锆钛比和烧结温度对PMS-PZT压电陶瓷性能的影响

本文采用传统固相烧结法制备Pb0.995Sr0.005(ZrxTi1-x)0.96(Sb2/3Mn1/3)0.04O3压电陶瓷,研究了锆钛比和烧结温度对该体系的压电陶瓷性能的影响,并测试其居里温度。结果表明:陶瓷的压电性能随Zr/Ti减小先升高后下降,当Zr/Ti为50.5/49.5时,该体系的压电性能取得最大值;压电陶瓷的压电性能随烧结温度增加先升高然后下降,在1200℃烧结温度下,当Zr/Ti=50.5/49.5时,获得最优的综合性能,此时εT33/ε0=1628,tanδ=0.45%,Kp=0.73,d33=409pC/N,Qm=700;在所研究的组成范围内,随着Zr/Ti的减小,介电常数温度图谱峰值向高温移动,当Zr/Ti=50.5/49.5时,介电峰值对应的居里温度为325℃。

杂质镓对纯铝表面锆钛转化膜的组织及耐腐蚀性能的影响

目的探究杂质镓对纯铝锆钛转化膜的生长规律和防护性能的影响。方法采用扫描电化学显微镜(SECM)技术表征了含镓纯铝表面锆钛转化膜在3.5%(质量分数)NaCl溶液中局部腐蚀的演变过程,结合X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等技术分析了镓对纯铝锆钛转化膜的组织及成分的影响规律,采用开路电位法(OCP)、电化学阻抗技术(EIS)以及极化曲线(Tafel)等探究了杂质镓对纯铝表面转化膜的生长和耐腐蚀性能的影响规律。结果锆钛转化膜主要由冰晶石Na3AlF6、氧化物(如TiO_(2)、ZrO_(2)、Al_(2)O_(3))和有机金属络合物组成;杂质镓的添加会抑制铝表面转化膜的生长,破坏膜层的完整性。随镓含量(质量分数)从0%增大到0.5%,锆钛转化膜阻抗值从4.75×10^(4)Ω·cm^(2)不断减小到2.49×10^(3)Ω·cm^(2),自腐蚀电流密度由0.45μA增加到13.4μA,腐蚀电位从-0.485 V降低到-0.890 V,耐腐蚀性能逐渐降低。在锆钛转换膜的SECM微区腐蚀演变过程中,膜层自修复行为会降低膜层的被腐蚀倾向,但富集在表面的镓会抑制自修复膜层的形成,导致基体被严重腐蚀。结论铝中的杂质镓能够直接影响锆钛膜的完整性,降低对铝基体的保护,导致了铝基体局部腐蚀溶解的发生。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定锆钛矿中的铪

锆钛矿中存在耐高温的锆、钛化合物,铪以类质同象进入锆矿物中,准确测定锆钛矿中的铪对选矿研究、矿物综合利用及工业生产有重要作用。通过考察锆钛矿成分及熔融方法,以碳酸钠-硼砂高温熔融锆钛矿,以178 Hf为分析同位素及185 Re为内标,使用电感耦合等离子体质谱法测定锆钛矿中含量不均的铪。结果表明,碳酸钠-硼砂高温熔融效果最好,可完全溶解耐高温难分解的锆钛矿,当碳酸钠-硼砂质量配比为2∶1时熔融效果最佳。ICP-MS蠕动泵转速为45 r/min、雾化气流量为1.06 L/min时雾化效率最优。在选定的实验条件下,HfO_(2)质谱强度与质量浓度在0.01~250 ng/mL呈良好的线性关系,相关系数为0.9997,背景等效浓度为0.029 ng/mL,方法检出限为0.0032 ng/mL。按实验方法对中国国家标准物质中的HfO_(2)进行测定,测定值与认定值一致,相对标准偏差在1.6%~3.2%。按实验方法对锆钛矿样品中的HfO_(2)进行测定并进行加标回收实验,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)为0.90%~3.4%,加标回收率在96.0%~106%,满足国家地质矿产行业标准DZ/T 0130—2006的要求。

铈钛共掺杂氧化锆致密扩散层极限电流型氧传感器

采用固相法制备铈钛共掺杂氧化锆Ce_(0.2-x)Ti_(x)Zr_(0.8)O_(2)(CTZ)(x=0.05,0.1,0.15)混合导体材料,以铈钛共掺杂氧化锆作为致密障碍层,10ScSZ作为固体电解质,制备了极限电流氧传感器。结果表示:Ce_(0.2-x)Ti_(x)Zr_(0.8)O_(2)(CTZ)在x=0.05,x=0.1时主晶相为四方相结构,x=0.15时大量单斜相存在;随着Ti掺杂量x的增加晶粒逐渐增大,在x=0.05时,Ce_(0.2-x)Ti_(x)Zr_(0.8)O_(2)材料的电导率最大;在测试范围内,氧传感器具有良好的极限电流平台。在810℃时,极限电流与氧浓度呈线性关系:IL(mA)=0.778+0.451x(O_(2))(mol%)R=0.997。在恒温810℃,含氧量在6%和16%之间来回切换时,测得传感器的响应时间曲线,得出氧传感器呈现良好的重复性。

