基于拉曼光谱半定量分析的铁质文物锈层“保护能力指数”评估——以“南海Ⅰ号”沉船出水铁条为例

铁质文物锈蚀产物的稳定性对文物本体的保存与保护具有较大影响,对锈层稳定性的判断是评估铁质文物整体保存状况的关键步骤。“保护能力指数”(PAI)是锈蚀稳定相与不稳定相的含量比值,可用于评估铁质文物的锈蚀程度及腐蚀趋势。近来拉曼光谱越来越多地被用作一种半定量方法,可用于计算混合铁质文物锈蚀产物的各组分含量,因此,可利用该方法计算铁锈的PAI值。本研究利用激光拉曼光谱方法,并结合大幅面X射线荧光成像等多种方法手段,以“南海Ⅰ号”出水一件铁条文物为例,对其锈蚀产物进行半定量分析,并计算出锈蚀PAI值。结果表明,铁条主要包含α-FeOOH、γ-FeOOH、β-FeOOH及Fe3O4四种锈蚀产物,不同种类的锈蚀在内外层的分布规律有一定差异。铁条锈蚀PAI值波动范围较大,最低为0.34,最高为20.38,PAI值主要分布于1~10之间。内外锈层的PAI值不同:外层锈蚀PAI值相对较高,说明锈蚀较为稳定;层状剥离面锈蚀PAI值<1,表明锈蚀非常不稳定;内层锈蚀PAI值最低为0.73,说明存在不稳定锈蚀。铁质文物锈蚀产物PAI值为科学评估文物的保存状况提供了定量、可靠的方法。

锂电三元前驱体工艺设计要点控制研究

锂电池材料分为正极材料、负极材料、隔膜、电解液等,正极材料是锂电池材料的关键性材料之一,三元前驱体是生产三元正极材料的重要上游材料。在三元前驱体工艺设计中,关注重点工艺控制条件、废水处理工艺设计、铜铁锌等异物引入的防护措施、工艺智能化设计,优化设计提升产品的竞争力,推动锂电池行业的发展。

铁水运输调度双层多目标约束优化模型

为实现铁水运输作业排程与资源分配的协同优化,基于约束程序累积调度和字典序多目标优化理论,研究了铁水运输调度双层多目标约束优化方法.首先,基于铁水罐周转率最高和作业效率最高2个字典序优化目标,考虑作业时序、作业实施逻辑、铁水温降时限、铁水罐作业次数限制、资源容量限制和铁水罐资源池等约束条件,建立了上层的铁水运输作业排程约束优化模型;其次,以资源利用均衡度最高为目标,将作业实施唯一性和资源容量限制作为约束条件,建立了下层的铁水运输资源分配约束优化模型;最后,通过约束传播与多点构建性搜索的混合算法迭代求解整个模型.通过实例验证表明:设计的混合算法求得的铁水罐周转率目标和运输作业效率目标,比基本深度优先回溯算法分别提高了14.29%和60.53%;字典序多目标模型比加权和单目标模型求解效率和求解质量分别提高了20.3%和11.11%.

原铝Fe含量升高原因分析及应用

针对大型预焙铝电解槽原铝Fe含量升高的问题,分析了氧化铝、氟化铝、阳极炭块等原材料质量、操作质量、生产工艺条件、电解槽破损等方面的原因,采取了严格执行原材料质量验收标准、提高电解生产和阳极组装操作质量、制定并推行生产工艺标准、落实质量管理制度、提高全员质量管理意识等若干措施,使原铝Fe含量从0.131%降低到0.063%。

秦汉铁器锈蚀机理探讨及保护方法研究

为了搞清铁器的锈蚀机理,为铁器文物保存提供最佳条件,通过对秦汉两代几件铁器不同部位腐蚀产物分析及不同条件下铁器锈蚀情况实验来研究古代铁器锈蚀机理及保护方法。结果发现,铁器锈蚀成分不仅十分复杂,而且同一锈蚀产物中α、β、γ三种构型的FeO·OH共存,实属罕见。同时采用新的保护方法,使铁器处于一个干燥、无氧、无盐、无水、无有害气体的最佳保存状态。

