不同应变率加载下硅的高压相变行为

高压相变是凝聚态物理、地球与行星科学、材料科学等领域关注的核心问题之一,而加载应变率是相变动力学过程的重要影响因素。由于动态加载下物质相结构原位诊断技术的不足以及宽广加载应变率下物质高压相变系统实验研究的缺失,难以开展基于原子尺度物理机制的相变动力学过程建模和数值模拟研究。由于硅的高压相极其丰富,且拥有大量亚稳相,动力学因素在其高压相变过程中发挥着至关重要的作用,因此,硅是研究高压相变动力学的理想材料,对普适相变动力学过程的理论建模具有重要意义。以硅为例,介绍其在准静态、中等应变率和高应变率加载下的相变行为,探讨加载应变率对其高压相变行为的影响。

小晶粒高硅铝比NaY分子筛低温合成研究

采用自制的偏铝酸钠为合成导向剂,在低温下水热晶化合成出了小晶粒高硅铝比的NaY分子筛。考察了合成导向剂的陈化温度、陈化时间、晶化碱度、晶化温度和晶化时间对产品的影响,得到了制备NaY分子筛最佳的工艺条件,并进行了放大制备。在此条件下,NaY分子筛结晶度(峰面积)≥90%,结晶度(峰高)≥85%,硅铝比≥5.5,晶粒尺寸均在(100~200)nm,不仅优于工业标样的指标要求,且易于放大。

带式焙烧机工艺高硅镁质熔剂性球团制备特性

本文以高品位磁铁精矿(O矿)、高镁磁铁精矿(K矿)和高硅赤铁矿粉(Y矿)为原料,根据某钢厂现场原料配比40%O矿+20%K矿+40%Y矿,在实验室开展模拟带式焙烧机工艺的高硅镁质熔剂性球团制备特性研究,揭示了二元碱度(CaO/SiO 2为0.5~0.9)对球团焙烧特性、成品球团冶金性能(还原度RI、还原膨胀指数RSI和动态法低温还原粉化指数LTD+3.15 mm)和矿相学特征的影响规律。结果表明:提高球团碱度有利于改善球团焙烧和冶金性能,在0.5~0.9的碱度范围内,球团的还原度≥65.38%、还原膨胀指数15%、动态低温还原粉化性能优良(≥98.88%)。矿相分析结果表明,所制备高硅镁质熔剂性球团的固结形式主要为Fe 2O 3再结晶,提高碱度利于形成更多液相从而促进固结,降低球团孔隙率,从而生产出性能良好的成品球团。本研究将为工业生产实践提供有力支撑和重要借鉴。

温度对高硅氧基体玻璃纤维性能的影响及其机理探索

针对经石蜡型浸润剂涂覆后的高硅氧基体玻璃纤维原丝,在高温环境下性能、生产利用率下降的问题,深入研究了温度对其性能的影响规律,并对机理进行了讨论。采用红外、热重、扫描电镜等分析手段,对不同形态的高硅氧基体玻璃纤维原丝在不同温度、不同存放时间下的性能进行了表征。结果表明,随着温度的升高,浸取液碱性增强,机械性能下降,同时纤维丝表面晶体析出越多,且存在碳酸根。因此,可以得出,温度影响高硅氧基体玻璃纤维性能的根本原因,可能在于高温促进了纤维中Na^(+)运动,加快了其与纤维表面水分子中H+的离子交换,从而加速了纤维结构的破坏,导致性能下降。

Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团固结性能的影响

深入研究Fe_(2)O_(3)对于高硅碱性球团生球以及成品球性能的影响,有助于促进基于我国铁矿资源特征的低碳炼铁技术发展。本文通过调整碱性球团用混合料中Fe_(2)O_(3)的含量,解析Fe_(2)O_(3)对高硅碱性球团生球、预热球和成品球性能的影响规律,并采用扫描电镜以及图像识别处理系统表征高硅碱性球团的微观矿相结构。结果表明:随着混匀矿中赤铁矿配比的提高,高硅碱性球团生球、预热球和成品球的抗压强度均有所降低,随着Fe_(2)O_(3)配比的升高,成球性能劣化,生球的抗压强度降低至9.04 N/P。赤铁矿连晶固结性能变差,成品球的强度降低至3433 N/P。当两种矿粉的配比为50%时,球团孔隙率急剧增大为32.8%,A矿粉配比不宜超过40%。微观矿相结果表明,随着Fe_(2)O_(3)含量的增加,球团内部小颗粒尺寸晶粒变多,大颗粒尺寸晶粒减少,平均颗粒面积减少,晶粒间连晶性能变差,固结性能削弱,内部孔隙率提高。在制备高硅碱性球团时,含Fe_(2)O_(3)的精矿粉配加不宜太高,会对球团矿的固结性能产生不利影响。

