熔盐电解制备Mg-Ce中间合金电化学过程研究

通过循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)和开路计时电位法(OCP)研究了温度为973 K时KCl-NaCl-CeCl_(3)-MgCl_(2)四元熔盐体系中Mg(Ⅱ)和Ce(Ⅲ)在钨电极上的电化学行为以及合金化过程。根据电化学分析的结果,以钨丝为工作电极,石墨棒为辅助电极,于-2.1 V(vs.Ag AgCl)恒电位电解12 h制取Mg-Ce合金。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对电解所得合金的组成以及元素分布进行表征,结果表明合金的基底相为Mg_(17)Ce_(2),第二相为Mg_(3) Ce。

Mg-Ce化合物相结构稳定性的赝势平面波方法研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Mg-Ce二元合金系中不同Ce原子浓度与结构类型金属间化合物的几何、能态与电子结构,并从合金形成热和结合能两方面调查了这些金属间化合物不同结构类型的相结构稳定性。结果表明:Mg3Ce,Mg2Ce,MgCe,MgCe2和MgCe3金属间化合物具有最强合金化形成能力和最高结构稳定性的结构类型分别为DO3,C15,Ba,C15和DO3。电子态密度(DOS)的分析结果表明:不同Ce含量Mg-Ce金属间化合物相结构稳定性的差异源于其费米能级处电子数的不同,高稳定性的相结构类型可归因于其费米能级处较少的Mg(3s),Mg(2p),Ce(5d)和Ce(4f)成键电子。

细晶Mg-Ce中间合金的制备及其对AZ91D组织和性能的影响

为了探索细晶Mg-Ce中间合金对AZ91D的变质效果,通过铜模喷铸法制备了细晶Mg-Ce中间合金,在此基础上研究了其对AZ91D组织和性能的影响。结果表明:经过铜模喷铸获得的细晶Mg-Ce中间合金中Mg_(12)Ce相的平均尺寸由50μm下降至10μm,相比于粗晶Mg-Ce中间合金,组织显著细化;细晶Mg-Ce中间合金的变质效果好于粗晶Mg-Ce中间合金,采用细晶MgCe中间合金变质的AZ91D相较于粗晶Mg-Ce中间合金变质的AZ91D,抗拉强度提高了5.23%,延伸率提高了15.14%,维氏硬度提高了6.92%,腐蚀速率降低了44.62%。因此,铜模喷铸是提高Mg-Ce中间合金变质效果的有效手段。

环氧富Zn-Al-Mg-Ce合金涂层耐腐蚀性能

介绍了Zn-Al-Mg-Ce合金的熔炼、制粉和环氧富Zn-Al-Mg-Ce合金防腐涂料的制备,并与环氧富Zn涂料、环氧富Zn+Al涂料和国外环氧富Zn防锈涂料进行了盐雾和盐水耐腐蚀性能对比试验,并分析了Zn-Al-Mg-Ce合金的电化学性能、显微组织及耐蚀机理。结果表明环氧富Zn-Al-Mg-Ce合金涂层比其他涂料腐蚀时间延迟900h以上。稀土Ce在晶界偏聚及鳞片状合金微粉叠层结构是其高耐蚀的主要机理。

Zn-Al-Mg-Ce合金微粉制备及其涂层耐蚀性

采用车屑、粉碎和高能球磨三级制粉法制备Zn-Al-Mg-Ce合金微粉,并研究了合金微粉涂层的耐盐雾腐蚀性能。高能球磨时选用不同的球磨参数,分别添加环氧稀释剂和航空煤油作保护剂,然后抽真空球磨。结果表明,以煤油为保护剂的微粉颗粒更细小,氧含量较低。把Zn-Al-Mg-Ce合金微粉制备成的油漆添加到3.5%NaCl水溶液中,其耐盐雾腐蚀性能比富Zn防锈油漆的耐蚀性能更好,且耐蚀更长效。