海南省万宁市钛锆矿资源分布及成矿分析

万宁市坐落在海南岛南部,是一个典型的沿海城市,并且,其矿产资源“琳琅满目”,像是钛、锆等都包含在内,其中,排在首位的当属钛矿。同时,从当前探明的结果来看,当地钛矿贮量在海南钛矿总储量的占比超过7成,在全国钛矿总储量的占比超过3成。此外,与钛矿相伴相生的锆矿也有颇丰的数量,储量为钛矿的15%。本论文以海南省万宁市锆钛矿为研究对象,全面分析了万宁市区域地质条件、钛锆矿矿物组成特征和钛锆矿矿产资源分布特征,基于钛锆矿成矿理论,结合万宁市地质环境背景,对万宁市钛锆矿矿床成因进行深入分析。分析结果表明:就海南岛万宁市钛锆矿成因类型而言,一种可以划归到滨海沉积型范围内,另一种可以划归到残坡积型范围内。同时,母岩的类型为岩浆岩,不同时期的岩浆岩侵入是其形成的主要原因,第四系全新世晚期是其主要成矿时期。本论文较为全面的阐述了万宁市钛锆矿的分布特征和成矿条件,旨在为海南省万宁市钛锆矿产资源的勘察、开发、利用提供理论基础,为我国贵重金属矿产资源的开发奠定科学基础。

钨锆钛活性破片对间隔靶的毁伤效应

为研究钨锆钛活性破片穿靶后的耦合毁伤机理,开展了钨锆钛活性破片侵彻6 mm Q235钢板和1.5 mm铝板组成的间隔靶的弹道枪实验,观察钢靶穿孔模式、后效铝靶的毁伤模式及活性破片侵彻间隔靶的高速摄像,结合活性破片冲击反应理论、能量守恒原理,计算靶板变形能,分析化学能和动能在耦合毁伤中的贡献占比。研究结果表明:活性破片着靶速度小于800 m/s时,钢靶塞块与破片碎片云在铝靶上造成隆起、侵坑、烧蚀破坏,着靶速度增大到1 187 m/s以上时,铝靶受前层钢靶塞块作用发生冲塞破坏,在碎片云的动能与化学能耦合毁伤作用下出现隆起、裂纹和花瓣翘曲;随着着靶速度的增大,后效靶毁伤面积与活性破片反应程度均呈增大趋势;化学能在耦合毁伤中的贡献度逐渐增大。

锆-钛矿产资源分布特点、类型、供需格局及开发利用现状

【研究目的】中国锆-钛矿产资源禀赋较差而市场需求较大,因此每年需大量进口锆-钛矿产资源,梳理锆-钛矿产资源分布、成矿类型及供需现状,对于进一步开展锆-钛矿产勘查及开发意义重大。【研究方法】本文系统收集和整理了全球锆-钛矿产资源禀赋、矿床类型、供需条件及资源潜力。【研究结果】全球锆矿资源主要以砂矿型锆英石为主,钛矿资源主要以钛铁矿和金红石为主,高品质钛矿资源也以沉积型砂矿为主。全球锆-钛矿产资源具有分布集中、供需分离等特点,主要表现为:锆矿资源主要集中在澳大利亚(71.43%)、南非(8.43%)和莫桑比克(2.57%)三个国家(占比80%以上),中国是全球最大的锆矿资源进口国,进口来源国主要为澳大利亚和南非;钛铁矿资源主要分布在中国(32.86%)、澳大利亚(22.86%)和印度(12.14%)等国,金红石资源则主要分布在澳大利亚(62.31%)、印度(14.87%)和南非(13.07%)等国,中国钛矿资源虽然储量占比高,但资源禀赋差(高品级钛矿依赖进口),是全球最大的钛矿资源净进口国,莫桑比克和越南是中国目前最大的钛矿资源海外来源地。【结论】锆-钛矿产资源未来仍是中国的紧缺矿种,应进一步加大勘查开发投入、拓展海外来源地、提升产业链发展水平,并尽快建立锆-钛矿产资源可持续发展及保障体系。

