阳离子对高价阳离子在土壤胶体吸附电位的置换能力增强,使得交换态一价阳离子(Na^(+)、K^(+))含量升高,同时使交换态及碳酸盐态二价阳离子(Ca ^(2+)、Mg^(2+))含量降低。碳酸盐态二价阳离子与交换态Na+分别对TOC含量构成正向和负向的影响,使土壤平均总有机碳(TOC)含量随积雪深度的降低分别增长0.87,1.09,1.32,1.48 g/kg。盐基离子与土壤pH、TOC的相互影响关系使在积雪深度降低的条件下土壤pH与TOC含量降低,进而对土壤有效硅铝含量构成间接影响。TOC含量的降低削弱了土壤对低活性腐殖酸铝(Al-HA)的固持作用,pH的降低促进低活性铝向高活性交换态铝(Ex-Al)与单聚体羟基铝(Hy-Al)的转化,土壤铝毒性提升,同时促进有效硅的溶解,造成土壤硅的流失。[结论]气候变暖引起的中高纬度地区季节性积雪覆盖面积减少将影响冬季东北地区农田黑土的物质能量分布状态,并由此改变生长季节农作物的生长发育环境,研究提示为冬季东北黑土区土壤矿质元素的季节性变化过程提供了一定的科学依据。

蓝晶石在生产硅铝合金方面的应用

随着现代工业的飞速发展,硅铝合金因其独特的物理和化学属性在诸多领域中扮演着重要的角色。而蓝晶石,作为一种富含铝硅酸盐的矿物,因丰富的铝资源和高度的热稳定性,正逐渐成为生产硅铝合金过程中不可或缺的关键原料,其独特的成分和结构为硅铝合金的制备提供了有力的支持,让硅铝合金的性能得到显著提升,从而推动相关产业的技术革新和升级。

鱼雷罐内加废钢对耐材影响分析

对某钢厂25#鱼雷罐的耐材渣样进行分析,结果表明:25#鱼雷罐罐内残留渣成分与高炉渣成分相差较大,尤其MnO含量较高。通过扫描电镜分析可知,MnO、CaO等对铝碳化硅炭砖的骨料和基质熔损较大。25#鱼雷罐锥体出坑与此罐运转过程中,罐内局部渣铁成分发生巨大变化,其对铝碳化硅炭砖熔损较快,导致局部出坑。

合金材料在储能技术中的应用与发展

铝硅合金相变材料的密度和热导率高,稳定性强,在储能储热系统中有着极大的研究价值和应用潜力。本文针对铝硅合金材料在储能领域的应用发展进行综述,文章首先回顾了铝硅相变材料国内外研究实例,总结核心物理参数,以此为基础提出相变储热材料与换热技术的研发方向,包括容器材料稳定性、铝硅相变物理性以及相变蓄热器的结构优化,最后总结了铝硅合金的未来应用发展方向。

电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定硅铝微粉中铍的含量

采用电感耦合等离子体发射光谱法对硅铝微粉中铍元素的含量进行测定。本文采用氢氧化钠高温条件下对硅铝微粉样品进行熔融,确定了氢氧化钠的用量及熔融时间,确立了最佳试验条件,铝基体和硅基体对测定结果无干扰,但碱熔法带入了大量的钠盐,故采用基体匹配标准曲线法,标准曲线的线性相关系数为0.9999;方法的精密度较好,相对标准偏差(n=11)小于3.00%;方法的灵敏度较高,检出限为0.02116μg/g;加标回收率为99.4%~103.67%。方法适用于硅铝微粉中铍元素含量范围为2.00~300.00μg/g的测定。

HZSM-5分子筛一步法绿色合成

ZSM-5分子筛在吸附、催化中用途广泛,随着环保政策越来越严格,传统生产中面临的高耗能、高耗水及长流程给分子筛的应用带来阻碍。本文研究了以大孔硅胶、硝酸铝、正丙胺为原料一步法合成HZSM-5分子筛,考察了晶化时间的影响。结果表明,随着晶化时间延长,分子筛结构逐步生长,晶化36 h后成功制备出晶体呈棒状相互交错的高结晶度ZSM-5分子筛,其BET比表面积达到421 m^(2)/g,铝以四配位状态全部进入分子筛骨架。该合成方法流程简单,耗水量低,同时不添加高腐蚀性氟化氢,不需要铵交换,是一种有高效节能的分子筛绿色合成方法。

粉煤灰中铝硅资源化利用研究进展

这是一篇矿业工程领域的论文。粉煤灰不仅是燃煤电厂排放的大宗固体废弃物,同时又是一种潜在的二次资源。目前,粉煤灰的资源化利用虽然涉及领域比较广泛,但高值化利用率偏低。粉煤灰的主要化学成分为二氧化硅和氧化铝,充分利用其中的铝硅资源是提高其资源化利用率的重要途径之一。本文针对粉煤灰在提取冶金级氧化铝、制备非冶金级氧化铝、白炭黑、二氧化硅气凝胶以及硅铝复合材料等高附加值产品的应用情况进行了综述,对高值化利用目前存在的问题进行了分析,并指出了未来发展趋势。

ICP-AES法测定含铝预熔性渣洗料中钙、镁、硅、铝氧化物

研究使用电感耦合等离子体发射光谱法测定炼钢含铝预熔性渣洗料中钙、镁、硅、铝氧化物的分析条件以及处理样品的方式方法,为便于区别金属铝和三氧化二铝,创建了一种新型的仪器分析方法。由于试样中金属铝的存在,采用先酸溶再碱融的处理方式,并采用配置相似基体的方法消除基体干扰。研究了渣洗料的溶样过程、仪器分析参数的选择、基体的干扰消除等对分析结果影响,在优化仪器分析参数和分解试样实验过程中,试样分析结果相对标准偏差远小于1.0%,分析结果准确度和精密度都很高。因此,该方法可取代化学分析法,是一种准确、快速的仪器分析方法。