冶金物理化学课程中三元系相图教学的几点体会

基于冶金物理化学三元系相图的教学特点,文章从教学思想,教学方法和手段,教学内容的改革等方面就如何激发学生的学习热情,培养学生探究、创新能力,提高教学效果,给出自己的一些体会和看法。

物理化学在古陶瓷研究中的应用

用物理化学的方法和原理对宋代几类古陶瓷作了一些研究,对古陶瓷的热力学分析和动力学探讨进行扼要的综述．

L1_2Ni_3Ga和DO_3Fe_3Al非化学计量金属间化合物的活度、热力学因子和互扩散系数

基于L12Ni3Ga和DO3Fe3Al非化学计量金属间化合物中Ga和Al的活度,利用Φ=xi·lnaixi分别计算了不同温度时L12Ni3Ga和DO3Fe3Al相中扩散的热力学因子Φ.计算表明,在化学计量比处附近L12Ni3Ga和DO3Fe3Al相中扩散的热力学因子Φ趋于最大值。根据DarkenManning公式D=(xBDA+xADB)·Φ·S,由扩散的热力学因子Φ及自扩散系数分别计算了1123,1223和1261K下L12Ni3Ga和823K下DO3Fe3Al非化学计量金属间化合物的互扩散系数D.

赛隆(Sialon)体系热力学性质评估与预报

利用拟抛物面规则编制了评估和预报热力学性质的计算机程序，较为系统地预报了β′Ｓｉａｌｏｎ，ｏ′Ｓｉａｌｏｎ，ＸＳｉａｌｏｎ，Ｓｉａｌｏｎ多形体以及αＳｉａｌｏｎ等化合物的标准吉布斯自由能与温度的关系式，以及在等温条件下标准吉布斯自由能与组份的关系式。

机械合金化La-Mg-Ni系三元储氢合金的性能

采用机械合金化制备了La-Mg-Ni系三元储氢材料,并对其热力学、动力学进行了研究,该材料具有很好的活性和较高的储氢量,在553K时储氢量达到5.23%(质量百分数)。在3.0MPa氢气压力和423K^573K之间的条件下,可以在1min之内完成饱和吸氢量的90%以上。采用XRD衍射、SEM对材料的物相和形貌进行分析和研究。实验证明:物相组成为La2Mg17,Mg2Ni,LaH2和单质La,颗粒的最大粒径为4祄。混合粉末材料的非晶化和体系中催化物质的存在使其氢化动力学性能得以明显改善。

在氟盐体系中钕离子阴极过程的研究

采用循环伏安法和计时电流法研究了ＬｉＦ－ＫＦ熔盐体系中钕离子在钼电极上的还原过程。结果表明，在本实验条件下，钕离子的电化学反应是一步还原，阴极过程受扩散控制。且在沉积的初级阶段是三维半球形瞬时成核。

Ti-ZrO_2系梯度材料的制备与显微结构研究

采用粉末冶金法热压合成了Ti-ZrO2 系梯度功能材料 .用有限元法模拟了设计材料的残余热应力分布 .利用扫描电镜、电子探针、透射电镜和X射线衍射等手段 ,对Ti-ZrO2 系梯度材料组成相的分布形态、相组成以及组元之间的界面结合状态等进行了详细的研究 .结果表明 :合成的材料具有宏观组织不均匀性与微观组织连续性的特征 ,Ti-ZrO2 系梯度材料由α -Ti、四方相ZrO2 和单斜相ZrO2 组成 .合成条件下组元Ti和ZrO2 之间不发生化学反应 ,具有良好的化学相容性 .

