Mn/Fe比对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

以Al-Mg-Si合金为研究对象,采用金属型铸造研究Mn/Fe比对其组织和性能的影响。结果表明:Al-Mg-Si铸态合金组织中枝晶间存在α-Al基体和大量析出相,主要以Mg_(2)Si相为主,还存在少量的共晶Si相、AlFeSi相和Al(FeMn)Si相。随Mn/Fe比的增大,合金中的晶粒逐渐变得细小圆整,且由树枝晶向等轴晶发生转变。Mn可以促进铝合金中针状的β-AlFeSi相向骨骼状、颗粒状或块状的α-Al(FeMn)Si相的转变。当Mn/Fe比为0.5时,合金的热导率达到最大值181.08 W·m^(-1)·K^(-1)。当Mn/Fe比为1.0时,合金的晶粒尺寸最小且具有最佳的力学性能,抗拉强度、伸长率和硬度相较于Mn/Fe为0.2时分别提升17.45%、49.57%和27.48%,达到167.35 MPa、17.23%、HV 62.86。

累积连续流变挤压对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织性能影响

目的研究多道次累积连续流变挤压变形对Al-Mg(-Mn-Fe)合金组织演化和力学行为的影响,为高性能细晶Al-Mg(-Mn-Fe)合金的制备提供借鉴与参考。方法采用连续流变挤压方法制备Al-Mg(-Mn-Fe)合金,对流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金进行多道次累积连续流变挤压变形,研究多道次变形前后Al-Mg(-Mn-Fe)合金的微观组织和力学性能变化,讨论变形过程中Al_(6)(Mn,Fe)相对动态再结晶的影响,揭示累积连续流变挤压态Al-Mg(-Mn-Fe)合金的强化机制。结果经3道次累积连续流变挤压变形后,Al-Mg合金和Al-Mg-Mn-Fe合金的平均晶粒尺寸分别减小至21.5μm和2.8μm,细化效果显著;在多道次变形过程中,Al-Mg-Mn-Fe合金内的Al_(6)(Mn,Fe)相逐渐破碎细化并趋于均匀分布,再结晶驱动力增加,阻碍再结晶晶粒长大;经3道次变形后,Al-Mg合金杆材的抗拉强度和伸长率同步提高至267.4 MPa和52.2%,而Al-Mg-Mn-Fe合金杆材的抗拉强度提高至364.2 MPa,伸长率降低至31.7%,该合金的强化机制主要包括细晶强化、位错强化和第二相强化。结论累积连续流变挤压变形可有效细化合金内的晶粒及第二相,提高Al-Mg(-Mn-Fe)合金的综合力学性能。

Fe(Ⅲ)掺杂Mg/Al-LDO作为氮磷吸附剂的研究

针对污水厂尾水脱氮除磷问题,采用共沉淀法制备了镁铝铁类水滑石(Mg/Al/Fe–LDHs),在450℃下焙烧3h得到焙烧态类水滑石(Mg/Al/Fe–LDO).研究了Fe(Ⅲ)掺杂对Mg/Al-LDO吸附氮磷的影响及吸附特性.结果表明,当Mg/Al/Fe物质的量比为3:0.6:0.4时,Mg/Al/Fe-LDO对氮磷吸附性能较好,最大吸附容量分别为28.57mg/g和231.46mg/g.吸附过程均符合Langmuir吸附等温模型,拟合相关系数(R^2)达到0.99以上.根据XRD、FTIR的表征结果可以推断,Mg/Al/Fe–LDO是通过"记忆效应"、静电引力作用完成对氮磷的吸附,对磷的吸附还包括离子交换作用.

主轴转向对再生Al-Si-Fe-Mg合金多道次搅拌摩擦加工区组织和性能的影响

对4.5 mm厚的再生Al-7.0Si-0.85Fe-0.30Mg合金板进行相同主轴转向1~3道次和改变第2道次主轴转向2,3道次的搅拌摩擦加工,研究了主轴转向对搅拌摩擦加工区组织和力学性能的影响。结果表明:随着加工道次的增加,加工区的面积以及前进侧热机影响区的宽度增大,加工核心区的富铁相、共晶硅等第二相颗粒长度减小,圆整度提高,强度和硬度无显著改变,断后伸长率显著提高。改变第2道次主轴转向后加工区面积较相同主轴转向时减小,但组织对称性提高,前进侧热机影响区宽度减小;改变主轴转向后,第二相颗粒尺寸变化不明显,但圆整度显著降低,强度和硬度的变化也不明显,断后伸长率略有提高。

