高能水系铝锰电池的正极制备及应用研究

水系铝离子电池由于其高体积比容量和质量比容量而具有良好的应用前景,针对目前高容量、稳定性好且与水系铝电池相容的正极材料缺乏的问题,本文采用高温水热合成法制备一种纳米片结构的层状δ-MnO_(2)正极材料,分析表明该材料展现出均匀的纳米片结构、高度的结晶性和扩大的结构层间距。使用δ-MnO_(2)组装水系Al-MnO_(2)电池,测试表明Al-MnO_(2)电池表现出1.3 V的高电压平台和超过400 mAh/g的放电比容量,具备优异的电化学性能,有希望作为未来的水系高能电池体系的选择。

变形铝锰系合金的应用现状及发展动态

综述了变形铝锰合金的化学成分、细化方法、应用现状及发展动态。分析了化学成分、加工工艺对合金组织性能的影响,以及合金应用时存在的缺点及解决方案。最后阐述了细晶铝锭熔铸铝锰合金的新型细化方法。

磨蚀介质对铝锰合金及其复合材料滑动摩擦磨损性能的影响

用M-2000摩擦试验机对共晶铝锰合金和对应Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料滑动摩擦磨损性能进行了研究,获取了其在不同载荷下的磨损量和磨损表面形貌。结果表明,材料的磨损量随着载荷的增加而增加,复合材料的磨损性能要优于相同含锰量的铝合金。

铸态铝锰黄铜的超塑性及超塑成形

对铸态铝锰黄铜的超塑性进行了试验与生产应用的研究。结果表明：铸态合金的晶粒尺寸平均为１４０μｍ，在不经任何预处理的情况下，具有良好的超塑性。用铸态毛坯作滑阀零件的超塑成形表现出良好的成形性和空洞的焊合性，超塑成形后经适当的恢复热处理，其力学性能和耐磨性均优于锻态毛坯的超塑成形零件。

铸态及均匀化处理3003铝锰合金的组织和性能

用SEM和EDS等方法研究了细晶铝锭熔铸的3003铝锰合金以及Al-10Ti中间合金、Al-5Ti-1B中间合金细化的3003铝锰合金铸态及均匀化处理状态的组织和力学性能。结果表明,在铸态情况下,由细晶铝锭熔铸试样的晶粒细小、析出相弥散且细小,力学性能最好,尤其是其伸长率明显高于其他试样;均匀化热处理后,试样的析出相发生了球化,且伸长率有所提高,由细晶铝锭熔铸试样的析出相有粗化趋势,其伸长率略低于Al-10Ti中间合金熔配试样,但仍高于Al-5Ti-1B中间合金熔配试样,因此细晶铝锭可取代Al-10Ti、Al-5Ti-1B中间合金来改善3003铝锰合金的组织及性能。

低温熔盐电镀铝锰合金的研究

铝对于钢具有阴极保护作用,且能抗高温腐蚀,但由于其在水溶液中的还原电位低于氢,因而铝镀层不能从水溶液中制备,其应用受到了限制。采用熔盐电镀法,对低碳钢在AlCl3-NaCl熔盐中电镀铝锰合金的工艺及镀层组织结构、性能进行了研究。结果表明:本工艺可获得平滑、光亮、致密,与碳钢基体附着良好的合金镀层;镀层的锰含量随熔盐中锰含量的增加而增加,当锰含量在10%～30%时,镀层为铝固溶体与非晶态的混合相,大于31%时,为非晶态相,混合相到非晶态相的转换点在30%～31%;镀层由微米级的球状物堆砌而成,在3%NaCl溶液中具有优良的耐蚀性,其平均腐蚀率仅是热镀锌层的1/10。

铝锰镁合金热压缩变形的流变应力曲线与本构方程

通过动态热/力模拟试验机对铝锰镁合金进行热压缩变形,分析了合金在热变形过程中的流变应力,应用Arrhenius关系式对合金在热变形峰值阶段和稳态阶段的热变形激活能进行求解,建立了流变应力本构方程,并将本构方程的计算值与试验值进行对比。结果表明:试验合金在热变形过程中表现出了明显的动态软化特征,发生了动态回复和动态再结晶;在高应变速率、高变形温度下,流变应力曲线呈现多峰值的不连续动态再结晶特征;试验合金在峰值阶段和稳态阶段的热变形激活能分别为164.54,187.26kJ·mol-1;流变应力本构方程的计算结果与试验结果相符。