Sn对稀土系贮氢合金性能的影响

研究了Sn替代贮氢合金LaNi5 和MlNi5(Ml=富镧混合稀土 )中部分Ni对合金的结构、吸氢容量和平衡氢压等性能的影响。用X射线衍射进行物相分析 ,测试了 2 98K ,31 3K ,333K温度下合金的吸、放氢 p—c—T曲线。结果表明 ,MlNi5 xSnx 合金 (x =0 ,0 .1 )为六方晶体结构的单相组织。以Sn部分取代Ni,使平台压力降低 ,吸、放氢滞后减小 ,而吸氢能力降低很小。利用电负性、电子浓度及原子尺寸等参数的半经验模型 ,计算的ΔH 与实验值符合较好 ,因此 ,少量Sn替代Ni时 ,影响合金热力学性质的主要因素是外层电子数的变化。

Schiff碱基过渡金属镍络合物的电化学聚合：阳极电聚合中扫描速率的影响(英文)

采用线性电位扫描法制备了水杨醛-Schiff碱基过渡金属镍络合物的聚合物poly[Ni(salen)],扫描速率为5-150 mV.s-1.采用场发射显微镜观察了聚合物poly[Ni(salen)]的表面形貌.研究了电聚合中扫描速率对聚合物生长的影响,电聚合速率(dГ/dm)与扫描速率(v)呈指数衰退关系,通过库仑电量分析指出电聚合扫描速率在20mV.s-1时聚合产物中含有最多的氧化还原活性点.扫描速率提高时单体的扩散步骤限制了聚合物的生长,所以氧化还原活性点总量随着扫描速率的提高而开始下降.利用循环伏安法分析了聚合物poly[Ni(salen)]的扩散动力学,结果表明在20 mV.s-1时制备的聚合物具有较大的电荷扩散系数.

NdNi_4M贮氢性能和电子结构关系研究

测量了NdNi4 M(M =Cr,Mn ,Fe,Co ,Ni,Cu)的吸氢性能和晶体结构参数 ,同时采用SCF Xα SW方法 ,计算了它们的电子结构 ,并对其性能和电子结构的关系进行了分析。体系费米能附近态密度峰的变化是影响贮氢合金性能的主要因素 ;吸氢平台与费米能Ef 及电荷转移数有关 ,Ef 越低 ,替代元素得到电荷的倾向越大 ,氢化物越稳定 ,吸氢平台压越低 ;H F力与吸氢量有关 ,H F力越小 ,合金吸氢量越大。

Ti-ZrO_2系金属陶瓷性能与显微结构

通过对Ti O N和Zr O N体系的热力学计算 ,绘制了Ti Zr O N系的热力学参数状态图 ,根据Ti和ZrO2 两相的稳定共存区确定了材料合成的热力学条件。采用常压烧结工艺制备了不同组分配比的Ti ZrO2 系金属陶瓷 ,研究了组成配比的变化对材料性能和显微结构的影响。结果表明 ,随着Ti含量的增加 ,材料的相对密度和抗弯强度均出现极小值 ,Ti含量在 5 0 %～ 75 % (体积分数 ,下同 )之间是材料的力学性能弱点区。Ti ZrO2 系金属陶瓷由金属Ti相 ,四方ZrO2 相和少量的单斜ZrO2 相组成 ,Ti的存在能促进四方ZrO2 向单斜ZrO2 的马氏体相变过程 ,合成条件下组元Ti和ZrO2 之间不发生化学反应 ,具有良好的化学相容性。

电化学法快速测定铁水中的硅量

采用以ZrO_2(MgO)固体电解质,配以一新辅助电极SiO_2+CaF_2的方法,对Fe+C(sat)+Si体系进行了测量。结果表明:当硅测头插入铁水5s以后电动势值即可达到稳定值;电动势与硅量的关系符合理论公式;T=1694～1749K,电动势随温度的变很小。本研究所开发的硅测头具有响应迅速、准确,可望在现场得到应用推广。

工艺参数对被动式DMFC电化学性能的影响

研究甲醇浓度、甲醇溶液温度、电池温度以及阴极空气状态对被动式直接甲醇燃料电池电化学性能的影响。结果表明,在常压条件下,甲醇浓度、甲醇溶液温度、阴极空气状态以及电池温度对电池性能存在着明显的影响。被动式直接甲醇燃料电池最佳甲醇浓度为1.5mol/L,电池性能随着甲醇溶液温度和电池温度的上升而迅速提高,阴极空气状态的改变也有利于电池性能的提高。