熔融制样-X射线荧光光谱法测定锆钛矿中主次成分

为准确测定锆、钛及其共伴生有用有害杂质元素含量,采用稀释比1∶20的四硼酸锂-偏硼酸锂混合熔剂,先将样品700℃预氧化7 min,再1 050℃熔融19 min制样,建立了熔融制样-X射线荧光光谱法测定锆钛矿中SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)、CaO、MgO、MnO、TiO_(2)、K_(2)O、Na_(2)O、P_(2)O_(5)、ZrO_(2)等11种主次成分的分析方法。采用标准样品加入光谱纯的方式配制锆钛矿的标准系列样品解决锆钛矿石标准样品不足的问题。结果表明,各组分的检出限在0.004%~0.13%,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)在0.060%~2.6%。对实际样品进行测定,测定值与传统方法测定值一致,并具有操作简便,分析周期短的优点,解决了锆钛矿石前处理过程中锆钛易水解,分析周期长的问题,对综合评价锆钛矿资源具有重要意义。

国外某滨海砂矿锆钛高效回收选矿试验研究

国外某海滨砂矿中TiO_(2)、ZrO_(2)含量分别为7.55%和0.74%,其中钛主要以钛铁矿、金红石等工业可利用矿物形式存在,锆主要以锆英石形式存在,嵌布粒度范围主要集中在0.04~0.16 mm,属于物理选矿适宜回收的粒度范围,是典型的锆钛共生砂矿。针对该矿,进行了工艺矿物学和选矿小型试验研究,采用“锆钛矿物重选预富集—钛铁矿与非磁性锆钛矿物磁选分离—锆钛矿物重选再富集—金红石与锆英石干式磁电选分离”的全工艺流程,分别获得了钛品位大于52%的钛铁矿精矿、钛品位大于77%的含铁金红石精矿、钛品位大于75%的金红石精矿以及锆品位大于63%的锆英石精矿,钛锆回收率分别达到了81%和74%,实现了该矿床中钛锆资源的高效利用,可为同类矿山的开发利用提供借鉴。

不同直径钛锆合金种植体用于牙周炎患者后牙种植修复2年随访观察

目的观察评估钛锆合金3.3 mm/4.1 mm直径种植体分别用于牙周炎患者水平骨量轻、中度不足的前磨牙/磨牙区并采用单冠固定修复2年后的临床效果和种植体周边缘骨水平变化情况,以期为临床提供参考。方法选自2018年5月至2021年7月在北京大学口腔医院牙周科行后牙种植治疗并伴种植区水平骨量不足的牙周炎患者30名。在前磨牙/磨牙分别植入直径3.3 mm/4.1 mm的Roxolid?钛锆合金种植体共47颗。术后4个月采用螺丝固位氧化锆全瓷冠修复并负重。种植术后3个月、修复后即刻、3个月、6个月、1年及2年进行临床检查和维护治疗,种植术后即刻、修复后即刻、1年及2年进行影像学检查。通过问卷记录患者术后反应。使用广义线性混合模型比较不同随访时间点各临床指标及边缘骨水平的变化。结果共25名患者、40颗种植体完成2年复查。所有病例术后肿痛反应轻微。与修复体戴入即刻的基线比较,负重1年及2年后边缘骨水平变化量极少,分别为-0.02±0.14 mm、0.01±0.17mm;种植体周黏膜炎发生率分别为23.8%、18.4%;无种植体周炎。机械学并发症发生率2.5%。种植体成功率100%。结论对于后牙区水平骨量轻、中度不足的牙周炎患者,钛锆合金3.3 mm/4.1 mm直径种植体分别用于前磨牙/磨牙是简便可行的治疗选择。2年随访期内边缘骨水平保持稳定,机械学并发症发生率较低,软组织相关指标基本稳定。

