涂层刀具铣削HT350高强度氮型灰铸铁的磨损机理研究

为探究HT350高强度氮型灰铸铁的铣削性能,选用PVD涂层硬质合金刀具和CVD涂层硬质合金刀具对HT350高强度氮型灰铸铁进行铣削试验,对比研究两种刀具的磨损形貌,通过极差分析探究切削三因素对磨损带宽的影响,并对磨损区的元素分布进行了观测。结果表明:相同铣削用量条件下,PVD涂层刀具前刀面的磨损情况比CVD涂层刀具更严重,铣削速度V_(c)对刀具的磨损带宽影响最大,其次是背吃刀量a_(p),最小是进给量f_(z)。在低切削速度(V_(c)=100~200m/min)时,刀具磨损以磨粒磨损和黏结磨损为主;在高切削速度(V_(c)=200~250m/min)时,刀具磨损以扩散磨损和氧化磨损为主。PVD涂层中的TiAlN被氧化生成Al_(2)O_(3),同时Al_(2)O_(3)在加工过程中不断剥落,导致PVD涂层刀具的磨损情况更加严重。

液氮抑制32650型磷酸铁锂电池组热失控传播特性试验研究

文章从磷酸铁锂电池组热失控危险特性出发,通过试验研究32650型磷酸铁锂电池单体热失控特征及其电池组间热失控传播过程。探究利用液氮喷淋阻断电池组间热失控传播,分析液氮对磷酸铁锂电池的防灭火效能。结果表明:单体锂电池热失控可划分为被动加热、安全阀泄压、自反应、喷射火、明火熄灭等5个阶段,单体电池温度变化曲线呈倒“V”形。液氮可有效阻断电池组间的热失控传播,能够大幅降低喷射火阶段的电池峰值温度。且喷淋时间越长,阻止电池组热失控传播越明显。30 s液氮喷淋条件下,除电池A1外,其他电池未进入安全阀泄压阶段。

BER-BCO耦合工艺净化模拟微污染河水及除磷机理研究

针对传统生物膜法对微污染河水脱氮除磷效率不佳的问题,设计了电极生物膜耦合生物接触氧化(BER-BCO)装置,采用单因素敏感性分析方法评估了不同碳源、电流密度、水力停留时间、填料填充比对工艺脱氮除磷效果的影响,并通过红外光谱表征阳极附近沉淀物表面特征官能团,探究系统除磷机理。结果表明,在使用乙酸钠为碳源、电流密度为0.09 mA/cm^(2)、水力停留时间控制为24 h、填料比为40%的条件下,BER-BCO系统的脱氮除磷效能得到了显著优化;NH+4-N、TN、TP的去除率分别达到了83.10%、56.46%、97.93%;最终出水除TN外均优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅳ类水质标准;红外光谱分析显示阳极附近形成的含磷沉淀物中含有Fe-O键、P-O键、Fe-OH键,表明铁阳极具有高效除磷的特性。

红层包气带铁、锰对氮素生物转化的影响

研究红层土介导下Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)对硝化与反硝化优势菌种功能酶及氮转化的影响,结果表明Acinetobacter及Pseudomonas分别是红层包气带中硝化和反硝化效率最高的优势菌种.当Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)浓度分别为20、10mg/L时,优势菌硝化和反硝化效率最佳;当达到30mg/L左右后,受到抑制;达到60mg/L时,抑制明显.加入灭菌红层土的SFe0组硝化酶AMO、HAO比酶活比未加红层土的Fe0组提高了4.69%~107.5%,红层土添加明显促进了后期NH_4^(+)向NH_2OH的转化;反硝化酶NAR、NIR、NOS比酶活提高了9.16%~73.36%,明显促进了初期NO向N_2O的转化.SMn0组AMO、HAO提高了22.23%~120.29%,明显促进了后期NH_2OH向NO_(2)^(-)和NO_(3)^(-)的转化;反硝化酶NAR、NOR、NOS总体均有提高,明显促进了初期NO_(2)^(-)向NO的转化;在最适浓度下,SFe20组硝化和反硝化速率在0~12h分别提高了58.91%、121.17%,SMn10组分别提高了42.17%、55.68%;在抑制浓度下,SFe60组分别提高了61.79%、65.91%,SMn60组分别提高了30.26%、80.03%.红层土能够有效促进硝化和反硝化过程,缓解高浓度Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的抑制作用.