低碳铝镇静钢铝锰铁脱氧合金化试验

介绍了攀钢用铝锰铁脱氧合金化生产高级别冷轧薄板用钢的可行性和脱氧合金化生产低碳铝镇静钢的工艺路线。采用铝锰铁脱氧合金化后 ,低碳铝镇静钢的炼成率从现工艺的 85 %提高到 99%以上 ,并且冷轧薄板的表面质量有了大幅度的提高。

酸碱滴定法测定铝锰合金中铝量

试样经酸溶解后,采用定量的氢氧化钠一次沉淀分离铝锰合金中锰、铁等干扰元素。在pH 10的碱性溶液中,铝与过量的酒石酸钠络合,生成一种络合物,加入氟化钠破坏此络合物,同时定量地游离出碱,以酚酞作指示剂,用硝酸标准溶液滴定碱,进而计算出铝量。与经典的EDTA络合氟化物置换法进行对照,两种方法测定结果相符。该方法简便、快速,可以用于测定铝锰合金中15%～30%铝量,其相对标准偏差(n=5)<0.5%,加标回收率在99%～101%之间。

铝锰合金点火药燃烧性能与安定性试验研究

为了探索铝锰(AlMn12)合金粉的燃烧性能与安定性,为金属燃料增加新的可用且性能优良的种类,通过离心雾化法制备了铝锰合金粉,并以铝锰合金粉、铝(Al)粉、锰(Mn)粉3种金属粉的活化能作为点火性能的判断依据对比了三者的点火能力。结果表明,铝锰合金粉活化能比同粒度铝粉低14.4 kJ/mol,表明高温下铝锰合金粉比铝粉易点火,点火性能优于铝。以铝锰合金粉、锰粉与高氯酸钾(KP)、氧化铜(CuO)、高氯酸铵(AP)分别混合获得点火药并对点火药的燃烧性能进行了表征。结果表明,与将锰粉作为燃料的点火药相比,以铝锰合金粉为燃料的点火药燃烧峰压、增压速率、平均质量燃速更高,燃烧性能更为优异。基于真空安定性试验,对以铝锰合金粉为燃料的点火药进行了相容与安定性能的测试,结果表明3种点火药的放气量均小于相容性与安定性的最小放气量标准,表明点火药相容性、安定性能均满足要求。

黄棕壤中铁铝锰氧化物的形态及发生学特征

我国北亚热带的黄棕壤随着南北地理位置与土壤发育程度的改变,土壤中不同形态的铁铝锰氧化物的含量及指数呈现有规律的变化。由北而南土壤发育程度加强,土壤中游离铁、游离铝、铁游离度、铁化系数以及铝游离度增加;而铁活化度、铝活性比下降。土壤的游离铁含量虽可反映土壤的发育程度,但在一定程度上又受母质类型的影响,不宜用游离铁量作为黄棕壤的诊断指标;而铁游离度更能表征黄棕壤的发育特性,可作为黄棕壤的诊断指标之一。

氟盐取代络合滴定法测定铝锰合金中铝含量

采用一种无需预先分离铁、锰,直接用氟盐取代络合滴定法测定铝锰合金中铝含量。试样经盐酸和H2O2溶解后,在一定量的铜离子存在下,加入过量的EDTA溶液,使其与溶液中铁、锰、铜等金属离子络合,煮沸溶液使铝也全部形成络合物,以PAN为指示剂,用铅的标准溶液回滴过量EDTA,加入氟化物使Al-EDTA络合物解蔽,释放出与铝等量EDTA,再用铅的标准溶液滴定,由此计算铝的质量分数。试验并确定了测定过程中的最佳分析条件。方法用于分析铝锰合金中铝含量,其相对标准偏差小于0.2%,结果与经典的碱分离EDTA滴定法相符。该方法可用于测定铝锰合金中铝质量分数为15%~30%的样品。

Al_2O_3颗粒增强铝锰合金复合材料性能研究

采用搅拌法,向熔融状态下的铝锰合金中添加Al2O3颗粒,制备成颗粒增强复合材料。将铝锰合金和复合材料的硬度及两种试样的冲击韧度进行对比试验;将铝锰合金和复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,比较两种材料的质量磨损量在不同载荷条件下变化。试验表明,颗粒增强复合材料的硬度相对合金基体有显著提高;对冲击断口进行分析,颗粒增强体的加入有细化晶粒的作用;铝锰合金及其复合材料的质量磨损量都是随着载荷的增大而增大,在较大载荷的条件下(>110 N),复合材料的耐磨性远远大于铝锰合金。

