外电场作用下熔渣对MgO-C耐火材料的侵蚀行为

以高温炉渣为电解质,工业MgO-C砖为阴极,钼丝为阳极,研究外电场作用下耐火材料在炉渣中的腐蚀行为。研究结果表明,在CaO-SiO_2-Al_2O_3渣系中,单质硅的析出电位约为-6.1V;在CaO-SiO_2-Fe_2O_3渣系中,单质铁的析出电位约为-1.25V,硅的析出电位为-5.85V。当外加电压小于炉渣分解压时,电压趋使炉渣中离子(Fe~(2+),SiO_4~(2-))定向移动,阴极附近熔渣粘度不断增加,熔渣在耐火材料中扩散速度下降,导致炉渣渗透深度减小。当外加电压高于炉渣分解压时,电压加速炉渣的电化学分解,单质Si和Fe的析出是诱发熔渣组成发生偏移的驱动力,加速高熔点沉积层的形成,而高熔点沉积层有效阻断炉渣与耐火材料直接接触,导致渗透深度显著下降。高熔点沉积层组成与熔渣组成密切相关,在CaO-SiO_2-Al_2O_3渣系中主要由Ca_2SiO_4组成,在CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO渣系中主要由MgAl_2O_4组成。     

贫化过程铜熔渣型变化对炉衬侵蚀的特性

Al2 O3和MgO构成的耐火材料已被广泛运用到铜冶炼生产中.但由于熔池熔炼过程中高温及熔渣特性,耐火材料易被侵蚀和老化,尤其是耐火材料与铜熔渣直接接触处.本实验研究了Al2 O3坩埚和30％MgO-65％SiO2-5％Al2 O3坩埚对炉渣的抗侵蚀能力,探究了熔渣中碱度、Al2 O3含量对耐火材料侵蚀行为的影响.研究结果表明,渣中金属夹杂物是引起耐火材料侵蚀加剧的关键因素,可利用浮选的金属夹杂物的变化量来表征侵蚀程度.随着铜熔渣碱度由0.605升高到0.706,单位时间内的侵蚀速率PQ从11.198％降至1.637％;随着铜熔渣中Al2 O3含量由4.17 wt％升高到6.1 wt％,PQ从9.08％降至1.057％,Al2 O3耐火材料对铜熔渣表现出的耐侵蚀能力要比MgO-SiO2-Al2 O3耐火材料强.     

真空硅浴熔融还原白云石炼镁的实验研究

通过往煅烧白云石中添加适量的Al2O3和SiO2,使其在1500～1600℃之间形成熔融炉渣,并在真空下采用硅铁还原液态渣中的MgO。研究了造渣剂对MgO还原率的影响,结果表明,在能够获得熔融炉渣的情况下,增大Al2O3/SiO2比能够极大地提高渣中MgO的还原率,理想的炉渣成分为32.0%CaO-23.0%MgO-35.0%Al2O3-10%SiO2。同时,对该炉渣进行了正交实验,通过分析得出影响MgO还原率因素的顺序依次是:反应温度、还原剂硅铁添加量、反应时间、催化剂CaF2添加量。在熔融还原工艺参数为:反应温度1600℃,还原剂硅铁添加量n(Si)/n(2MgO)=1.2,反应2h,催化剂CaF2添加量3%条件下,渣中的MgO还原率高达97.3%。     

锂离子电池正极材料Li_2Fe_(0.5)Mn_(0.5)SiO_4/C的制备及电化学性能

采用液相法合成了锂离子电池Li2Fe0.5Mn0.5SiO4/C正极材料,考察了热处理温度对Li2Fe0.5Mn0.5-SiO4/C电化学性能的影响,运用XRD、SEM、充放电测试方法和循环伏安法表征了Li2Fe0.5Mn0.5SiO4/C的结构和电化学性能。结果表明,合成的Li2Fe0.5Mn0.5SiO4/C晶胞为斜方晶胞结构,属于Pmn21空间群。其中700℃焙烧7h制备的Li2Fe0.5Mn0.5SiO4/C材料具有较好的电化学性能,首次可逆容量为206.2mAh/g,库仑效率为94.9%,循环20次后的可逆容量为145.7mAh/g,Li2Fe0.5Mn0.5SiO4/C中Fe2+/Fe3+和Mn2+/Mn4+电对的氧化峰电位比较接近,均为4.5V(vs Li/Li+),3个还原峰峰电位分别为3.5V、2.9V和2.1V。     