Al-Cr中间合金在熔融Al-Zn-Mg-Si-Fe镀液中的扩散反应研究

以Al-Cr中间合金锭和熔融Al-Zn-Mg-Si-Fe镀液为研究对象,研究了Al-Cr中间合金锭浸入含不同质量分数Fe的630℃熔融镀液15 h的扩散反应。使用扫描电子显微镜、能谱仪分析了扩散前后Al-Cr中间合金锭组织和成分的变化,同时研究了镀液中Fe质量分数对Cr溶解度的影响。研究发现,随着镀液中的Zn、Mg、Si、Fe长时间向Al-Cr锭内部扩散,Al-Cr锭中原有的Al基体的组织转变成了与镀液成分相近的组织,原有的富Cr第二相转变成了Al-Cr-Zn-Si相和Al-(Fe,Cr)-Si相。随着Al-Cr锭中的Cr向镀液扩散,镀液中Cr质量分数升高,并在5 h后达到饱和。由于Cr和Al、Fe、Si优先形成了Al-(Fe,Cr)-Si金属间化合物,因此镀液中的Fe显著降低了Cr元素的饱和溶解度,当镀液Fe质量分数由0.10%增加至0.42%时,镀液中Cr质量分数由0.047%~0.059%减少至0.012%~0.016%。

Fe含量对Al-Mg-Si合金微观组织和力学性能的影响

采用电子拉伸试验机、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜等检测手段,研究不同固溶温度下Fe含量对Al-MgSi合金铸棒微观组织和力学性能的影响。结果表明:Fe含量为0.14%(质量分数,下同)时,Al-Mg-Si合金具有最高的强度和断后伸长率,随着固溶温度升高,合金强度不断提高,固溶温度520℃以上时合金强度趋于高点,抗拉强度280 MPa,屈服强度259 MPa,断后伸长率13.40%;时效处理后晶界处富Fe相是球形的α-Al_(8)Fe_(2)Si,对合金基体割裂作用弱,弥散分布在晶界处起到钉扎晶界的作用;当Fe含量低于0.14%时,晶界处球形的α-Al_(8)Fe_(2)Si极少,钉扎晶界弱,在500℃以上固溶时,晶粒明显长大,断后伸长率大幅度降低;当Fe含量高于0.14%时,富Fe相多为长条状的β-Al_(5)FeSi,对界面割裂作用强,随着Fe含量增加,合金强度和断后伸长率不断降低;此外,Fe含量影响β"相时效过程的析出转变,Fe含量为0.14%时,β"强化相析出的尺寸小、数量多、分布密集,对位错运动阻碍作用最强。

杂质Fe和Si对Al-Cu-Mn-Mg合金显微组织及力学性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等研究了杂质Fe和Si对Al-Cu-Mn-Mg合金显微组织及力学性能的影响。结果表明:当合金含有0.20 mass%的杂质Fe时,凝固过程中形成的富Fe相为Al_(7)Cu_(2)(FeMn),与不含杂质Fe时相比,合金的力学性能略有下降,但仍具有良好的塑性。当合金含有0.20 mass%的Fe和0.20 mass%的Si时,热处理后合金中存在两种富Fe相,Al_(7)Cu_(2)(FeMn)和Al_(15)(FeMn)_(3)(SiCu)_(2)相,但Al_(7)Cu_(2)(FeMn)相居多。此外,含有杂质Fe和Si的合金凝固终了时在晶界处形成低熔点共晶组织(Al+Al_(2)Cu+Mg_(2)Si),导致合金在热处理过程中发生过烧现象。与仅含杂质Fe元素的合金相比,同时含有Fe和Si时合金的抗拉强度变化不大,但屈服强度增加了51.6 MPa,伸长率由15.4%大幅下降至6.0%。