冲蚀角对Al_2O_3颗粒增强铝锰合金复合材料冲蚀磨损性能的影响

采用旋转冲蚀磨损试验对比研究了冲蚀角度(45°和90°)对共晶成分铝锰合金和Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料抗冲蚀磨损性能的影响规律,分析了材料的组织特征及冲蚀磨损后磨痕形貌。结果表明:铝锰合金的铸态组织为锰在铝中的固溶体以及MnAl6和Al11Mn4相;而复合材料的铸态组织为在与铝锰合金相近的基础上分布着的δ-Al2O3颗粒。随冲蚀时间的延长,当冲蚀角为90°时,冲蚀磨损失重率缓慢递增,磨痕形貌主要是由正向应力造成的变形磨损,产生冲蚀坑;而在45°冲蚀角情况下,失重率先增后降,存在着极大值,磨痕形貌主要是由切向应力造成的切削磨损,形成犁沟。

A1_2O_3增强共晶成分铝锰合金复合材料磨损特性

采用搅拌法向共晶成分铝锰合金中加入Al2O3颗粒形成颗粒增强复合材料,将铝锰合金和颗粒增强复合材料在加有磨粒的高矿化度水条件下进行磨损试验,对摩擦系数及摩擦失重量进行对比研究。实验表明,铝锰合金的组织为锰在铝中的固溶体及在其上分布着MnAl6和Al11Mn4的铝锰化合物,而Al2O3颗粒增强铝锰复合材料组织为与铝锰合金相近的基础上均匀分布着δ-Al2O3颗粒;在加有磨粒的高矿化度水摩擦条件下,共晶成分的铝锰合金及其复合材料的摩擦系数和摩擦失重量都是随着载荷的增大而增大,铝锰合金的摩擦系数和摩擦失重量大于复合材料的摩擦系数和摩擦失重量。

掺杂镧的铝锰镀层的制备及其性能的研究

以Q235钢为基体,在Al Cl3-Na Cl-KCl-Mn Cl2熔融盐中添加适量La2O3,使用脉冲电源进行电沉积制得均匀的镀层。研究熔融盐中不同含量La2O3对镀层微观形貌和性能的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)测试了镀层的表面形貌、镀层的组成和相结构;利用塔菲尔曲线、阳极极化曲线评价镀层的耐蚀性。结果表明,当La2O3的含量为0.20%时,镀层表面更光滑、细密、镀层的耐蚀性最好,镀层硬度为58HV0.05。

铝锰钛复合脱氧合金在转炉炼钢中的应用

在25t转炉上试验采用AlMnTiFe合金做为Q235B钢的终脱氧剂,与SiAlCa合金进行对比。结果表明,AlMnTiFe复合脱氧合金能有效降低钢水全氧含量,提高钢水质量;采用AlMnTiFe脱氧后,钢水浇注良好,铸坯内部组织致密,钢材力学性能优良;AlMnTiFe合金代替SiAlCa合金进行终脱氧,可降低吨钢脱氧成本0.84元。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铝锰铁合金中铝磷硅

探讨了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定铝锰铁合金中铝、磷、硅的分析条件。试样经盐—硝混合酸分解,于同一试液中测定铝、磷、硅。铁、锰的背景干扰采用背景校正扣除。方法的相对标准偏差（n=7）为0.6%~3.7%,加标回收率为96%~103%。

提钴铜萃余液中铁铝锰的深度脱除试验

本文对非洲某湿法氧化铜矿的铜萃余液中的铁、铝、锰等杂质离子进行了深度除杂研究。结果表明,采用CaO除杂-P204八级逆流萃取工艺,Mn的去除率可达91%以上,其他杂质脱除率均在95%以上,Co的保留率可达95%以上。CaO沉淀除杂最佳工艺条件:CaO加入量为1.0 g/30 mL(调制成70%浓度料浆),沉淀温度为室温,沉淀时间为10 min;P204萃取除杂最佳工艺条件:萃取温度为室温,萃取pH=2.5~3.0,萃取剂皂化率为40%,萃取剂浓度为10%,相比(O/A)1∶1,萃取时间10 min。

铝锰铁合金标准物质的研制

样品经过加工混匀后,按要求进行粒度实验和均匀性检验。通过定值分析,得到了定值元素的认定值。结果表明该标准物质均匀性和稳定性以及定值准确性均达到国家标准物质的性能指标,符合国家计量技术规范的要求。