铝电解废渣资源化回收及无害化处理技术研究现状与展望

铝在工业生产中占有重要地位,但电解铝过程中产生的炭渣、铝灰、大修渣等物质的堆存和填埋造成了资源浪费和环境污染,因此对其进行资源化回收和无害化处理具有极其重要的意义。从铝电解废渣的特性出发,分析了其来源、成分及危害性,梳理了浮选法、化学法、湿法、火法在资源回收以及火法、真空热还原—石灰固化法在无害化处理方面的研究现状,指出了目前各技术存在的主要问题并对未来的发展方向提出了建议,旨在为铝电解废渣的资源化回收及无害化处理技术提供新思路,促进电解铝行业的绿色可持续发展。

低浓度甲烷热氧化流向变换反应器的动态行为及余热回收研究

废弃煤矿的低体积分数甲烷(1%-3%)通常被直接排放到大气中,但其较高的升温潜势带来了严重的环境问题。在流向变换反应器中直接热氧化甲烷是一种有吸引力的解决方案,但潜在的爆炸和不稳定燃烧等风险限制了其应用。阐明低含量甲烷在流向变换反应器中热氧化的动力学行为是开发工业级反应器的基础。为此,采用数值模拟的方法分析了低含量甲烷热氧化流向变换反应器的自热操作边界,深入研究了热空气导出量对流向变换反应器行为的影响。结果显示,甲烷体积分数超过0.2%即可实现自热操作;甲烷体积分数从0.5%提升至3.0%,最高床温仍维持在1200℃左右。当甲烷体积分数超过0.5%,可以回收部分热量;相同甲烷含量条件下,最高床温随着热气抽出量的增加而增加;随着甲烷体积分数从0.5%提升到3.0%,允许导出的热空气从12.5%几乎线性地增加到32%。进一步研究发现,以30-50 s的时间间隔反向流动可以确保甲烷的完全转化和床温稳定。上述结果表明,甲烷体积分数在1%-3%时,采用热氧化处理可以实现余热回收;此外,通过调整换向时间和热空气导出量可以实现床层温度控制。

纺织工程专业学位研究生“高端产业用纺织品”课程案例库建设及教学模式改革研究

案例教学是推动专业学位研究生培养模式改革的重要手段。通过阐述案例教学在国内外研究生教育教学中的研究进展,分析材料与化工领域案例教学的研究现状,聚焦该领域内纺织工程专业学位研究生案例教学研究成果。基于“高端产业用纺织品”课程,依托国内外高端产业用纺织品的顶尖科技成果,融入思政元素,强化学术性与职业性紧密结合的特点,构建课程案例库,基于“高端产业用纺织品”课程的案例教学模式改革,形成课程评价机制,以期为材料与化工领域纺织工程专业学位研究生课程的建设和改革提供理论参考和实践依据,助力高素质复合型、应用型人才的培养。

棉针织内衣面料的芦荟整理及性能研究

功能性及舒适性兼备的内衣面料开发一直是纺织服装的研究热点,文中以具备保湿、抗菌等优异功效的芦荟凝胶作为整理剂对棉针织内衣进行后整理,探究不同工艺参数对面料芦荟整理效果的影响,并对不同增重率的整理面料进行服用性能测试评价。研究表明:芦荟凝胶整理中的有效成分是芦荟蒽醌与芦荟多糖,在芦荟凝胶浓度为7%、60℃处理温度条件下整理30 min,可以达到最高面料增重率。经过芦荟凝胶整理后面料的亲水性普遍提高,透气性无较大差异,但其蓬松丰满度略微下降,面料表面较为光滑,滑糯度减小,接触冷感变强,而当芦荟凝胶浓度较低时,不会对面料的柔软性产生较大影响。

快速凝固/粉末冶金技术制备挤压态AZ91合金热加工性能研究

对快速凝固粉末冶金制备的挤压AZ91镁合金,在温度为250—400℃、应变速率范围为0.01—1 s^(-1)下进行了热压缩变形试验。同时,利用热加工图分析评价了合金的热加工特性。结果表明:合金的流变应力,随变形温度的升高或应变速率的减小而减小;同时,基于双曲正弦关系建立了描述流变应力行为的本构方程,RS/PM制备的AZ91挤压合金的热变形机制为晶格扩散控制的位错蠕变;通过微观组织验证了动态再结晶和流变失稳行为,当温度高于350℃、应变速率在0.01—0.1 s^(-1)时,合金的可加工性最佳。

基于印织工艺的图案变形问题研究

为了解决印织工艺中规整图案难控制的问题,选择不同织物组织结构与纱线密度为实验探究变量,通过在织机上进行丝网印花探究图案变形规律,并进行4个系列产品设计实践。结果表明:在相同纱线密度条件下,平纹、斜纹、缎纹组织纬向尺寸织造前后基本不变,但经向尺寸上,平纹变化较大(12.80%~14.50%),5枚3飞缎纹图案变化较小(8.50%~9.00%),2上2下斜纹变化波动范围也相对较小(10.25%~10.33%);同一纬密及组织结构下,经密为346根/(10 cm)时,纬向尺寸变化较大,且纬向尺寸与经向尺寸数据稳定性较差;经密为504根/(10 cm)和583根/(10 cm)时,纬向尺寸接近设定值且数据稳定;经向尺寸波动与经密成正相关性。通过研究与设计实践,根据不同织物组织结构及经纬密选取织缩率范围内的中间值计算出需要印花的尺寸,织造后可获得接近设定尺寸的图案,关于图案变形问题基本做到可控,并为新产品开发提供参考依据。