Zn-Al-Mg-Ce合金耐长江水和3.5%盐水腐蚀性能研究

研究了Zn-Al-Mg-Ce合金在长江水及3.5%NaCl(质量分数)盐水中的浸泡腐蚀性能,分别测试了其电化学性能,并与Zn、Zn-Al合金、Zn-Al-Mg合金做对比试验。采用扫描电镜和能谱分析了微观组织及成分,分析了耐蚀机理。结果表明:Zn-Al-Mg-Ce合金无论在长江水或3.5%盐水中都显示出电极电位最负、腐蚀电流最小、腐蚀速度最小,其腐蚀速度分别只有Zn的19.4%和23.7%,腐蚀速度由小到大依次为:Zn-Al-Mg-Ce<Zn-Al-Mg<Zn-Al<Zn。其优异的耐蚀性能主要是稀土Ce降低了组织中晶粒与晶界之间的电位差、抑制晶间腐蚀等交互作用的结果。

鳞片状Zn-15Al-5Mg-Ce合金油漆涂层的盐雾腐蚀研究

把自制的Zn–15Al–5Mg–Ce合金采用真空甩制成箔带,再经粉碎制成鳞片状微粉添加到环氧树脂油漆中,制成富Zn–15Al–5Mg–Ce合金油漆涂层。对此合金涂层的物理性能进行了检测,比较并研究了该合金涂层与富Zn涂层的耐盐雾腐蚀性能。结果表明,Zn–15Al–5Mg–Ce合金油漆涂层的阴极保护效果比富Zn涂层提高33倍以上,涂层耐蚀性比后者提高了4.4倍。富Zn–15Al–5Mg–Ce合金油漆涂层的附着力为5.5MPa,抗冲击强度为50kg·cm,弯曲性能为1mm。

不同热处理状态下Mg-Ce合金的组织结构及断口分析

通过金相显微分析、拉伸断口扫描分析,研究了Mg-Ce合金不同热处理状态下的显微组织结构及拉伸断口。从金相显微照片中可以看到,铸态时有离异共晶和析出物,均匀化退火后离异共晶消失了但是析出物有所增多,经过均匀化退火+固溶处理之后析出物及强化相都固溶于基体之中,而经过均匀化退火+固溶处理+时效强化之后,基体中又析出了强化相Mg9Ce。断口扫描分析结果显示,经过均匀化退火+固溶处理+时效强化的试样不同于其他3种状态下的断口,呈现明显的镜面对称,是孪晶。

Mg-Ce-SBA-15催化合成邻甲酚反应条件的研究

采用两步浸渍法制备了Mg-Ce-SBA-15介孔分子筛,并对其结构和酸性能进行了表征。在小型固定床反应装置上进行苯酚甲醇烷基化反应。考察了Mg的负载量、反应温度、空速、酚醇摩尔比等反应条件对苯酚烷基化反应的影响。结果表明,改性分子筛仍具有介孔分子筛的结构和合适的酸性;当Mg负载量为7%、温度为460℃、酚醇摩尔比为3、空速为3.0 h-1时,苯酚的转化率最高,为80.1%,邻甲酚的选择性最好,为86.4%。

富Zn-Al-Mg-Ce合金油漆涂层的盐雾腐蚀性能研究

将研发的Zn-Al-Mg-Ce合金置入甩带机抽真空甩制成箔带,经粉碎制成鳞片状微粉后添加到环氧树脂油漆中制成富Zn-Al-Mg-Ce合金油漆涂层,再进行w(NaCl)为3.0%的水溶液盐雾腐蚀试验。结果表明,富Zn-Al-Mg-Ce合金油漆涂层的阴极保护效果较富Zn油漆涂层提高33倍以上,且涂层耐蚀性较富Zn油漆涂层提高了4.4倍。

高强高导Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金热处理前后组织性能变化

通过金相组织观察、SEM、室温单向拉伸实验及导电性能测试等手段,研究了室温拉拔态Cu-CrZr-Mg-Ce合金热处理前后组织性能的变化.结果表明:与室温拉拔态相比,经固溶时效热处理(950℃保温1h,水淬,500℃保温4h,随炉冷却)的Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金组织发生了再结晶及晶粒长大,其抗拉强度为395MPa、屈服强度为247MPa,分别降低了10%和43%;延伸率及导电率分别为30%和92%IACS,分别提高了114%和119%;经热处理后的Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金拉伸断口存在平均尺寸变大的延性韧窝,是典型的韧性断裂,表明合金具有优良的塑性加工性能.