利用熔融分步还原法优化铜渣贫化效果及渣型结构

根据铜渣中物相成分及熔池熔炼过程工艺特点,对高温条件下熔融铜渣还原过程热力学以及实验过程进行了研究。传统的铜渣一步还原金属回收法,产物中往往得到大量金属合金,降低了熔渣中金属回收率,为避免还原程度控制不当生成金属合金,本实验采用分步还原法分别对铜渣中的有价金属铜、铁进行回收,分析了熔池温度、助熔剂CaO和还原剂炭粉添加量对渣还原贫化过程中贫化效果的影响,掌握了还原过程中渣结构的类型转变。结果表明,温度1350℃,沉降时间40min,熔渣中CaO控制量为22%(质量分数,下同),还原剂炭粉添加量为2.29%时,渣中Cu_2O的还原率达到95.36%,而还原剂炭粉量控制为8%时,渣中铁相沉降率和金属化率分别达到83.13%和85.30%。此时,由于贫化条件的适当控制,避免了铜铁金属混合物的还原析出,实现了渣中铜铁相的深度贫化,促进了铜熔渣贫化效果。此外,铜渣还原贫化过程中,由于助熔剂CaO和还原剂炭粉的添加,熔渣中铁氧化物被控制进行逐步还原,促使渣型由结构复杂的SiO_2-Fe_3O_4-FeO高粘度渣系逐步转变为结构简单、低粘度、低熔点的CaO-Al_2O_3-SiO_2三元渣系,体系渣型得到了有效优化,为后续铜渣的资源化利用提供了性能稳定的渣型。     

煤气化炉渣对含Cr_2O_3耐火材料的侵蚀

用静态坩埚法研究了煤熔渣对几种 Al_2O_3-Cr_2O_3耐火材料的侵蚀性。Cr_2O_3均布的试样中煤熔渣很快渗透,吸渣量较大,使工作带的铬刚玉晶粒在液相中散开;而基质中富 Cr_2O_3的试样吸渣量少,在渣-耐火材料界面形成β-Al_2O_3和 CaO·6Al_2O_3密集层,有助于减小渣渗透和保持材料工作面基体的基本完整,其中含锆硅质玻璃相的试样即使 Cr_2O_3含量较低,也保持最小的吸渣量和渗透深度。     

红土镍矿真空碳热还原过程中硅的挥发行为

为了解红土镍矿在真空碳热还原过程中SiO2的还原特性和还原过程的主要影响因素,在系统压力2～200 Pa下,以分析纯的SiO2、Fe2O3以及煤炭为原料,在热力学分析的基础上,采用X射线衍射、扫描电子显微镜-能量散射谱和化学成分分析等手段,研究了Fe/Si摩尔比、配碳量对SiO2还原过程、硅的挥发率和还原反应速率的影响。通过热力学计算,得出Fe,Si氧化物被碳还原的化学反应自由能和还原反应临界温度,表明在100 Pa条件下SiO2的临界反应温度降低了477～584 K。实验结果表明:Fe/Si摩尔比的增大和配碳量的增加,均降低了Si的挥发率,提高了SiO2还原反应速率;SiO2发生了气化反应生成了SiO气体并在石墨冷凝系统歧化生成Si和SiO2,且有部分SiO气体与石墨或者CO反应生成SiC;反应残渣中的石英颗粒被Fe-Si合金和SiC包围,结合紧密。     