梯度空心玻璃微珠诱导的分形自泵水凝胶的制备及其快速吸水性能研究

通过在水凝胶体系内引入梯度排布的空心玻璃微珠(hollow glass microsphere,HGM),制备了一种具有超高导水效率的分形自泵(fractal self-pumping,FS)水凝胶。在所制备的分形自泵空心玻璃微珠水凝胶(FS-HGM hydrogel)中,水凝胶骨架通过硅烷偶联剂将相邻空心玻璃微珠紧密结合固定,在玻璃微球间形成了逐级变小的亲水分形毛细微通道。结果表明,独特的分形毛细微通道极大地提高了水凝胶的导水性能,在动态接触角实验中表现出超过传统水凝胶约240倍的吸水速率,并且吸水效率随着FS-HGM水凝胶层的增厚有所提升。所制备的快速吸水分形凝胶通过高效移除过量渗出液,加速烫伤伤口愈合,为临床应用中输运生物流体开辟了新途径。

基于MDP的无人机避撞航迹规划研究

无人机(UAV)进行避撞前提下的目标搜索航迹规划是指在复杂且众多的环境障碍约束中通过合理规划飞行路径,以更快、更高效的形式找到目标;研究了无障碍环境条件下有限位置马尔科夫移动的规律,构建了相应的马尔科夫移动分布模型;在借鉴搜索系统航迹规划的前沿研究成果之上,结合马尔科夫决策过程理论(MDP),引入了负奖励机制对Q-Learning策略算法迭代;类比“风险井”的可视化方式将障碍威胁区域对无人机的负奖励作用直观地呈现出来,构建了复杂障碍约束环境下单无人机目标搜索航迹规划模型,并进行仿真实验证明该算法可行,对航迹规划算法的设计具有一定的参考意义。

生物质废弃物化学链气化技术研究进展

生物质废弃物来源广泛、总量庞大、绿色可再生,是可持续发展的替代资源。化学链气化技术可通过高活性载氧粒子在氧化和还原反应器中循环的方式将生物质废弃物转化为以H_(2)、CO为主的合成气,在获得高价值合成气的同时还能实现生物质废弃物的资源化利用。本文梳理了生物质废弃物化学链气化中不同类型载氧体的应用及改性方法。概述了复杂高含水生物质废弃物化学链气化技术的研究现状。

双一流建设背景下的理工科研究生心理问题分析与对策研究

随着中国高等教育的发展,理工科研究生面临着繁重的科研任务和巨大的竞争压力,心理问题频发。理工科研究生的心理健康逐渐成为了一个备受关注的话题。本文基于问卷调查和文献研究,分析了双一流建设背景下的理工科研究生常见的心理压力来源,并提出了相应的对策和建议。为缓解这些心理问题,高校应该加强研究生的心理健康教育,建立完善的心理问题预警机制和心理辅导机制,全面推动研究生教育高质量的发展。

添加第三组元调控Al-Bi偏晶合金凝固组织研究进展

Al-Bi偏晶合金熔体冷却过程中由均一的液相经液-液相转变为两互不混溶的液相,在常规重力铸造条件下极易形成宏观偏析严重的凝固组织,极大限制其工业应用,因此有必要对Al-Bi偏晶合金凝固组织进行有效调控(细化和均匀化)。近年来,研究者对如何改善Al-Bi等偏晶合金偏析组织开展了大量研究,如快速凝固、施加外场和添加第三组元等,其中添加第三组元最有可能实现其低成本/规模化制备。基于此,本文主要综述了Al-Bi偏晶合金添加第三组元(合金元素、Al-(Ti)-(B)体系、陶瓷颗粒)的相关研究进展,其中添加含陶瓷颗粒的第三组元能够有效细化和均匀化富Bi相,获得弥散型Al-Bi基偏晶合金,该研究对于实现其大规模工业应用具有重大意义。

科教融合的分析化学实验课程教学与改革

本文在保证分析化学基本原理、基本操作、基本技能培养的同时,将现代分析化学中仪器分析方法作为重点内容,结合各类分析方法在前沿科学研究中的实际应用,构建了分析化学实验课,从课程体系设计、教学内容、学生成绩评价、思政教育等方面进行了实践探讨。

超轻镁锂合金强化方法的研究现状

镁锂合金作为密度最小的金属结构材料,具有高比强度和比刚度、优异的阻尼性能和电磁屏蔽性能等优点,但其绝对强度低,极大限制了其在实际工程中的规模化应用。对近年来镁锂合金的合金化强化、变形加工强化、热处理强化以及复合强化等强化方法的研究现状进行了总结,并给出了未来镁锂合金强化方法的研究方向。