LiFSI-LiPF_(6)电解液在高镍/硅碳锂电池中的应用

高镍/硅碳体系是最具潜力的下一代高能量密度锂离子电池体系,但由于电池循环稳定性差,目前规模化应用受限。研究认为,构建稳定的SEI是提升高镍/硅碳电池容量保持率的关键方法之一。传统电解液中六氟磷酸锂(LiPF_(6))会产生酸腐蚀性产物,不利于SEI的稳定;双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)作为一种新秀锂盐被证明有优异的热稳定和成膜性能,会腐蚀正极集流体。研究了LiFSI-LiPF_(6)双盐电解液在高镍/硅碳软包电池中的应用,通过化成、循环和储存测试,评测其电化学性能。结果表明,LiFSI-LiPF_(6)电解液可以降低电池化成产气量和内阻,提升电极稳定性,0.6mol/dm^(3)LiFSI+0.6mol/dm^(3)LiPF_(6)电池循环1000圈后的容量保持率最高,达75.66%,其储存电压降比LiFSI单盐电池少37.64%。

纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的制备及其甲苯脱除性能研究

以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂、NH4F为矿化剂,运用水热晶化法制备厚度为10~100 nm的纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛,考察TPAOH/SiO_(2)摩尔比、晶化温度对纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛制备的影响,并对其甲苯动态吸附性能进行评价。结果表明,晶化温度为90℃时,随着TPAOH/SiO_(2)摩尔比的增加,纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的尺寸与厚度减小,孔容与平均孔径增大。TPAOH/SiO_(2)摩尔比为0.35时,晶化温度的升高不影响纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的形貌、结晶度与孔结构。相比市售高硅ZSM-5分子筛,厚度10~20 nm、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)摩尔比为305的纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛对甲苯的动态穿透吸附容量增加约22.5%、饱和吸附容量增加约26.8%,且吸附曲线符合Yoon-Nelson模型。经20次重复再生后,该纳米薄片状高硅ZSM-5分子筛的甲苯吸附容量衰减低于0.5%,展现出良好的再生使用性能。

低渗油高填充导热硅凝胶的研制

以200 m Pa·s和500 m Pa·s的端乙烯基硅油为基体硅油、活性氢质量分数0.05%含氢硅油为交联剂,添加不同粒径球形氧化铝以不同比例复配的导热填料制得低渗油高填充导热硅凝胶。研究了不同粒径球形氧化铝与基体硅油黏度对基胶黏度及氧化铝最大填充量的影响,探究了γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)对硅凝胶导热性能的影响,基体硅油黏度、活性氢与硅乙烯基物质的量之比及氧化铝填充量对硅凝胶硬度、密度、热导率及力学强度的影响。重点研究了氧化铝复配种类与比例对硅凝胶抗渗油性能及热稳定性的影响机制。结果表明,以不同黏度的端乙烯基硅油为基体硅油,活性氢质量分数0.05%含氢硅油为交联剂,添加不同粒径的球形氧化铝复配导热填料可制得低渗油高填充导热硅凝胶;在采用单一粒径球形氧化铝时,同一填充量下,20μm球形氧化铝对基胶的增黏不明显且最大填充量较高,可达1 500份;适当增加硅烷偶联剂KH590用量能有效提高硅凝胶的导热性能,较佳用量为2.00%;采用200 m Pa·s的端乙烯基硅油为基体硅油,活性氢与硅乙烯基物质的量之比为0.8∶1,单独采用600份20μm球形氧化铝作导热填料时,硅凝胶具有较佳的硬度、密度、热导率及拉伸强度,邵氏OO硬度为67,密度为1.83 g/cm^(3),热导率为3.69 W/(m·K),拉伸强度为1.95 MPa;采用不同粒径球形氧化铝复配时,导热硅凝胶的热导率均高于采用单一粒径球形氧化铝填充的硅凝胶,导热填料采用20μm与5μm球形氧化铝按质量比2∶1复配时硅凝胶导热性能较佳,热导率为4.72 W/(m·K);由于球形氧化铝表面硅烷化后与基体硅油的缠绕及填料表面巯基与一定量残留双键的氢键效应,导热填料采用20μm与5μm球形氧化铝按质量比2∶1复配时硅凝胶具有较佳的抗渗油性能及热稳定性,渗油比仅为1.0476,硅凝胶质量损失率5%时的温度为331℃,700℃时残余质量分数为89.10%。