莫桑比克楠普拉省锆钛砂矿资源地质特征

莫桑比克是我国锆钛砂矿进口量最大的国家,楠普拉省锆钛砂矿项目是我国在莫桑比克、乃至非洲运营最成功的锆钛砂矿矿山项目之一,为境外锆钛砂矿项目提供可复制、可推广的经验。本文以莫桑比克楠普拉锆钛砂矿矿山多年的地质勘探和矿山工程等方面实践数据为基础,运用类比和统计学原理对矿山项目的地质特征、矿体特征、矿砂质量特征和矿物含量特征等进行研究。研究表明:(1)锆钛砂矿等重矿物主要赋存在第四系海岸砂丘(沙丘和滩涂)中,原矿砂中TiO_(2)和ZrO_(2)含量为0.77%和0.11%、中细粒占91.45%,锆钛砂矿矿物中粉细粒占82.84%~87.51%;(2)原矿砂中钛铁矿和金红石形态的钛元素分布率为88.14%和7.55%,锆英石形态的锆元素分布率为94.73%,原矿砂选矿试验可获得54.35%TiO_(2)的钛铁矿精矿和65.92%ZrO_(2)的锆英石精矿;(3)原矿砂中锆英石与钛铁矿的品位相关系数不低于0.92,锆钛砂矿品位与深度的相关系数不低于0.80,且随着深度增加先增大后减小,锆钛砂矿品位与矿体的厚度和宽度呈反比,相关系数分别为0.48和0.65。通过莫桑比克锆钛砂矿资源数据的定量研究,发现锆钛砂矿矿物和矿体变化规律性强,该规律可为锆钛砂矿探矿、采矿和选矿等工作提供依据,达到提升矿山经济效益的目的。

碱熔-ICP-AES法测定锆钛砂矿中锆和钛

碱熔-ICP-AES法是一种高效、快速、无损、低成本的检测方法,其原理是将有机溶剂或无机溶剂通过高温熔融,再经一系列处理、反应后,变为溶液。其中,反应产物在溶液中被分解,在反应过程中,水和氧气、金属离子发生反应,形成反应物,然后在还原剂的作用下,还原成溶液中的金属和离子,最终生成稳定的溶液体系。在碱性条件下,该方法具有快速、灵敏度高、重现性好、重复性好等优点。但是,碱溶法反应时间长,试剂的浪费和环境的污染等问题限制了该方法的广泛应用。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆钛砂矿中锆钛铁钍铪

为了满足区域资源的调查和研究需要,提出了过氧化钠熔融-电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定锆钛砂矿中锆、钛、铁、钍和铪5种元素的分析方法。样品用过氧化钠熔融,水提取熔融物,过滤后沉淀用硝酸溶解,ICP-AES测定。由于过氧化钠与样品的熔融物经水提取和过滤后,大量的钠和大部分干扰元素进入滤液中,而分析元素留在沉淀中,有效消除了高盐效应对测定的影响。方法的检出限为0.010 mg/L(锆)、0.011 mg/L(钛)、0.005 1mg/L(铁)、0.082mg/L(钍)、0.018mg/L(铪),样品中各元素测定结果的相对标准偏差(n=5)小于5%,锆钛砂矿标准样品中各元素的测定值与其认定值一致。

Zr/Ti 摩尔比对锶锆钛复合氧化物在可见光下光催化性能的影响

通过分步沉积法制备了不同Zr/Ti摩尔比的锶锆钛(SZT)复合氧化物催化剂, 以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱等表征手段考察不同Zr/Ti摩尔比下SZT催化剂的结构形态, 以可见光下光催化降解亚甲基蓝为模型反应考察样品的光催化活性. 结果表明: Zr/Ti摩尔比<1时SZT 催化剂发生 Zr4+与Ti4+同质替换, 引起晶格缺陷, 光催化活性小幅提高; Zr/Ti摩尔比≥1时SZT催化剂产生SrZrO3/TinO2n-1(n=4, 9)的新晶相, TinO2n-1(n=4, 9)的存在有利于光生电子-空穴的传导与分离, 可大幅提高催化剂光催化活性. 其中, SZT-5/5表现出最高的光催化活性, 其一级反应速率常数达到0.2133 min-1, 是同等光照条件下纯SrTiO3样品(0.0158 min-1)的 13.5 倍.

熔盐电解制备钛锆合金及其反应过程研究

采用熔盐电解法由ZrO2与TiO2混合氧化物(Ti,Zr原子比为1∶1)一步制备出了TiZr合金,并探讨了反应机制。温度为900℃,CaCl2熔盐中以烧结的ZrO2与TiO2混合氧化物为阴极,石墨棒为阳极,3.1 V恒电压电解,制备出了钛锆合金。结果表明,所得产物的组分与投料比例一致,钛、锆为无限互溶的固溶体,电解反应是由外向内进行的。其合金化历程为:部分ZrO2先生成CaZrO3,然后继续脱氧还原为锆的低价氧化物直至还原为金属锆,一旦有金属锆生成,TiO2在金属锆上直接电解还原形成钛的低价氧化物,直至生成金属钛后与锆形成固溶体;其余ZrO2,TiO2先形成CaZrmTinOx,然后直接脱氧还原为TiZr。