Al-TiO_2-C体系热力学分析及Al_2O_3-TiC复相陶瓷的燃烧合成

对Al-TiO2 -C燃烧合成体系进行了热力学计算 ,并利用Al-O -N、Ti-O -N、C -O -N三个体系的叠加优势区相图分析了该燃烧合成体系的平衡产物相。结果表明 ,Al -TiO2 -C燃烧合成体系的绝热燃烧温度为 2 398K ,燃烧合成平衡相为Al2 O3和TiC。XRD检测结果与热力学分析结果相吻合 ,说明该燃烧合成反应进行得较为彻底 ,证实热力学分析结果可信。原位生成的Al2 O3和TiC两相分布较均匀 ,燃烧合成产物疏松多孔 ,易于通过球磨方式达到破碎。

EuCl_3-CaCl_2二元系的热力学优化和计算

引入短程有序—扩展似化学模型来描述EuCl3-CaCl2二元体系液相的Gibbs自由能,根据实验测定的相图和混合焓数据,运用CALPHAD技术对该体系进行了热力学优化和计算,优化计算的结果和实测值符合很好.

优势区相图在Al-TiO_2-C-ZrO_2燃烧合成体系热力学分析中的应用

以TiO2, Al, C和ZrO2为原料, 燃烧合成制备Al2O3-TiC-ZrO2纳米复相陶瓷是一种方法简单、节时省能的新工艺. 对Al-TiO2-C-ZrO2体系进行了热力学分析,计算出该体系的绝热燃烧温度, 并利用Al-O-N,Ti-O-N,Zr-O-N,C-O-N四个体系的叠加优势区相图, 分析了各相间反应进行的趋势和最终稳定存在的平衡相. 热力学分析表明:绝热燃烧温度为2327 K, 燃烧合成产物包括Al2O3,TiC,ZrO2三相. XRD检测未发现其它杂相, 证实热力学分析结果可信.

电化学活化条件对Pt/C催化剂甲醇电氧化催化活性的影响

利用亚硫酸路线和亚锡酸法合成了两种Pt/C催化剂,并利用循环伏安技术,详细地研究了循环伏安高电位和活化方式对Pt/C催化剂的甲醇电氧化催化活性的影响.研究结果表明:在改变高电位的逐步循环伏安活化方式下,不同的Pt/C催化剂的活化存在有不同的最优循环伏安高电位;在最优高电位下,一次性活化方式对亚锡酸法Pt/C催化剂的活化最为有效.不同的活化条件产生不同的催化活性,主要原因在于不同的活化过程形成的最终的Pt的存在形式不一样,致使催化剂对水和阴离子具有不同的吸附能力和吸附速率.

锂在苯碳黑中的电化学插入反应

利用循环伏安法对锂在苯碳黑中的插入过程进行了研究。结果表明,锂在苯碳黑中的首次插入过程伴随着一些不可逆反应,这些不可逆反应是由于电解质溶液中的溶剂化离子的插入引起的。在碳表面也存在的不可逆反应。随着具有石墨结构成分的增加,在碳中有了明显的锂插入反应。经1000℃以上温度处理过的碳黑锂的迁出电位在0.1左右,从而能代替锂作二次锂电池阳极材料。

中间包冶金的发展

The research on tundish metallurgy has focused mainly on taking countermeasures to avoid and remove inclusions and the recent developments on tundish metallurgy were surveyed.The authers'advices for future development of tundish metallurgy were given in summary section.

网络化的ANN-GA系统优化中空纤维镍基板制备工艺参数

在实验室研究中空纤维镍基板的制备工艺的基础上,采用自制的网络化的ANN-GA系统对58个样本进行了工艺参 数优化和寻优,得到的最佳工艺参数如下:中空镍纤维含量为97％;烧结温度为1275 K;保温时间为20 min;造孔剂PVB, PP和Ni(OH)2的含量分别为5％,3．5％和1％．在最优工艺条件基础上,获得了性能优异、孔率接近87％的基板材料．并 用计算机分析和预报了各单因素的影响规律,预测结果与文献报道的实验结果一致．