Mg-Al和Mg-Fe型双金属氧化物对亚砷酸根吸附性能的对比

以水滑石和类水滑石为前体,通过煅烧法制备了两种双金属氧化物,对比研究了它们对溶液中亚砷酸根的吸附作用．在室温条件下,Mg-Al-LDO和Mg-Fe-LDO对As(III)的吸附容量分别为83．2和87．45mg／g．从整个时间系列来看,Mg-Fe-LDO对As(III)吸附能力明显要高于Mg-Al-LDO,尤其是在吸附反应初期．观测到Mg—Al-LDO在吸附As(III)过程中溶液pH 值上升,这与化学反应方程式一致;而Mg-Fe-LDO在吸附As(III)过程中pH值先升后降,可以解释为Fe(III)与As(III)的反应所致．将反应介质加热能有效抑制溶解CO2的干扰,并大幅提高LDO对As(III)的吸附容量．

Mg对初生Al-3Fe形貌及其生长过程的影响

研究了Mg元素对铸造Al-10%Fe过共晶合金初生Al3Fe相形态的影响。结果发现,加入Mg使初生Al3Fe相由原来的发达针状向树枝状→不规则块状转变。加Mg以前,初生Al3Fe相表面光滑,随着Mg加入量的增加,初生Al3Fe的分枝也逐渐加剧。对Mg元素的影响机理做了分析。

Mg对铸造Al-10%Fe合金初生富铁相形貌的影响

研究了Mg元素对铸造A1-10％Fe过共晶合金初生Al_3Fe相形态的影响。研究发现,加入Mg对初生Al_3Fe相生长产生影响,由原来的发达针状向树枝状→小针(片)状、不规则块状转变。对Mg元素的影响机理做了分析。

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。

Mg对共晶Al-2%Fe合金显微组织的影响

为了消除粗大针状富铁相对Al-Fe合金组织和性能的不良影响，在金属型铸造共晶Al-2％Fe合金中添加了质量分数为0．2％～0．8％的合金元素Mg，利用光学显微镜和电子探针研究了Mg对共晶合金组织以及富铁相形态的影响．研究结果表明：共晶Al-2％Fe合金组织为针状Al3Fe相与（α-Al）相所组成的非规则共晶组织；添加Mg后，合金组织转变为由树枝状初生（α-Al）和枝晶间网状分布共晶体所组成的亚共晶组织，富铁相尺寸显著降低；随着Mg添加量的增加，初生（α-Al）枝晶二次枝晶间距增大，一次枝晶出现熔断。

ICP-AES快速测定珍珠岩矿中Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti和Mn

建立了电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定珍珠岩中的Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti和Mn的方法,对测试仪器条件及元素谱线等相关参数进行实验和优化,克服了常规化学法测定中步骤繁琐、耗时长、工作量大的不足。精密度(RSD,n=10)为0.22%-0.87%,加标回收率在96.2%-103.8%之间。具有快速、简便及线性范围宽等优点,可用于珍珠岩及其制品的分析,结果满意。

磷吸附剂Mg/Al-LDO 的再生方法及机制

为提高磷吸附剂Mg/Al-LDO的重复利用性,比较了焙烧一步再生法和解吸-焙烧两步再生法的再生效果;基于XRD、FTIR谱图分析再生过程中吸附剂的晶体结构及层间阴离子的变化,探讨了Mg/Al-LDO的再生机制及再生率下降的原因.结果表明,解吸-焙烧两步再生法更适合作为Mg/Al-LDO的再生方法,最佳再生条件为:解吸液为Na OH-Na_2CO_3混合液,焙烧条件为温度550℃、时间6h;首次再生率可达到95%,经过5次再生后,再生率降为67%,存在再生率下降问题.根据Mg/Al-LDO吸附磷酸根的吸附机制和XRD、FTIR谱图分析,再生率下降的原因包括两方面:一是由于吸附剂的化学吸附作用导致磷酸根解吸不彻底,高温焙烧后晶体中残存的磷酸根仍占据着吸附剂的吸附位点;二是经多次高温焙烧后部分Mg/Al-LDO转化为尖晶石MgAl_2O_4,失去吸附能力.