铁碳微电解填料对人工湿地反硝化作用的影响

为探究铁碳微电解原理对人工湿地系统中反硝化作用的影响,利用液相还原法制得活性炭表面负载零价铁(Fe~0)材料,以填料不同投加配比,搭建垂直流人工湿地模拟小试装置,分别有1号纯砾石、2号砾石+3%铁碳、3号砾石+8%铁碳,观察每日进出水水质情况。结果表明:投加初期,2号与3号装置对硝态氮的去除效果显著,几乎可实现全部转化;填料表面Fe元素会伴随水流有一定损耗,且投加量越大损耗越高;两装置分别在18d和21d后出水水质达到稳定状态,硝态氮浓度稳定在11mg/L和13mg/L,略低于空白装置。

华南热带水库丰水期浮游植物群落对氮、磷、铁加富的响应——以广东大沙河水库为例

富营养化是水生态系统主要的环境问题,自然条件下多种营养盐以组合形式进入水体,明确浮游植物群落对多种营养盐加富的响应对富营养化防治有重要意义。本研究以一座华南热带水库(大沙河水库)为例,分析了2021年枯水期(1-3月)和丰水期前期(4-6月)氮(N)、磷(P)、铁(Fe)和叶绿素a(Chl.a)浓度的变化趋势,并通过原位添加实验,解析浮游植物丰度和多样性对N、P、Fe加富的响应。结果表明:与1-3月相比,4-6月期间水体总磷浓度(TP)明显升高,总铁浓度(TFe)呈增加趋势但月度间波动较大,总氮浓度(TN)在4月最低,之后缓慢增加,期间Chl.a浓度从3月的5μg/L快速增加到5月的29μg/L。原位实验结果表明:浮游植物群落以蓝藻、绿藻和硅藻为主要组成,所有营养盐添加组浮游植物丰度均有增加,但只有NP同时添加时(NP和Fe NP两组)生物量(以Chl.a表征)有显著升高;营养盐添加组细胞丰度的响应在门类和种类间差异明显,实验组组间群落结构和优势种类差异显著,所有处理组的群落多样性均明显高于对照组。N和P添加及其与Fe的联合添加(N、P、NP、Fe N、Fe P和Fe NP)均导致蓝藻丰度升高,绿藻仅在NP添加组(Fe NP组和NP组)显著升高且两组没有显著差异,硅藻仅在N和P单独添加组(N和P)显著升高。上述结果说明浮游植物生物量受N、P营养盐的共同影响而非单因子作用,N、P和Fe添加均影响群落结构和多样性,对水库富营养化的管理尤其是蓝藻水华防治应综合考虑3种营养盐的共同作用。

两种藜麦幼苗对氮铁营养的生理生化响应

本研究选取2种优势藜麦品种(红藜和黑藜),分析2个氮水平(N1,4 mmol·L^(-1);N2,12 mmol·L^(-1))和3个铁水平(Fe1,10μmol·L^(-1);Fe2,100μmol·L^(-1)和Fe3,300μmol·L^(-1))组合下的藜麦幼苗生理生化反应,旨在为滇中苗期藜麦合理补充氮、铁营养提供理论依据。结果表明:(1)红藜麦单株鲜质量大于黑藜麦。叶绿素含量在两藜麦中均为,在N1供应下配施Fe2最高,在N2供应下则配施Fe3最高。(2)MDA含量在两藜麦不同器官中均呈现叶>根。在同一铁供应下,两藜麦MDA含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均表现为N2>N1。在两种氮供应下,红藜麦配施Fe1时叶片MDA含量较高;黑藜麦则在配施Fe2时最高。对于叶片各抗氧化酶活性,红藜麦在两种氮供应下均配施Fe3时SOD、APX活性最强;黑藜麦在N1供应下CAT、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、SOD活性为Fe2>Fe3>Fe1,在N2供应下配施Fe3时CAT、APX活性最高。(3)在同一铁供应下,两藜麦脯氨酸含量、可溶性糖、可溶性蛋白均表现为N2>N1。在两种氮供养下,红藜麦在配施Fe3时根部脯氨酸含量累积较多;黑藜麦则在配施Fe2时最高。可溶性蛋白含量在两种氮供养下,红藜麦在配施Fe1时含量最高,黑藜麦则在Fe3时达到最大值。从以上研究结果得出:红藜麦为缺铁敏感型,黑藜麦则为耐逆型品种。在藜麦苗期合理配施氮铁营养,在N1供应下当配施Fe2较佳,在N2供应下当配施Fe3最宜。