唐九成宫出土铁器的抢救性保护研究

为了探讨九成宫出土铁器严重锈蚀的主要影响因素,为铁器文物研究设计科学有效的保护方法和最佳保存条件,采用X-衍射粉末法分析九成宫出土的11件铁器的锈蚀产物成分。分析结果表明,锈蚀产物的主要成分为α、β、γ三种不同构型的碱式氧化铁和Fe_3O_4。这是铁器铁碳合金成分Fe-C活性差异引起析氢、吸氧、差异充气等电化学腐蚀产生结构疏松,在九成宫特别潮湿环境中H_2O、O_2、空气中有害气体不断渗入,铁器粘附土层中溶盐及尘埃中酸、碱、盐溶于铁器表面水膜而进行长期贴附电化学腐蚀的结果。据此,研究设计出对锈蚀严重的出土铁器进行松土,缓蚀松土,络合法除沉积物,冷热交换法脱盐,最后进行缓蚀防腐加固及表面隔氧、防潮、防有害气体的表面封护保护方案。按此方案保护处理了17件锈蚀严重的铁器,保护效果很好,可以作为其它铁器文物保护的重要参考。

河北徐水东黑山遗址出土铁器的实验研究

本文对河北徐水东黑山遗址出土的66件战国至唐宋时期铁器样品进行了碳十四年代测定、金相组织观察和夹杂物成分分析,认为该遗址内出土的铁器制作年代集中于战国两汉时期,铁器的材质全为生铁和生铁制钢产品,采用了铸造、退火、炒钢、淬火以及可能存在的灌钢等工艺,同时该地区至少在汉代已能根据不同的材质和工艺制作不同的器物,本研究为深入认识战国两汉时期太行山东麓北段的钢铁技术提供了新的科学材料。

高炉炼铁过程多目标优化模型的研究及应用

基于高炉炼铁过程的物质与能量守恒,采用多目标优化方法,建立了以能耗、成本及CO2排放为目标的高炉生产过程优化数学模型,并将该模型应用到某大型钢铁企业.编制程序得出优化结果,经与实际生产数据比较,验证了模型的正确性.优化结果表明:能耗、成本和CO2排放量均有不同程度降低.同时,利用模型分析了焦比、煤比、烧结矿品位等因素对高炉炼铁生产过程的影响,提出了高炉节能、降耗、减排的方向和措施.

三种铁质文物脱盐处理对表面锈层影响的对比研究

铁质文物在长期埋藏期间，随着腐蚀的进行，土壤中的可溶性盐类就会被结合在表面的锈层中。研究证明，这些盐类，尤其是氯离子（Cl-），对于铁质文物出土后的腐蚀有促进作用。因此，在铁质文物保护工作中，脱盐处理是一个很重要的环节。

云南剑川海门口遗址第三次发掘出土铜铁器的分析及其年代

为研究云南剑川海门口遗址出土铜铁器的制作技术及其年代,本文对第3次发掘出土的17件铜器和3件铁器进行了成分分析,部分器物进行了显微组织观察。结果表明海门口遗址出土铜器的合金元素有铜、锡、铅、锑、砷等多种成分,当时已有较多的合金配比知识,加工方式多样化,处于较为成熟的青铜时代。2件铁器出土于第6层,1件铁器出土于第5层,出土于第6层的1件铁器进行了金相观察,为人工冶炼的块炼铁,是铁器时代的产物。剑川海门口出土的铜器与周边地区青铜文化出土的铜器也有密切的联系,结合碳十四数据,本文初步推断剑川海门口第3次发掘出土铜铁器的年代应处于春秋到战国时期。

铁精矿品位的多目标优化

系统地分析了铁精矿品位对选矿、烧结、炼铁等过程 (简称全过程 )的影响 ,提出了全过程铁精矿品位优化的多目标 :获得的利润、铁矿石、熔剂、焦炭、电和煤的消耗等 6个目标 ,并对各目标的权重系数采用数学方法求解。采用模糊数学方法 ,对全过程进行铁精矿品位的多目标优化 ,结果表明 ,选择的目标函数值动态变化 ,更客观。

XD_8铁质文物保护剂

针对铁质文物由于受环境中自然因素如大气、水、土壤、电解质溶液和高温等的影响而遭到腐蚀的现象 ,参考国内外有关资料 ,研制出一种铁质保护剂。经性能测试、埋藏实验、恶劣环境放置实验、户外放置实验及保护后的汉代铁剑残块存放证明 :XD8铁质保护剂在铁器上形成的保护膜具有耐水、耐氯化物、耐酸、耐碱、耐候等性能 。

钢铁及铁质文物有机缓蚀剂的研究进展

概述了钢铁有机缓蚀剂的特点、作用机理及研究现状。按照胺类缓蚀剂、硫脲及其衍生物、咪唑啉类缓蚀剂、苯并三氮唑缓蚀剂和醛类缓蚀剂5个种类,着重介绍了有机缓蚀剂的研究进展,并展望其在铁质文物保护中的发展趋势。