高硅无取向电工钢的高温氧化行为

采用对比实验研究了不同温度下的高硅无取向电工钢的氧化行为,利用场发射扫描电子显微镜及其EDS功能观察了经不同温度(1030~1240℃)加热后高硅无取向电工钢氧化层的微观形貌、结构组成及合金元素的偏析现象.结果表明:经高温加热后的高硅无取向电工钢氧化层主要包括4部分,分别为纯氧化铁层、铁橄榄石和氧化铁混合层、富Si区与贫Si区混合层、致密氧化膜层;高温氧化过程中会产生Si成分偏析现象,1240℃时Si的偏析深度可达130μm,不同深度偏析处的Si质量分数相差可达0.9%,且随着温度的降低,偏析程度逐渐减弱,直至消失.

高硅料液萃铜过程中界面污物的影响及生产实践

萃铜是湿法炼铜的关键环节,萃取料液硅含量高,但是液-液界面会生成稳定的乳化液,即界面污物。界面污物是由有机相、水相和固相渣组成的多相非均质体系,一般呈絮凝油泥状。因此,有必要分析高硅料液界面污物生成机理,提出高硅料液萃取生产的控制措施,明确高硅料液严重界面乳化的处理方法,从而有效控制界面污物的影响,确保萃取作业正常进行。

低品位高硅高碱石灰石用于生产硅酸盐熟料的实践

通过使用高硅高碱石灰石配料生产硅酸盐熟料的试验,确认高硅高碱石灰石掺加量控制在85%左右,同时采用粉煤灰配料,提高熟料中的C2S含量,提高了熟料28 d抗压强度。选择低碱的辅助原材料,并采用脱硫石膏将生料硫碱比控制在0.8左右,保证了熟料质量。

纳米复合陶瓷球在张庄矿高硅难磨铁矿中的应用

为验证纳米复合陶瓷球应用于高硅、高硬度铁矿石的可行性,以马钢张庄矿二段球磨给矿为原料,开展了不同粒级陶瓷球配比试验、全陶瓷球及陶瓷球+钢球试验、球磨机浓度及充填率等工艺条件试验。试验结果表明:在陶瓷球ϕ30 mm、ϕ25 mm、ϕ20 mm配比为20%∶60%∶20%、充填率为40%、球磨浓度为70%的条件下,陶瓷球、陶瓷球+钢球磨矿产品粒度分布中-0.023 mm含量下降幅度分别达31.98%,21.29%,试验室条件下的陶瓷球或陶瓷球+钢球磨产品粒度分布中能有效减少过磨粒级的产生,降低球磨机电耗,可使用陶瓷球替代钢球进行工业生产。

高硅砂岩配料生产高抗硫酸盐水泥熟料的实践

埃及B.S项目根据业主要求生产高抗硫酸盐水泥熟料,铝酸三钙含量要求小于3.0%。回转窑设计产能6 000 t/d,目前稳定运行在6 500 t/d。本文重点介绍利用高硅砂岩生产高抗硫酸盐水泥熟料生产工艺及遇到的问题总结。

高硅花岗岩流体出溶作用的识别和意义

高硅花岗岩以暗色矿物含量低,富SiO_(2)、Rb,贫MgO、FeO、Sr、Ba为特征,富集稀有金属元素,其研究对于理解花岗岩成因演化、稀有金属元素富集和成矿过程至关重要。岩相学和地球化学特征指示其经历高程度的分异演化,H 2O等挥发分作为不相容组分在残余熔体中逐渐富集饱和,导致流体出溶在高硅花岗质熔体中,但如何识别这一过程是难点。文章从岩相学、地球化学、矿物学、金属稳定同位素(Li、Ba、Fe)等角度总结了高硅花岗岩中流体出溶作用的证据和指标。岩相学方面,晶洞构造、雪球结构、单向固结结构等特殊结构、构造的出现是流体出溶的重要标志;地球化学方面,极低的Nb/Ta值(<5)、Zr/Hf值、稀土元素四分组效应是流体-熔体相互作用的有效识别标志;矿物学方面,锆石蜕晶化作用、轻稀土元素富集及钾长石富Pb指示存在热液流体参与;金属稳定同位素方面,相对于普通花岗岩,高硅花岗岩通常富集重Li、轻Ba和重Fe同位素,流体-熔体相互作用很可能是主要控制因素。但部分地球化学指标还存在较大争论,在实际使用过程中需结合不同指标进行综合分析。经过岩浆演化和流体出溶两阶段的富集过程,稀有金属元素得以在出溶流体中极度富集进而成矿。