多级孔铁氮掺杂生物炭催化剂的制备及性能

在水稻秸秆基铁氮掺杂生物炭粉末催化剂的基础上,制备了多级孔铁氮掺杂生物炭成型固体催化剂,探讨了其成型工艺,对其进行了表征,并对其活化过硫酸盐降解有机污染物的性能进行了评价,为铁氮掺杂生物炭催化剂的工业放大提供参考。该方法制备的成型球体催化剂具有良好的力学性能、丰富的多级孔结构、极低的铁离子浸出,可在宽pH范围内有效去除实际废水COD以及三氯苯酚(TCP)、双酚A(BPA)等有机污染物,可通过浸渍和热处理再生。吸附60 min、降解100 min后,COD、TCP、BPA的去除率分别可达46.85%、63.62%、90.18%。Fe^(2+)、Fe^(0)能够活化过硫酸盐产生·OH、SO_(4)^(-)·、·O_(2)^(-)和^(1)O_(2)降解有机污染物,Fe—N、C=O、O=C—OH和π→π^(*)位点作为电子供体,氧化态N作为电子受体。

基质配置对潮汐流人工湿地处理稀土矿山含氨氮地表水效果的影响

人工湿地(Constructed Wetland,CW)可对稀土矿工业开采遗留的氨氮污染废水进行高效生态化处理。添加铁碳和生物炭材料构建四组潮汐流人工湿地,研究不同淹没空置比(F/D)条件下铁碳和生物炭添加方式及位置对湿地脱氮效果的影响。结果表明,控制F/D=6 h/6 h(水流淹没湿地床体6 h后排水空置6 h后下一批次进水),进水NH^(+)_(4)-N为40±2.37 mg/L,CW_(FeC2)(NO.2 Fe-C substrate Constructed Wetland)对NH^(+)_(4)-N有较好的脱氮效果,平均去除率86.44%±3.28%,最高去除率89.72%,CW_(B)(Biochar based Constructed Wetland)对总氮(TN)有较好的去除效果,最高去除率51.12%。高通量测序分析结果显示,生物炭基质湿地Alpha多样性指数各指标均大于铁碳基质湿地。具有固氮作用的变形菌门在CW FeC1和CW_(FeC2)中占比70%以上,在CW_(B)中占比40%以上,是最主要的脱氮菌群。在CW_(B)中发挥好氧硝化作用的硝化螺旋菌占比15%以上,酸杆菌门存在近10%,能适应酸性条件且具有一定脱氮作用。本实验的进行对稀土矿山含氨氮废水的生态化处理具有一定的参考应用价值,为相关领域填补空缺并提供一定的数据支持。

湖泊生态系统中微生物驱动氮-铁耦合反应研究进展

由于人类活动的影响,许多湖泊面临着氮(N)素富集引起的富营养化问题,这影响了湖泊生态系统的氮平衡和生态功能。系统地阐述了湖泊生态系统中微生物利用硝态氮和广泛分布的铁所驱动的氮-铁耦合脱氮过程,重点梳理了微生物参与的反硝化、异化硝酸盐还原成铵和厌氧氨氧化与铁耦合过程研究的最新进展,并说明了Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的氧化还原循环可以持续支持与含氮化合物的反应。深入理解微生物驱动的氮-铁耦合机理,有助于认识其对湖泊内源脱氮等方面的生态和环境问题的贡献。

小肽分子对植物养分信号调控和有害元素耐受作用的研究进展

在自然和农业生态系统中,固着生活的植物时刻面临各种生物和非生物胁迫,其中养分缺乏、养分失衡和重金属毒害极大地限制了植物的生长发育,导致作物产量和品质大幅下降。及时高效感知养分状态并做出适应性改变是植物赖以生存和繁衍生息的关键。经过长期的自然选择,植物已进化出一整套适应养分匮缺和应对有害元素胁迫的分子机制,包括对养分信号的感知与信号的级联传递,激活基因活性,重塑转录组、蛋白组和代谢组,最后导致生理生化和表型变化。植物感知养分信号分子调控网络一直是植物营养领域的研究热点。小肽通常指小于100个氨基酸长度的功能性肽段,参与植物生长发育的调控、植物和微生物的互作以及生物和非生物逆境的应答。本文就植物内源性小肽分子在养分信号调控、有害元素耐受等方面的最新研究进展进行阶段性总结和讨论,重点围绕小肽在大量元素氮、磷、硫和微量元素铁以及有害元素镉和砷等吸收平衡方面的作用展开,并对未来的研究方向进行展望。