铜渣熔融还原炼铁过程反应热力学分析

对铜渣还原炼铁过程中各元素的反应热力学及渣处于熔融状态时(FeO)组分作用浓度分别进行了理论分析。XRD分析结果显示铜渣中含铁物相主要为铁橄榄石(2FeO.SiO2)。热力学分析结果表明,铜渣中添加一定量CaO,(2FeO.SiO2)还原反应理论起始温度由1042.23K降至757.47K;渣中Mg、Al、Si和Ca 4种元素的还原反应不能发生;增加熔池中O2-浓度,Fe2+还原限度升高。FeO-SiO2-CaO三元渣系作用浓度模型计算结果显示,熔池碱度为2.0时,(FeO)组分作用浓度达到最大0.14。     

氯化胆碱-乙二醇低共熔离子镀锡镍合金的研究

为了研究锡採离子在低共熔离子液体体系中的氧化还原行为及镀层的相组成,以氯化胆碱-乙二醇(ChCl-EG)低共熔离子液体体系为基础液进行锡镰合金电沉积行为的研究。使用循环伏安测试法对锡辣离子在该体系中的阴极还原行为进行研究,采用X射线衍射仪(XRD)对Sn-Ni沉积层的相组成进行分析;采用极化曲线对沉积层耐蚀性等进行了研究。结果表明:锡辣2种离子共存于该离子液体时只显示出1个阴极沉积峰,峰值电位-0.65V;沉积1h所得锡標合金沉积层为Ni3Sn2相,腐蚀电流密度为1.619×10^-6A/cm^2.     

电磁场对低碳MgO-C耐火材料渣蚀性能的影响研究

采用碳含量为6％的低碳MgO-C耐火材料和CaO/SiO2为0.8的渣,分别在中频感应炉和电阻炉中进行渣蚀实验.对在不同环境下渣蚀后的试样进行X射线衍射( x-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和EDAX分析.结果表明,感应炉环境中存在电磁场,其渣蚀试样渗透层中高温相结构紧密,在界面处形成镁铁固溶体( Mg1-x FexO)和镁锰固溶体(Mg1x MnxO),低熔相主要为含少量铁锰氧化物的钙镁橄榄石[Ca Mg( Fe、Mn)SiO4].电阻炉中无电磁场,渣蚀试样界面没有固溶体形成,低熔相主要为硅酸钙(CaSiOa)、镁蔷薇辉石(Ca3MgSi2O8)和钙镁橄榄石(CaMgSiO4).在高温下,电磁场的存在提高了Fe2+/3+,Mn2的扩散系数,以及与镁砂中Mg2的置换能力,有助于形成镁铁固溶体和镁锰固溶体.无论有无电磁场作用,渗透层都有镁铝尖晶石( MgAl2O4)生成.电磁场环境加剧了熔渣对MgO-C耐火材料的侵蚀.     

土壤溶质迁移方程的迎风稳定有限点法

针对土壤溶质迁移方程具有对流项的特性,构造了迎风稳定有限点方法．该方法采用自适应迎风格式使其支持域偏向于迎风侧,以获取到上游信息,在对流占优的情况下,避免数值震荡现象．通过对一维和二维土壤溶质迁移方程的数值计算,详细分析了在不同布点、不同时间步长、不同影响因子的作用下,新算法数值解的收敛性、收敛阶与稳定性．数值结果表明本文方法在边界及梯度变化大的区域内,可以有效地提高计算精度,达到消除数值震荡的目的．     

收尘粉混酸法正交试验提纯

采用HF-HCl混酸法对预焙阳极生产环节中产生的髙灰分收尘粉进行了除灰提纯研究。以碳含量作为评判提纯效果依据,通过正交试验,考察了液固比、HF体积含量、浸出温度、搅拌时间对提纯效果的影响,确定了收尘粉提纯的最佳试验参数及影响碳含量的主要因素。结果表明,影响浸出率各因素的重要性依次为:液固比>氢氟酸体积含量>浸出温度>搅拌时间。当混酸与收尘粉的液固比为4.5mL/g,氢氟酸体积含量为40%,浸出温度为40℃,搅拌时间为30min时,提纯后的收尘粉碳含量最高,达到96.56%。     