Mg-Al-Fe类水滑石及其焙烧产物对酸性橙Ⅱ脱色性能的实验研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝铁摩尔比不同的碳酸根型类水滑石(HTLCs),经500℃高温煅烧制备出镁铝铁复合氧化物HTLCs-500,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对二者处理阴离子染料酸性橙Ⅱ模拟废水效果的影响。实验结果表明:镁铝铁摩尔比为3/0.9/0.1制得的HTLCs对酸性橙Ⅱ的脱色效果最好;在最佳条件下,HTLCs及HTLCs-500对70mg.L-1的酸性橙Ⅱ模拟废水的脱色率分别可达99.88%和99.16%;HTLCs-500在脱色时投加量更少,吸附更迅速,适应的pH范围更广,脱色性能更好;四次再生后的HTLCs-500对酸性橙Ⅱ的脱色率仍可达90%以上。

快速凝固Al-Si-Fe-Cu-Mg合金的热稳定性

研究了快凝Ａｌ－Ｓｉ－Ｃｕ－Ｍｇ合金在不同热暴露温度下的热稳定性。维氏硬度测试结果表明：合金长时间在１５０℃下热暴露时，硬度降低程度很小，而温度为３００℃时硬度呈显著降低趋势；微观组织分析发现：热暴露温度为１５０℃时，合金基体基本未发生再结晶，而３００℃时出现了大量再结晶组织；合金中的第二相形态在热暴露过程中基本不变。

利用FE-SEM分析Al-Si-Mg系和Al-Mg-Si系合金中Mg_2Si沉淀相

以Al-Si-Mg系的A356合金和Al-Mg-Si系的6061合金中的Mg2Si沉淀相为研究对象,通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)的In-lens探头及低电压模式,分析Mg2Si沉淀相的析出情况及其表面形貌。结果表明:在低电压模式及In-lens探头双重条件下,可获得较好分辨率的Mg2Si沉淀相表面立体显微形貌;通过透射电子显微镜衍射分析发现在扫描电子显微镜中观察到的相确实为Mg2Si沉淀相。这种分析方法能够清晰观察到Mg2Si沉淀相的普遍析出情况。

Mg-Al-Fe类水滑石及其焙烧产物对活性艳红X-3B脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝铁不同量的比的碳酸根型类水滑石(HTLCs),经500℃高温煅烧制备出镁铝铁复合氧化物HTLCs-500,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征;考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH等因素对二者处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行了探讨。结果表明:以镁、铝、铁的量比为3:0.6:0.4时制得的类水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好;HTLCs及其焙烧产物HTLCs-500对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,在较宽的pH范围内2者的脱色性能稳定,且HTLCs-500对该染料的吸附效果要优于HTLCs;HTLCs及HTLCs-500对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为362.9、889.2mg·g-1;饱和吸附后的HTLCs-500用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。

层状K/Mg-Fe-Al催化剂的制备及其CO加氢性能研究

采用共沉淀法制备了系列不同Mg/Fe/Al配比MgFeAl-HTLcs前驱体,经焙烧、浸渍K改性、二次焙烧后用于CO加氢反应。采用N2吸附-脱附、SEM、TG、XRD、H2-TPR、XPS等手段对催化剂进行了表征。结果表明,共沉淀法制备的不同配比MgFeAl-HTLcs类水滑石前躯体均具有典型层状结构;焙烧后生成MgO、Fe2O3以及少量MgFeAlO4物相,三组元间相互作用增强,反应后以MgCO3和Fe3O4物相为主,同时出现较弱的Fe5C2相;K改性后发生结构重构,热稳定性增强,且随Al含量增加,比表面积显著单调下降;与K/Mg-Fe相比,K/Mg-Fe-Al样品中Fe2O3到Fe3O4的还原受到抑制;二次焙烧后,反应前表面相对富Fe,反应后表面富K。在CO加氢反应中,K/Mg-Fe-Al系列催化剂均表现出较高的反应活性以及烯烃选择性,随Fe/Al配比相对增加,C5+含量呈降低趋势,O/P值增加;与K/1.5Mg-0.67Fe相比,K/1.5Mg-0.67Fe-0.33Al催化剂C5+含量由22.17%降至10.90%,C=2-4含量由40.98%提高至47.28%。

Mg对Al-5%Fe合金组织的影响

研究了Mg对A1-5％Fe合金中Al3Fe相形貌的影响。研究发现,Mg对Al-5％Fe合金中Al3Fe相的形貌产生较大影响。未加入Mg时,初生Al3Fe相大多为针状,少量为花朵状。加入Mg后,组织得到改善:初生针状Al3Fe相变小,有向花朵状转变的趋势,共晶Al3Fe相长成针点状;当Mg量超过0.5％后,初生Al3Fe相的分枝加剧。