不同粒径氧化镁对磷酸镁水泥水化过程的影响

磷酸镁水泥(MPC)是一种新型早强快硬胶凝水泥,因其制备方法简单、耐火、耐腐蚀性能优异且无毒环保,受到越来越多的关注。以不同粒径的MgO为原料制备MPC试件,分别从凝结时间、反应热、早期强度、后期强度、孔隙率等方面对MPC的水化硬化过程进行表征,并结合SEM、EDS、XRD和MIP等技术,研究材料微观结构和物质组成的变化。结果表明,随着MgO粒径减小,MPC内部孔隙的孔径减小,MPC早期抗压强度提高,但孔隙率和后期强度呈现先减小后增大的趋势。因此,为控制MPC的水化速率、早期强度和后期强度,选择400目即比表面积为0.52 m^(2)/g的MgO制备MPC试件最为适宜。

热处理对原位自生Mg_2Si/Mg-Al基复合材料组织与性能的影响

利用金属型铸造制备了原位自生Mg2Si/Mg-Al基复合材料,研究了热处理对该材料组织与性能的影响。结果表明T4处理改变了Mg2Si/Mg-Al基复合材料中Mg2Si的形貌与分布。随着保温时间的延长,棱状枝晶Mg2Si相发生熔断、球化,最终成为尺寸为10-30μm的颗粒;同时β-Mg17Al12相溶入到α-Mg基体中,在随后的时效过程中发生沉淀析出。由于β-Mg17Al12相的溶解,T4处理会降低该材料的硬度,但随后的时效析出可提高其硬度,415℃×12h固溶处理后175℃×16h(T6)时效,硬度可提高14.9%。热处理过程中棱状枝晶Mg2Si相的粒化可用吉布斯-汤姆逊定理解释。

硅对原位反应自生Mg_2Si/ZM5复合材料热处理态的组织和性能的影响

在真空感应炉中氩气保护下制备材料,用OM,SEM,EDAX及拉伸试验,探讨硅对原位反应自生Mg2Si ZM5复合材料T6热处理后显微组织和性能的影响规律。结果表明,反应添加物Si在ZM5合金中形成了高熔点、高硬度的Mg2Si强化相,时效处理可促进γ(Mg17Al12)相沿晶内连续析出,明显地提高了材料的室温与高温强度;且Mg2Si相的形貌亦随着硅含量的不同而变化;Mg2Si相是一种脆性相,使得该材料呈现出解理断裂,降低了材料的塑性。

添加Mn、Sc元素对Mg-9Gd-4Y合金组织和力学性能的影响

对MgGdYMn和MgGdYMnSc合金挤压成形,并对挤压合金热处理后的试样进行室温和高温拉伸实验。用金相显微镜(OM)、扫描(SEM)和透射电镜(TEM)等方法,研究添加Mn、Sc元素对该合金组织与力学性能的影响。结果表明:添加Mn元素能有效地提高Mg-9Gd-4Y合金形变细化晶粒的能力以及T6处理提高室温综合性能。添加Sc元素能提高合金的室温伸长率,但强度有所降低。添加Mn的合金在300℃拉伸时强度为200MPa,在400℃拉伸时显示出超塑性行为,而再添加Sc的合金在300℃拉伸时有超塑性表现。同时添加Mn和Sc的合金室温和高温强度下降。

锂硅电池负极材料G-Si的制备及电化学性能

硅是一种具有应用前景的负极材料。为了解决在电化学循环过程中由于硅电极体积变化较大、导电性比较差而造成负极材料比容量迅速衰减及其循环性能不稳定的问题,本研究利用溶胶-凝胶法,经过镁热反应制得具有三明治结构的负极材料石墨烯-硅-石墨烯;通过实验研究发现负极材料G-Si-1:1具有较好的电化学性能,在电流密度为0.1 A/g时首次放电比容量为1150 m A·h·g^(-1),循环100周时放电比容量为534.2 m A·h·g^(-1)。负极材料石墨烯纳米片负载硅纳米颗粒的合成路线较为简单,并且具有较高的放电比容量和较好的循环性能,在未来具有较好的应用前景。