LFP电池热失控液氮冷却惰化理论分析方法研究

传统的商用灭火剂扑救锂离子电池热失控火灾和抑制复燃的效果不佳,液氮作为一种高效的灭火剂,其冷却抑制锂离子电池热失控的效果得到了很多研究机构试验验证,但目前针对液氮灭火用量和灭火效能尚缺乏理论分析方法。笔者通过对液氮灭火机理的理论分析,研究确定了液氮冷却和惰化理论分析计算方法。方法中通过试验和理论分析确定热失控放热热量、液氮吸热热量、液氮惰化用量等,并通过实尺试验验证方法的有效性。以280 Ah磷酸铁锂电池热失控为例,依据理论分析方法,计算得到了惰化抑爆和冷却的最低液氮用量,在有效容积为38.88 m3的爆炸试验箱体内,施加了83.39 kg液氮后,24 h间隔点火48次,均未出现燃爆现象。通过实际案例验证理论分析方法的有效性和合理性,提出的理论分析方法为液氮灭火抑爆的设计和有效性分析提供评价手段和方法,进一步增强磷酸铁锂电池舱式储能系统的安全性。

铁阳极/生物阴极单室电池脱氮及产电效能

研究了铁阳极生物阴极单室电池无机废水脱氮及产电效能,并探究了生物阴极优势菌群结构.结果表明,在外接1000Ω电阻,进水40mg/L硝氮的条件下单室电池的内阻仅为224.1Ω,并且最大功率密度达到1.82W/m^(3),总氮去除率为40%.降低外电阻和硝氮负荷后,电池在外接200Ω电阻情况下可以稳定运行与处理硝氮负荷为20mg/L的无机废水,在2d内总氮去除率达到95.8%,最大去除负荷为0.0102kgNO_(3)^(-)-N/(m^(3)·d),硝氮去除负荷提升了1倍,说明单室铁阳极生物阴极电池具有良好的去除无机废水中低浓度硝氮的能力.生物阴极群落分析表明,与接种污泥相比,生物阴极群落多样性降低,绝对优势菌属为Thiobacillus,相对丰度为40.8%,为阴极电自养反硝化主要菌属.

氮掺杂生物炭负载Fe^(0)增强厌氧消化污泥脱水性能研究

研究采用中密度纤维板及氧化铁皮共热解制备了负载零价铁的氮掺杂生物炭(ZVI/N BC),并用于活化过硫酸盐(Peroxydisulfate,PDS)增强厌氧消化污泥脱水性能。结果显示,初始pH值为6,PDS投加质量浓度为6.8 g/L,生物炭投加质量浓度为19.2 g/L,反应时间为35 min时,厌氧消化污泥的毛细吸水时间及含水率降低至47.93 s和67.44%。机理分析指出消化污泥脱水性能增强主要归功于ZVI/N BC+PDS的非均相氧化作用。PDS通过sp^(2)碳、吡啶氮、Fe^(0)产生·SO_(4)^(-)和·OH,高效降解细胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS),释放大量结合水;ZVI/N BC+PDS能通过改变胞外蛋白质二级结构,提升EPS表面疏水官能团丰度,增强消化污泥疏水性;ZVI/N BC作为骨架材料在污泥内部形成坚固的输水通道,在活性氧物种的协同作用下,厌氧消化污泥的脱水性能得到显著增强。研究为厌氧消化污泥减量提供了“以废治废”新思路。

铁屑/竹纤维质量比对竹基耦合体系氮磷同步去除效能的影响

利用铁屑与竹纤维构建竹基耦合体系强化低碳氮比(C/N)废水中氮磷同步去除。采用连续流装置,搭建5组具有不同铁屑/竹纤维质量比(Fe/B)的耦合体系,探究Fe/B对氮磷去除效能的影响。耦合体系在进水平均总氮(TN)为31.32 mg/L,平均C/N为1.16,平均总磷(TP)为2.02 mg/L下连续运行113 d,水力停留时间(HRT)从16 h降至8 h,结果显示Fe/B≤0.500时,耦合体系氮磷去除效果与Fe/B呈正相关;当Fe/B为0.500时,氮磷去除最高,出水TN、TP可达《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅳ类标准;Fe/B>0.500时,氮磷去除略有降低;耦合体系出水总铁整体较低,当Fe/B为0.250时,出水总铁波动最大;Fe/B≤0.500时,铁屑可显著促进脱氮除磷功能菌的生长,包括反硝化除磷菌,当Fe/B>0.500时,脱氮除磷功能菌群相对丰度明显降低,菌群结构亦发生显著变化。

