熔炼Fe-Si-B合金的中频感应炉用石英捣打炉衬的损毁机制

以天然石英和熔融石英为原料,加入硼酐捣打成熔炼Fe-Si-B合金的无芯感应炉衬,研究了该石英质炉衬的损毁机制。结果表明:炉衬服役后烧结层会产生含Fe氧化物的渗透层;渗透层中Fe的氧化物会与SiO_2反应使炉衬原有网状结构遭到破坏,同时还会伴随体积效应加大内部应力使裂纹扩展,造成烧结层强度进一步降低;炉衬下部损毁严重与烧结层强度降低及电磁搅拌引起的合金液对炉衬冲蚀和磨损有关; 1 350～1 380℃下,Fe-Si-B合金熔体中Al会与SiO_2反应侵蚀炉衬,但侵蚀程度有限。

Fe-Si-B非晶合金粉末的制备及吸波性能

采用正交试验法,利用硼氢化钠水溶液还原氯化亚铁和氟硅酸钠水溶液中的Fe和Si,制备出一种粒径为200~500 nm的球形粉末,采用X射线衍射仪、同步热分析仪、透射电子显微镜及选区电子衍射、X射线光电子能谱仪以及电感耦合等离子体光谱分析表明该粉末是成分为Fe87.6Si1.08B11.31的非晶态合金。利用矢量网络分析仪研究了该粉末的吸波性能,结果表明:该粉末在14.56 GHz处最小反射损耗为-44.8 dB,对应的匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为6.16 GHz且为最大吸收带宽。对电磁波的损耗以磁损耗为主,介电损耗为辅,其中介电损耗以偶极极化为主,磁损耗以涡流损耗和自然共振为主。

Fe-Si-B非晶合金电极在电芬顿法处理模拟港口含油废水中的应用

根据港口含油废水的组成,配置了含有乳化油等污染物的模拟废水,考察了Fe-Si-B非晶合金作为电芬顿体系中的阳极在降解乳化油废水中的情况,分别考察了反应时间、电流密度、初始pH值、H_(2)O_(2)投加量对反应的影响,并优化了工艺参数。实验结果表明:在反应时间为40 min、电流密度为30 mA/cm^(2)、初始pH值为3、H_(2)O_(2)浓度为20 g/L时,废水含油量去除率可达到99.91%。分析推测了电芬顿法降解乳化油废水的可能反应途径,结果表明:电芬顿体系中产生的羟基自由基的强氧化作用下将原本废水中的长链有机物部分氧化为易被生物降解的短链烷烃类有机物。为含乳化油废水的处理以及Fe-Si-B非晶合金作为电极材料的实际应用提供了良好的参考价值。

Fe-Si-B合金中非金属夹杂物的热力学分析

利用扫描电镜及能谱仪对Fe-Si-B合金中非金属夹杂物组成进行了分析,并研究了氧化物及硫化物夹杂在熔炼过程中的演变规律及其形成条件。研究结果表明:Fe-Si-B合金中夹杂物主要有Al、Si的氧化物,以及少量Ti、Mn的硫化物。经热力学计算,在1623K下,熔炼初期主要为Al的氧化过程,当熔体中[Al]的质量分数降低至0.002 2%后才发生Si的氧化;Ti及Mn的硫化物在1623K下不能形成,需熔体分别冷却至1550和1310K下才可形成。

Cr,Cu,Co对Fe-Si-B非晶合金磁致伸缩系数的影响

本文报道了Fe_(80-x)Cr_xSi_5B_(15),Fe_(80-x)Cr_xC_5B_(15),Fe_(80-x)Cu_xSi_5B_(15)和(Fe_(1-x)Co_x)_(32)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)四系列非晶合金在室温下的饱和磁致伸缩系数λs随成分x的变化关系,讨论了C,Si,Cr,Cu,Co原子对磁致伸缩系数的影响。发现少量Cu,Co的加入大大提高了非晶合金的λs。特别是(Fe_(1-x)Co_x)_(82)Cu_(0.4)Si_(4.4)B_(13.2)系列中当x=0.02时峰值λs=70×10^(-6)。