维生素C磷酸酯镁的合成研究

一种维生素C磷酸酯镁的生产方法 ,包括 :(1 )Vc在吡啶溶液中与POCl3 发生磷酸化反应 ,用KOH调节反应液 pH =1 0左右 ,温度控制在 0～ 1 0℃。 (2 )在 80～ 1 0 0℃下加热上述反应液 1 0～ 30min。 (3)重复步骤(1 )和 (2 )操作。 (4)在D30 1R离子交换树脂上依次用 0 0 2 ,0 6 ,2M的盐酸洗脱。 (5)0 6M盐酸洗脱液用MgO中和。产品产率在 55 %以上 ,纯度在 96 %以上。

纳米多孔碳对MgO/Mg(OH)_(2)化学蓄热性能影响的实验研究

为提高MgO/Mg(OH)_(2)的热化学蓄/放热性能,采用焙烧法将氧化镁(MgO)负载在纳米多孔碳(NCP)材料上制备纳米碳基氧化镁(NCP-MgO)复合材料。研究结果表明,NCP载体使MgO在其表面形成粒径为10~30 nm大小的颗粒,复合材料NCP-MgO具有较高的导热系数,负载80%MgO后导热系数是纯MgO的2.6倍。在反应温度110℃、水蒸气压力57.8 kPa的实验工况下,发现水合速率的大幅提升是强化MgO/Mg(OH)_(2)蓄热性能的主要原因,在水合反应60 min和120 min时,NCP-MgO复合材料的水合转化率分别是纯MgO的2.25倍和1.6倍。在水合反应120 min后,MgO负载率为80%的NCP-MgO复合材料的蓄热密度可达1053 kJ/kg,是纯MgO的1.4倍。该研究可为MgO/Mg(OH)_(2)在化学蓄热系统的应用提供一定的参考。

硅热法炼镁动力学的数学模型分析及数值模拟

硅热法是目前工业产镁的主要技术手段,但由于该过程涉及高温化学反应及复杂传热机理,鲜有报道对此技术进行详细动力学及数值计算研究。本工作采用实验的方法获得皮江法炼镁化学反应动力学数据,根据数据分析确定了分段动力学模型,并转化为精确的数学模型。然后建立了耦合数学模型、辐射模型和导热模型的三维非稳态数值计算模型,并通过数值模拟计算,获得工业产镁过程中球团反应转化率和温度随生产时间的分布规律。计算结果表明,生产时间2h后球团最低温度已达1203K,4h后物料平均还原率已达66%。该技术改进方向主要为增加外层球团数量并提高还原罐中心区域传热效率。本工作可以用于指导强化传热设备的设计,预测实际生产效果,节省大量试验投资。

工艺参数对硅热法炼镁过程的影响机理

配硅比和煅白水化活性度是影响硅热法炼镁生产效率的显著因素,现有文献主要研究这些因素对总体还原过程的影响作用,不能准确反映工艺参数深层次的影响机理。本工作采用动力学实验的方法获得工艺参数对硅热法炼镁化学反应动力学的影响规律,分别建立包含配硅比(MSi)和煅白水化活性度(γ)的化学反应动力学模型,与传热模型结合后采用数值模拟的方法计算还原过程中的实时产镁速率和最终产镁量。虽然动力学数据表明还原率随配硅比和煅白水化活性度的增加而升高,但工业生产过程中并不总是表现出这种规律,因其还受到传热因素制约。当原料和粗镁价格随市场波动时,本工作可以指导生产厂家合理调整相关工艺参数。

炼镁还原罐内传热与化学反应的耦合特性

为了综合分析还原罐内传热过程及化学反应过程对Pidgeon炼镁工艺中产镁速率和反应转换率的影响机理,建立了具有耦合特征的传热和反应动力学模型。利用该模型对炼镁过程进行了数值模拟,获得了还原罐内的温度和产镁速率的空间分布和时间分布,并分析了罐外等效换热系数对上述结果的影响。结果表明:罐中心区域与罐壁处的温度及反应速率存在较大差值;球团的吸热反应特性及导热热阻是影响产镁速率和反应转换率的主要原因,而等效换热系数在达到一定数值后,对罐内的工作过程影响不大。