金刚线切割硅片废料制备高模数硅酸钾的研究

近年来,我国光伏能源飞速发展,对晶体硅片的需求量逐年大幅增加。但在生产太阳能硅片过程中,会产生大量的切割废料,有效地回收利用该废料已成为亟待解决的问题。本研究以金刚线切割硅片废料为原料,考察不同反应条件对制备4.8模数硅酸钾的影响。试验确定最佳的反应条件为:采用分批缓慢将前处理后的回收硅粉加入到预热好的碱液中反应的加料方式,控制反应温度为50~60℃,反应时间为4~5 h。区别于传统的硅酸钾生产方法,本方法在常压下,即可生产出模数高达4.8、稳定性良好的无色透明硅酸钾,为金刚线切割硅片废料的回收利用,提供了一个新的处理方法。

硅砂对高铝超薄玻璃熔解特性的影响分析

本文深入探讨了硅砂对高铝超薄玻璃熔解特性的影响,强调了硅砂在制造高铝超薄玻璃中的关键作用。通过分析硅砂的纯度、粒度以及加热过程中的处理方式,研究指出这些因素对玻璃的熔解温度、熔解速率及最终质量有着显著影响。文章不仅讨论了硅砂的物理和化学特性如何影响高铝超薄玻璃的生产效率和能源消耗,还提出了优化生产工艺以提高产品质量的方法。此外,本文也覆盖了高铝超薄玻璃的基本特性、应用领域和市场需求,为理解硅砂在高铝超薄玻璃生产中的重要性提供了全面视角,并探讨了通过材料工程和工艺优化克服生产挑战的途径。

低碱高硅率高抗硫酸盐水泥熟料的研发及生产实践

通过采用资源劣化的自有矿山高硅低钙石灰石原料,进一步优选原燃材料,改进生料配料、加强水泥熟料质量监测和改善煅烧中控操作等措施,研发生产了碱含量约0.2%,硅酸率约3.50的低碱、高硅率、高抗硫酸盐水泥熟料,满足了易受硫酸盐侵蚀、冻融和干湿作用的海港、水利、地下工程建设要求。

低碱高硅率中抗硫酸盐水泥生产实践

通过优选碱含量低的原材料、采用高硅率生料配料、改进熟料煅烧工艺、合理控制水泥粉磨指标,研发生产了水泥碱含量<0.30%、14d线性膨胀率<0.030%,熟料铝酸三钙<4.0%、硅酸率为3.50左右的低碱高硅率中抗硫酸盐水泥,满足了水工混凝土、碱及硫酸盐含量较高地区的地下混凝土结构工程对特种水泥的质量需求。

知识产权支撑新疆硅基产业高质量发展研究

本文探讨新疆硅基产业发展及知识产权问题。新疆该产业集群化低,产业链不完整,文章从知识产权视角探索提升核心竞争力。研究重要性在于认识知识产权在该产业中的多重角色;为企业积累核心技术,引导产业创新,支持企业竞争力。新疆面临挑战;知识产权支持体系薄弱,企业认识不足,缺乏运营策略。对策建议包括构建政产学研用平台,推行企业知识产权提升项目,加强运营管理,普及服务。旨在提高该产业核心竞争力,推动高质量发展。总结认为,知识产权运用是推动该产业向集群化高端化发展的关键。通过健全体系和提升运营能力,核心竞争力将显著提升。

高硅Fe-Si-Ni熔体还原脱磷反应动力学

基于电硅热法生产300系列不锈钢镍、铬铁合金基料工艺开发,着重研究高硅Fe-Si-Ni熔体的还原脱磷问题。试验证明,Fe-Si-Ni熔体的脱磷率主要取决于熔体中的硅含量,固态脱磷渣的物相结构检测表明,磷元素在渣中的存在形式不仅有Ca_(3)P_(2)简单组分,还存在Ca_(4)SiP_(4)和Ca_(10+x)Si_(12-2x)P_(16)等复杂组分。提出了Fe-Si-Ni熔体还原脱磷过程发生"回磷"现象的反应机理,根据试验数据给出了10 kg感应炉的脱磷宏观反应动力学公式通式为dw([P])/dt=-Aw([P])+Bt(A、B为经验常数)。对于沉淀脱磷(SiCa合金作为脱磷剂,CaO-CaF_(2)为吸附渣),其宏观反应动力学公式为[%P]=0.101e^(-0.101t)+1.06×10^(-4)t^(2)-0.0301([%P]表示合金中磷的质量分数w([P])乘以100,t表示脱磷时间)。对于界面脱磷(CaO_((饱和))-CaF_(2)为脱磷渣),其宏观反应动力学公式为[%P]=0.113e^(-0.113t)+7.76×10^(-5)t^(2)+0.001 43。