Fe-Si-B非晶合金对溶液中Cu(Ⅱ)的去除效率

采用单辊甩带法成功制备了Fe-Si-B非晶合金条带,并以300目铁粉为参比物,研究了其对溶液中Cu(Ⅱ)的去除效果。结果表明,60 min内,1 g/L的Fe-Si-B非晶合金条带对100 mg/L Cu(Ⅱ)的去除效率大于98%,且去除过程符合伪一级动力学模型。相同条件下,Fe-Si-B非晶合金条带去除Cu(Ⅱ)的表面积约化反应速率常数是300目铁粉的167倍。通过分析不同环境因素对Fe-Si-B非晶合金条带去除Cu(Ⅱ)效率的影响,发现反应速率与温度、pH值成正比,与Cu(Ⅱ)浓度成反比。在重复使用六次后,Fe-Si-B非晶合金条带仍保持67%的去除效率。

Fe-Si-B非晶合金薄带对水中Cu(Ⅱ)的去除性能及机理研究

采用单辊甩带法制备了Fe-Si-B非晶合金条带(Fe-Si-BAR)。分别将0.08、0.30、0.60、1.00 g/L的Fe-Si-BAR加入初始浓度为100 mg/L的含Cu(Ⅱ)溶液中进行Cu(Ⅱ)去除试验。结果表明,随着Fe-Si-BAR剂量从0.08增加到1.00 g/L,Cu (Ⅱ)的去除率从85%升高到99%,且去除过程符合伪一级动力学模型。Fe-Si-BAR去除Cu (Ⅱ)主要基于氧化还原反应,还原产物为Cu和Cu2O。反应过程中,Fe-Si-BAR表面产物层形成松散结构,并且从条带表面脱落。

Fe-Si-B非晶合金去除水中Pb(Ⅱ)的性能及机理研究

采用单辊甩带法成功制备了Fe-Si-B非晶合金条带(Fe-Si-BAR),研究其对水中Pb(Ⅱ)的去除性能及机理,并与48μm铁粉(FeCP)进行对比。结果表明,相同试验条件下,Fe-Si-BAR去除水中Pb(Ⅱ)的表面积约化反应速率常数是FeCP的87倍。分析表明,Fe-Si-BAR优异的去除性能得益于非晶合金独特的原子结构及Si和B的添加。处于亚稳态的零价铁具有更大的反应活性,且无序的原子排列方式增加了非晶条带表面的反应活性位点。Si和B的添加使产物层容易失去支撑而从条带表面脱落,使得内层零价铁以效率更高的还原去除方式固定Pb(Ⅱ)。

Y对Fe-Si-B非晶合金的微观结构的影响

采用Lorentzian法和非晶计算理论,分析少量稀土Y取代Fe对Fe78Si9B13非晶合金微观结构的影响,从微观结构变化的角度对合金非晶形成能力及热稳定性的变化做出相应解释.结果表明:随着Y含量的增加,合金的第一近邻半径逐渐增大,原子排布有序度降低,非晶漫散射峰的半高宽增大;非晶合金的配位数和堆垛密度均随着Y含量的增加先增大后减小,分别从短程序和中程序的角度反映出原子密排程度随Y含量的增加先增后减,这与合金非晶形成能力和稳定性的变化趋势相一致.

非晶态Fe_(1-x)(Si,B)_x合金的内禀磁性和磁各向异性

非晶态Fe_(1-x)(Si,B)_x合金的磁矩和磁致伸缩随着Si和B含量的增多而缓慢降低,而Curie温度约在25%(Si+B)含量时呈现出最大值;Si与B的含量对磁各向异性并无明显影响,但表面条纹退磁效应对磁各向异性却有较大的影响。这些实验现象可以借助电子转移和非晶态合金的结构模型得到定性的解释。