白云鄂博钠闪石型铁矿石中稀土赋存状态研究

为提高白云鄂博各类型铁矿石中稀土资源利用率,采用先进的AMICS自动矿物分析系统、扫描电镜和能谱分析等手段对白云鄂博钠闪石型铁矿石中稀土的赋存状态进行了系统研究。结果表明:矿石中稀土REO品位为3.42%,其中轻稀土元素占稀土总量的96.56%,中重稀土元素占稀土总量的3.44%;稀土元素主要赋存在氟碳铈矿、独居石、氟碳钙铈矿和易解石中,分布率为84.36%,其次铁矿物中的分布率为12.43%;氟碳铈矿是含稀土元素最高的矿物,元素总量为67.23%,氟碳钙铈矿所含稀土元素种类与氟碳铈矿接近,稀土元素总量为58.09%,独居石相对氟碳铈矿La低Nd高,且含有少量Gd和Y;易解石中Nb含量为22.14%,此外中重稀土元素的种类多、含量高,建议在选矿过程中重点关注易解石在稀土精矿中的富集。

铈添加对Al-Mn靶材物相转变及应用性能的影响

采用真空感应炉制备不同Ce含量AlMn-Ce合金靶材。利用X射线衍射仪、GSAS软件、扫描电镜、能谱仪、万能力学试验机和布氏硬度仪分析靶材物相组成、含量、分布规律及合金塑韧性。同时选用Al_(85)Mn_(15)-10%Ce(质量分数)合金靶材进行镀膜试验,利用X射线衍射仪和动电位极化曲线测试涂层相结构和耐腐蚀性能。结果表明:未添加Ce的Al_(85)Mn_(15)合金中Al-Mn化合物形成粗大树枝晶组织,硬度高,脆性大,镀膜过程靶面开裂,无法使用;加入Ce后,Ce与Al,Mn优先化合形成Al_(10)CeMn_(2)初生相,能够有效制约Al-Mn化合物粗化生长,改善组织均匀性。Ce含量为10%时,合金压缩应变率达2.05%,塑韧性最好,镀膜过程靶面完整;进一步增加Ce含量(20%以上),过多的Ce与Al化合形成板条状Al_(11)Ce_(3)初生相,靶材塑韧性下降。Al_(85)Mn_(15)-10%Ce靶材镀膜后形成非晶涂层,自腐蚀电位为-0.49V,自腐蚀电流密度为5.1×10^(-8)A·cm^(-2),表现出良好的耐腐蚀性能。Ce添加能够改善Al_(85)Mn_(15)合金脆性,确保靶材磁控溅射镀膜使用要求;同时有助于促使Al-Mn基涂层在相对较低Mn(Mn=15%(原子分数))含量条件下形成非晶结构,提升涂层耐蚀性能。

Cu对La-Y-Ni系A_(2)B_(7)型储氢合金微观结构及电化学性能的影响

采用真空感应熔炼法,浇铸于中频感应炉的旋转铜辊,快淬制备LaY_(2)Ni_(10-x)Mn_(0.5)Cu_(x)(x=0,0.2,0.4,0.6)储氢合金薄带,在Ar气氛下1248 K热处理32 h,研究Cu元素部分替代Ni对合金微观结构和电化学性能的影响。研究表明:LaY_(2)Ni_(10-x)Mn_(0.5)Cu_(x)由Ce_(2)Ni_(7)和PuNi_(3)相两相组成,其中x=0.6时,合金中Ce_(2)Ni_(7)相的相丰度最大为70.53%。由于电负性的影响,储氢合金LaY_(2)Ni_(10-x)Mn_(0.5)Cu_(x)的晶胞体积随着Cu的加入,呈现异常减小后开始逐渐增加的趋势。电化学结果表明,适量Cu元素的加入可以提高合金的电化学放电能力,x=0.2时,电化学容量最大容量0.2C_(max)=388.6 m Ah·g^(-1),x=0.4时,合金的倍率性能达到最大,高倍率放电性能HRD_(1500)=66.94%。动力学研究表明,合金LaY_(2)Ni_(10-x)Mn_(0.5)Cu_(x)的倍率性能由表面电荷转移速率和氢原子扩散速率共同决定。当x=0.6时,合金电化学最大容量0.2C_(max)=375.2 m Ah·g^(-1),循环性能S_(100)=79.68%,高倍率放电性能HRD_(1500)=65.84%,具有最佳电化学综合性能。

钙对(LaCa)-Y-Ni系储氢合金电化学循环稳定性的影响

采用真空感应熔炼法制备La_(1-x)Ca_(x)Y_(2)Ni_(10.9)Mn_(0.5)(x=0~0.2)储氢合金薄带,在Ar气氛下1148 K热处理16 h,研究少量Ca元素对合金电化学性能及容量衰减的影响。结果表明:Ca元素促进合金中Ce_(5)Co_(19)相的形成,合金电极的最大放电容量下降,高倍率性能得到显著提升,x=0.2时,HRD_(3000)=64.64%,循环稳定性获得改善。合金在电解液中的腐蚀与溶解是影响循环性能的主要因素,合金粉化为次要因素,Ca元素的加入提高了合金的耐腐蚀性能,降低了合金电荷转移电阻,但同时也增加了合金的粉化程度。(LaCa)-Y-Ni系储氢合金容量的衰减是腐蚀与粉化综合作用的结果。