6063铝合金着色钛锆转化膜结构和耐蚀性能的研究

为了获得性能优异的有色钛锆转化膜层,利用正交试验确定了组分为六氟钛酸、六氟锆酸、含锰成膜剂和有机酸的6063铝合金转化处理液的较佳配方,并分析了转化膜的表面形貌、成分及耐蚀性能。分析结果表明:生成的转化膜为淡黄色,且均匀、连续;转化膜中含有钛、锆元素,其腐蚀电位和腐蚀电流密度比裸6063铝合金明显降低,说明钛锆转化膜可以更好地抑制铝合金的阴极反应,从而更有效地提高铝合金的耐蚀性能。

铝合金表面钛锆转化膜的性能

为开发出可替代铝合金表面铬酸盐转化工艺,以2024铝合金为基体,采用钛酸盐、锆酸盐为主盐,制备了金黄色与灰色2种无铬钛锆转化膜,并与阿洛丁铬酸盐转化膜进行性能对比。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗谱对3种转化膜的表面形貌、成分、耐蚀性能及防护机制进行分析表征。结果表明:2种钛锆转化膜表面平整、无明显缺陷,但呈现出不同的微观形貌特征;经168 h中性盐雾试验,二者均无明显腐蚀产物产生;2种钛锆转化膜极化曲线呈现出较为明显的钝化区,膜层电阻也随浸泡时间的延长逐渐增加,但其模值|Z|要远低于铬酸盐转化膜,灰色钛锆转化膜的防护性能要优于金黄色钛锆转化膜。

AA6061铝合金表面钛锆膜的结构及性能研究

在AA6061铝合金表面形成了钛锆膜。用SEM/EDX和XPS分析了钛锆膜的表面形貌及成分.采用电化学测试和中性盐雾测试研究了钛锆膜的耐蚀性能.结果表明,钛锆膜是由Zr-Ti-F-O-Al等元素组成的复合物;钛锆膜的耐蚀性能与基体相比有明显的提高,但不及六价铬酸盐膜;经72小时中性盐雾腐蚀,腐蚀面积小于10%.

电感耦合等离子体发射光谱法测定锆钛砂矿中铪钛锆

锆钛砂矿是一种极难消解的矿物,除氢氟酸外,几乎不溶于所有的酸,由于矿物中铪、钛、锆含量高,而铪、钛、锆又易水解形成难溶的偏铪酸、偏钛酸、偏锆酸析出,样品前处理给定量分析带来很大困难。传统的化学法繁琐费时,且只能进行锆(铪)合量的分析。本文建立了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定锆钛砂矿样品中铪、钛、锆的方法。通过筛选四种溶矿方法,确定在刚玉坩埚中用过氧化钠于700℃时熔融样品,硝酸-EDTA浸取盐分前处理矿物,利用EDTA的强络合性质可使铪、钛、锆形成稳定的可溶络合物,制备出有代表性的样品溶液;在ICP-AES分析中,采用Re作为内标和大的高频功率消除了基体效应的影响。方法的精密度(RSD,n=11)低于1.3%,Hf、Ti、Zr的检出限分别为0.97μg/g、0.86μg/g、0.33μg/g。实际样品的测定值与化学分析方法和X射线荧光光谱法的测定结果基本吻合。。本方法采用刚玉坩埚熔矿,提高了样品处理数量,降低了分析成本,适用于难熔锆钛砂矿样品的快速定量分析。

铸造钛铌锆锡合金离子耐腐蚀性的体外实验研究

目的:研究铸造钛铌锆锡合金(Ti-24Nb-4Zr-7.9Sn)在不同模拟人工体液环境中的离子溶出情况。方法:采用常规失蜡铸造法分别制作钛铌锆锡合金(实验组)和纯钛试件(对照组)各20个,每组试件再随机分成4组,分别浸泡于人工唾液、10g/L乳酸液、中性含氟液和酸性含氟液中7d,测定浸泡液中溶出的金属离子浓度并观察试件表面形貌的改变。结果:①在相同浸泡液中钛铌锆锡合金的离子溶出总量小于纯钛,差别有统计学意义(P<0.05);②对于同种材料而言,酸性含氟液中离子溶出量最高,其次为中性含氟液,再次为乳酸液,在人工唾液中的离子溶出量最低,差别有统计学意义(P<0.05);③电镜下,在同种浸泡液中钛铌锆锡合金较纯钛表现出更好的耐静态浸泡腐蚀的迹象;④酸性含氟液腐蚀后钛铌锆锡合金表面的腐蚀产物主要为:Na3TiF6、Na2NbF6、Na2ZrF6、Na2SnF6;纯钛表面的腐蚀产物主要为:Na3TiF6、Na2TiF6和Na3TiOF5。结论:铸造钛铌锆锡合金具有较好的耐腐蚀性能,能够满足口腔修复体的耐腐蚀性能要求。