Zr对Mg-Ce合金的晶粒大小及铸态组织性能的影响

采用普通的熔炼铸造方法,就Zr对Mg-Ce合金的晶粒大小及铸态组织、性能的影响进行了试验研究,并分析了其细化机理,对获得的细晶材料,测试了铸态下的力学性能并与未加细化剂的材料进行比较。结果证明Mg-Ce合金中添加Zr后,其晶粒明显细化,抗压强度明显提高,断口金相及扫描分析证明材料压缩时为穿晶断裂。

Mg-Ce对Al-Ti-B合金微观组织及细化行为的影响

为研究7075铝合金的细化机理,取不同添加量的Mg-Ce制备新型Al-Ti-B-X(Mg-Ce)细化剂,采用金属型铸造的方法浇注多个添加不同细化剂的7075铝合金试样。使用蔡司显微镜分析显微组织,利用扫描电镜和能谱仪进行微观组织和微区分析,XRD物相分析其细化行为。结果表明:向Al-Ti-B中添加1%的Mg-30Ce后,Al-Ti-B细化剂中的第二相TiAl3尺寸显著降低且分布弥散均匀;随着Mg-30Ce添加量的增加,析出第二相相尺寸反而增大。机械搅拌可进一步细化中间合金的粒子尺寸,使其分布得更加均匀。搅拌处理后的Al-Ti-B1(Mg-Ce)细化效果最好。

Cu-Mg-Ce复合氧化物活化过硫酸钠降解罗丹明B

利用共沉淀法制备Cu-Mg-Ce复合氧化物,比较不同体系活化过硫酸钠(PS)对罗丹明B的去除效果,考察催化剂投加量、氧化剂PS浓度、底物初始质量浓度、溶液初始pH对罗丹明B去除的影响.结果表明:Cu-Mg-Ce复合氧化物投加量为1.0 g/L、PS浓度为1 mmol/L、底物初始质量浓度为10 mg/L时,罗丹明B的最高去除率可达99.47%;Cu-Mg-Ce/PS体系可有效降解罗丹明B的初始质量浓度范围为5~20 mg/L,pH范围为5~7.Cu-Mg-Ce复合氧化物具有良好的稳定性,循环使用5次后,罗丹明B的去除率>97%.Cu-Mg-Ce复合氧化物活化PS的机理推演证明,Cu与Ce具有协同作用,反应过程中发生电子转移,催化剂中Ce^(3+)/Ce^(4+)、Cu^(2+)/Cu^(+)之间进行转化产生Cu^(+),进而活化PS形成SO_(4)^(-),有效降解罗丹明B.

水性环氧片状Zn-Al-Mg-Ce防腐蚀涂层的性能研究

为了获得较低合金粉体积浓度的环境友好型的高防腐蚀性能水性环氧防腐蚀涂料,以水性环氧树脂乳液为主要成膜物质,分别采用球形和片状Zn-Al合金粉、片状Zn-Al-Mg-Ce四元合金粉为防腐蚀颜料制备水性环氧防腐蚀涂料,详细考察了防腐蚀颜料种类、颜填料体积浓度(PVC)、硅烷偶联剂和分散剂对涂层耐腐蚀性、硬度以及附着力等的影响,通过对比涂层的综合性能,确定了较佳的涂层配方。结果表明:采用鳞片状Zn-Al-Mg-Ce合金粉较球状和片状Zn-Al合金粉的耐腐蚀性能更好;PVC为28.0%时,涂层具有较佳的综合性能,使用硅烷偶联剂KH-560能提高涂层的防腐蚀性能,适当的湿润分散剂用量能保证颜填料较好的分散效果。在鳞片状Zn-Al-Mg-Ce合金粉含量12.0%、PVC 28.0%,硅烷偶联剂3.2%、湿润分散剂1.5%条件下制得涂层的附着力等级为1级,硬度达到4H,中性盐雾试验时间达600 h,Tafel曲线的腐蚀电流密度表明其腐蚀速率降低到底材的0.064%,耐水性达到780 h无起泡脱落。

Microstructures and mechanical properties of Mg-Ce-Zn-Zr wrought alloy

Microstructures and mechanical properties of （Mg-2.0%Ce-0.7%Zn-0.7%Zr） alloy were studied. The results of scanning electron microscopy show that Mg12Ce phase mainly distributes at the grain boundaries. The fine (Mg12Ce) phase can apparently elevate recrystallization temperature by preventing the grain boundary migration. No dynamic recrystallization occurs during the hot-extrusion. The mechanical properties of as extruded specimens are （σb=278.5 MPa,） δ=12.0%, while those of the specimens annealed at 250 ℃ for 100 h are σb=（272.6 MPa,） δ=（11.3%,） which indicate that the alloy has good mechanical properties at room temperature.