黄铁矿-硫自养反硝化生物滤池同步脱氮除磷

基于黄铁矿的自养反硝化(PAD)工艺具有成本低,产泥量少等优点,是一种具有前景的低C、N比废水脱氮除磷技术。然而,与其他硫基自养反硝化(SAD)工艺相比,PAD的动力学较慢,限制了其工程应用。为此,构建了黄铁矿、硫单质为填料的自养反硝化生物滤池(PSAD-BF)和黄铁矿为填料的硫化钠驱动的自养反硝化生物滤池(SAD-BF),PSAD-BF的硝酸盐去除负荷和去除率均高于SAD-BF,FeS_(2)和S^(0)之间的相互作用加速了反硝化过程并维持了酸碱平衡,减少了硫酸盐的产生,同时通过生成FePO_(4)和Fe_(3)(PO_(4))_(2)(OH)_(2)去除磷酸盐。长期运行结果表明:在HRT为3~12 h时,PSAD-BF对总氮和磷酸盐的去除率达到90%~100%,最高反硝化速率可达600 mg/(L·d)。PSAD-BF是一种很有前途的实现铁硫耦合自养反硝化除磷的工艺。

铁水成分对成品氮含量影响的分析

从铁水各成分元素着手,深入探讨对成品氮含量的控制。通过对现场数据进行统计分析,得出控制成品氮含量的有效控制方向,并从脱氧、造渣等方面提出了改进措施。

自蔓延燃烧合成高氮氮化钒铌铁合金的工艺

自蔓延燃烧合成技术是依靠反应自身放热来合成材料的新技术,不需外加热源,设备简单,工序简洁。承德锦科科技股份有限公司利用此技术成功开发了氮化钒铁、氮化钒硅铁、氮化铌铁等专利产品。本文在常规自蔓延燃烧合成技术基础上,通过优化原料配比、原料粒度级配、氮气压力和稀释剂配加量等关键技术,成功开发出了高氮氮化钒铌铁新型合金FeV_(30)Nb_(4)N_(14)。该合金N/(V+Nb)比值达到0.4以上,微合金化过程能充分发挥钒的析出强化和铌的细晶强化作用。使用该合金制备的微合金化钢筋HRB600E的抗拉强度800~855MPa、延伸率16%~18%、正反弯性能均合格,力学性能符合抗震要求;晶粒度等级达到10.5级以上;V平均含量为0.105%,比常规钒氮合金+铌铁复合微合金化工艺的0.140%降低了0.035个百分点,节约钒消耗25%,吨钢成本降低50.5元,为钢企创造了显著的经济效益。

氮含量对灰铸铁氮气孔缺陷及性能影响研究

对WP12/13系列气缸体油孔部位缺陷进行了分析,确定为氮气孔缺陷。研究了铁水氮含量与氮气孔缺陷率的关系,同时分析了各种原辅材料的氮含量,指出了冲天炉熔炼条件下铁水中氮的主要来源。通过向铁水中加入钛铁,利用钛和氮的反应,成功地解决了气缸体油孔的缺陷,并且研究了加入不同量的钛对铸件性能造成的影响,结果表明每加入10 ppm钛铸件强度降低1.61 MPa.

铁型覆砂灰铸铁件氮气孔缺陷分析与改善措施

针对铁型覆砂铸造工艺生产灰铸铁件时产生的氮气孔缺陷,通过使用EDS能谱仪对氮气孔缺陷进行定性和定量分析,并结合铸件生产工艺对氮气孔的形成原因进行分析,通过在原材料上更换覆膜砂、提高新砂加入量、分开管理壳型线和铁型线回用砂,生产工艺上采取增加排气塞和提高铁型温度、固化时间、浇注温度等措施降低缺陷风险。改进后的工艺连续生产超过10万件产品,未再出现氮气孔缺陷。