隋唐时期铁器与铁器工业的考古学论述

隋唐时期作为中国古代铁器和铁器工业发展的一个重要时期,在秦汉魏晋南北朝时期的基础上,铁器和铁器工业获得了新的发展。本文基于考古发现的铁器实物资料和有关文献记载的系统梳理,初步揭示了隋唐时期铁器的种类及社会应用、钢铁技术和铁器工业的发展状况及其时代特色。

钢铁二次能源利用效率的评估

通过建模、模拟、评估和优化的整体思路,对钢铁企业二次能源的利用效率进行评估.结合国际标准和国家标准的对象-过程方法对钢铁企业二次能源利用过程进行建模和模拟,采用综合能耗指标进行评估,并分析了钢铁可燃气体副产煤气的利用消耗过程.最后,对其利用效率进行评估.

三点支撑T形床身机床垫铁位置多目标优化设计

针对三点支撑机床的最优支撑位置设计问题,提出了一种三点支撑床身垫铁位置设计方法.以某型号数控外圆磨床的T形床身为研究对象,对三点支撑床身垫铁位置优化方法进行了详细说明.根据床身底面分区块找形心的方法确定三个初始支撑位置,并将垫铁位置参数化,根据位置极限条件确定参数范围;建立三点支撑床身垫铁位置多目标优化设计的数学模型,基于床身静动态性能对垫铁位置进行多目标优化;最后通过分析Pareto解集下三个垫铁位置与床身尺寸的关系,得出床身三点支撑的布置规律.分析结果表明,提出的布置方法可明显提高床身的静动态性能.

三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机铁心的优化设计

Halbach磁铁阵列和集中绕组的分数槽绕组应用于永磁同步电机可提高输出转矩并降低转矩波动,满足伺服系统快速性和高精确度的要求,但需要对电机铁心进行再设计。依据Halbach磁铁阵列的理论建立了每极三段Halbach磁铁阵列永磁同步电机磁场的模型,并分析了气隙磁场特点,提出采用集中绕组的分数槽绕组削弱齿谐波。分析电机铁心的结构特点,确定多个关键尺寸为设计变量,以一定电流的最大转矩平均值和最小转矩波动为主要优化目标,采用Taguchi方法简化优化设计的计算,并建立了双层的优化模型。以一台8极9槽的伺服电动机为例,采用有限元计算,阐述了每极三段Halbach磁铁阵列永磁电机多变量、多目标的优化过程。

面向对象分类方法在铁尾矿堆快速提取中的应用研究

以黄石市大冶铁矿区为例,利用面向对象分类方法进行铁尾矿堆信息快速提取试验研究。首先,根据WorldView-2影像特点,充分利用其丰富的光谱特征及精确的空间形状特征进行图像分割,突出影像对象边缘、重现地物实际存在情况;其次,分析影像对象的光谱、形状、纹理、拓扑关系等特征信息,建立分类规则进行分类,提取出尾矿堆信息。为了进一步提高分类精度,可以利用eCognition软件RS/GIS数据集成功能,在面向对象分类结果上进行目视解译。试验证明,面向对象分类方法适用于提取矿区尾矿堆信息,是高分辨率遥感影像自动分类的理想选择。

地下铁磁物体的分步磁定位方法

针对地下铁磁物体埋藏深度大、测量范围受限、各种干扰因素多、与周围介质间磁性差异小难以定位的情况,提出一种分步磁定位方法。首先根据不同深度面上所有测量点的磁场突变值确定铁磁物体顶端所处深度,再利用磁梯度异常和磁场随距离衰减规律实现对磁性体顶端位置的准确定位。实际工程应用表明:该方法对于地下铁磁物体具有定位准确和成本低廉的优势。

中国铁矿资源现状与铁矿实物地质资料筛选

依据我国铁矿资源的类型、成矿区(带)和赋存特点,概述了当前我国铁资源的状况,提出了铁矿资源进行实物地质资料筛选要考虑的因素。结果表明:中国铁矿床类型齐全,以沉积-变质型为主,岩浆型、接触交代-热液型次之;我国铁矿床成矿条件复杂,大型、超大型矿床少,贫矿多、富矿少,且伴(共)生有益组分多,但呈现相对集中分布的特点,主要包括鞍山-本溪、攀西-滇中、冀东-密云、长江中下游、鄂西-湘西北、邯郸-邢台等6个成矿区(带),新疆地区铁矿资源潜力巨大,是未来找矿的重点;铁矿资源实物地质资料筛选应考虑铁矿床成矿规模、成因类型、成矿时代、成矿区(带)等因素,兼顾具有典型、潜力巨大的铁矿床作为筛选对象。