Cu-Cr-Zr-Mg-Ce合金微观组织及时效工艺

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及能谱分析仪(EDS)对Cu-0.4Cr-0.2Zr-0.15Mg-0.02Ce合金的铸态、固溶态及时效态的组织进行了观察和相分析。结果表明,铸态合金为枝晶组织;在960℃×2h固溶后合金析出了条状金属间化合物;再经60%变形量的冷轧和480℃×8h时效,合金生成了Cr单质和Cu4Zr相。同时研究了在480℃下不同的时效时间(2、5、8、11、14、17h)下电导率和硬度。结果表明,在480℃×8h时效时硬度(HBW)达165,在480℃×11h时效后电导率达到了46.98MS/m。

Ce对Zn-Al-Mg合金镀层组织和耐腐蚀性能的影响

为了考察Ce含量对热浸镀Zn-Al-Mg合金镀层的组织和耐腐蚀性能的影响,采用SEM、EDS、XRD等方法对镀层的形貌、组织成分及物相进行了观察分析,结合盐雾试验对腐蚀产物形貌、组成及含量以及去除腐蚀产物后的镀层形貌进行了分析,并进一步通过电化学测试考察了不同镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为。结果表明,Zn-5Al-1.5Mg-xCe (x=0, 0.05, 0.10, 0.25,质量分数,%)合金镀层的组织由富Zn相、富Al相和Zn/Al/MgZn_(2)(或Mg_(2)Zn_(11))三元共晶组织组成,少量Ce的加入增加了镀层中三元共晶组织的比例。Ce可以减薄镀层,细化富Al相,提高镀层的均匀性。当Ce添加量为0.10%时,细化效果最好。另外,Zn-5Al-1.5Mg-0.10Ce合金镀层的耐腐蚀性能最好,是Zn-5Al-1.5Mg合金镀层的2.6倍左右。Ce提高了镀层的均匀性,减少了局部腐蚀,提高了Zn_5(OH)_8Cl_(2)·H_(2)O腐蚀产物保护层的均匀性和致密性,从而提高了镀层的耐腐蚀性能。

稀土铈变质处理Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金的组织与力学性能

采用稀土Ce对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金进行了变质处理,采用OM、SEM、硬度测试、拉伸试验研究了Ce添加量对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Ce对Mg-5Al-4Ca-0.8Mn合金有较好的变质效果。Ce添加量为0.8%时,合金晶界清晰,组织均匀性最佳,细化效果最好。Ce添加量增加到1.2%时,合金组织细化效果减弱。随着Ce添加量的增加,合金的硬度、抗拉强度和伸长率均先升高后降低,Ce添加量0.8%的合金的硬度、抗拉强度和伸长率均达到最大值,综合力学性能最好。

镁铈双金属氧化物改性活性炭脱除烟气二氧化硫

采用适合工业应用的煤基柱状成型商品活性炭为改性对象,采用浸渍煅烧法对活性炭进行负载镁铈金属氧化物(Mg O、Ce O_(2))改性。采用XRD、SEM及N_(2)吸附脱附等对改性前后活性炭的物相、微观形貌、比表面积及孔结构特征等进行了表征,并测试了其脱硫性能。结果表明:浸渍煅烧法能实现在活性炭内表面均匀负载镁铈金属氧化物;镁铈金属氧化物的负载,降低了活性炭的比表面积及孔隙率,导致活性炭物理吸附性能降低,但显著提升了其化学吸附性能,其中采用质量分数6%Mg、质量分数4%Ce浸渍煅烧获得的双金属氧化物改性活性炭脱硫性能最佳,最大脱硫容量达63.9 mg·g^(-1),是改性前的51倍。