乡村文化共同体构建的内在逻辑与实现路径研究——基于扎根理论的分析

在乡村振兴背景下,构建乡村文化共同体,是推进乡村振兴战略、实现共同富裕的重要任务和必要手段。文章运用扎根理论这一质性分析方法发现,乡村文化共同体构建的内在逻辑是在政府的统筹管理和统一指挥下,夯实原住村民文化根基,拓宽返乡创业新村民的发展空间,保证社会文化组织的长远发展,从而实现经济和社会效益;原住村民、返乡创业者、社会文化组织之间存在互联互通、互利互惠、互帮互助的相互关系,这三大主体在政府的统筹管理下实现协作共赢,以共建共享、共同富裕为目标,形成政府、村民与社会文化组织多元主体间共建共享局面。

城镇污水处理工艺去除病毒的研究进展

城镇污水中存在大量病原微生物,病毒作为其中稳定性高、致病性强的一类,感染可引发多种人类疾病。随着城市化进程的不断加快,我国城镇污水排放量逐年升高,污水处理中病毒污染及潜在健康风险也呈升高趋势,但污水处理过程中病毒的污染现状、去除效果及公共风险尚不明晰。为此,本文综述了国内外污水处理系统中病毒发生、可能引发的水媒疾病、以及现有污水处理工艺对其去除机制和去除效果方面的研究进展,以期为污水处理过程中病毒的风险防控及污水安全回用提供理论依据和科学指导。

5083铝合金与304不锈钢异种材料涡流搅拌摩擦搭接焊工艺研究

为解决铝/钢常规搅拌摩擦焊中搅拌头的磨损和断裂问题,对5083铝合金和304不锈钢进行涡流搅拌摩擦搭接焊工艺试验。通过焊缝表面形貌、接头力学性能和横截面界面组织分析,研究倾角、转速和焊速对涡流搅拌摩擦搭接焊接头质量的影响规律。结果表明:在低转速和低焊速条件下,获得了较好的焊缝表面成形;在转速不变的条件下,随着焊速的提高,界面可承受的拉剪载荷逐渐降低;在焊速不变的条件下,随着转速的提高,界面可承受拉剪载荷先略微增大后减小并维持稳定;搅拌工具以2.5°倾角进行涡流搅拌摩擦焊接时,相较于无倾角条件,可以获得更大的焊缝成形工艺参数窗口和更好的冶金结合强度;5083铝合金和304不锈钢界面结合的主要方式为Al原子向不锈钢中扩散,低转速-低焊速组合下形成的扩散层相对更厚。

课程思政视域下高校器械健身课的教学实践研究

教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》明确提出课程思政要贯穿高校体育课程体系。本文提出高校器械健身课的课程思政目标,分析课程思政融入器械健身课的教学设计,包括体育精神引领、新闻热点刺激、体育文化激励等,从强化课堂教学、体育课内外一体化、考核目标导向、课程案例讨论、视频激励教学等5个方面开展教学实践探索,阐述了高校器械健身课程应达成的教学成效,以期为推动高校健身课程建设提供理论与实践借鉴。

氧化铝生产多效蒸发器末效乏汽潜热回收发电工艺研究

为进一步提高蒸汽热量利用率、降低能耗及循环水用量,开展了有机朗肯循环发电耦合技术回收多效蒸发末效乏汽潜热利用技术研究,借助建模仿真手段对该工艺进行分析。结果表明,净发电量(热电转换效率)随着冷凝温度的降低而升高、随着工质泵出口压力的增大而升高,且不同有机工质的效率存在差别。以国内某氧化铝厂一组蒸发系统末效乏汽数据为基础,乏汽流量为55 t/h(温度63℃,压力20 kPa)、冷凝温度为20℃、工质泵压力增量为0.25 MPa时,净发电量为2309 kW。

CVD多层膜技术在铝型材挤压模具延寿中的应用现状

铝型材挤压模具的寿命对于型材加工企业的成本控制至关重要。简要说明了目前模具市场对于延寿技术的需求及商业延寿技术,介绍了CVD多层膜技术的应用概况。详细分析了CVD多层膜技术存在的问题以及钢基体CVD多层膜技术研究,总结了CVD多层膜技术在铝型材挤压模具延寿研究中的技术难点,提出了铝型材挤压模具延寿CVD多层膜技术的研发方向。

Mn对铸态及均匀化态6082铝合金组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)和电导率测试仪等研究了Mn含量分别为0.7 mass%和0.5 mass%(分别命名为07Mn合金和05Mn合金)的6082铝合金铸态、均匀化态组织及析出行为。结果表明:铸态07Mn合金组织中形成了更粗大的鱼骨状结晶相,均匀化退火后,晶界处难溶结晶相转化为了微米级α-Al(Mn, Fe)Si相,并在晶内析出了纳米级的α-Al(Mn, Fe)Si相。07Mn合金中α-Al(Mn, Fe)Si相的析出激活能更低,从而析出了数量更多、尺寸更小的α-Al(Mn, Fe)Si相。通过电导率计算,确认了Mn元素会促进合金中α-Al(Mn, Fe)Si相的形核。