CFRP/Al叠层结构制孔缺陷的有限元仿真

应用Abaqus有限元仿真软件,建立了CFRP/Al钻削有限元仿真模型,对CFRP/Al钻孔过程中碳纤维复合材料的撕裂、分层损伤及毛刺的特征和形成机理进行了仿真研究,并进一步分析了切削速度、进给量对CFRP/Al叠层结构制孔缺陷的影响规律。结果表明:麻花钻横刃对碳纤维的拉伸作用是造成撕裂的主要原因;毛刺主要产生在纤维被切削时处于拉伸状态的区域,铝合金切屑对CFRP的划伤也是毛刺形成的原因之一;在CFRP/Al叠层结构制孔缺陷中分层损伤最显著,进给量和切削速度对出入口分层损伤成正相关且对入口处分层影响更大;在这种叠层结构中,铝合金板的支撑作用有效减小了碳纤维复合材料层出口的分层损伤。     

一类具有阶段结构和饱和发生率的生态流行病模型的稳定性

本文研究一类食饵具有阶段结构且捕食者染病的具有饱和发生率的捕食者-食饵模型的稳定性及其Hopf分支,讨论了由疾病的潜伏期引起的时滞对种群动力学性态的影响．通过分析特征方程,运用Hurwitz判定定理,讨论了该模型边界平衡点和正平衡点的局部稳定性,并得到了Hopf分支存在的充分条件;通过构造适当的Lyapunov泛函,运用LaSall不变集原理,讨论了该模型边界平衡点和正平衡点的全局稳定性,从而得到了疾病流行而最终形成地方病及消灭的充分条件．     

一类具有Beverton-Holt出生函数的阶段结构传染病模型的全局分析

针对一些疾病仅在成年个体间传播和成年个体的成长受到密度制约等因素,建立了一类具有幼年和成年两个阶段且疾病仅在成年个体间传播的传染病模型,其中以具有饱和性质的Beverton-Holt函数作为幼年出生函数．通过构造恰当的Lyapunov函数和定性分析,得到了模型的全局动力学性态,并确定了决定模型动力学性态的种群存活的基本再生数和疾病传播的基本再生数．所得结果表明：当种群的基本再生数不大于 1 时,种群灭绝;当种群的基本再生数大于 1 而疾病传播的基本再生数不大于 1 时,种群持续生存而疾病灭绝;当疾病传播的基本再生数大于 1 时,种群持续存活且疾病会发展成地方病．     

SFRC细观数值建模方法及纤维方向对断裂性能影响的分析

基于钢纤维随机生成算法建立了钢纤维水泥砂浆(SFRC)细观有限元数值模型,将模型不同截面处的钢纤维数量进行统计,与试验统计结果进行了对比。采用粘聚裂纹模型,模拟了钢纤维水泥砂浆弯曲断裂全过程,得到了断裂全过程曲线,研究了纤维分布方向对钢纤维水泥砂浆断裂全过程的影响。结果表明:模型截面钢纤维含量与试验统计结果较为一致,提出的钢纤维随机生成算法较为合理;数值模拟得到的全曲线结果与试验结果对比较好;纤维分布方向与主拉应力方向的夹角超过60°时,对复合材料弯曲失效的峰值荷载的增强效果不明显。     

关于非齐次马氏链信源的一个编码定理

本文旨在将无记忆离散信源的编码定理推广至非齐次马尔科夫链情形,以扩展无记忆离散信源编码定理的适用范围．利用经典的波莱尔-坎特利引理,建立关于非齐次马尔科夫链延迟平均的强大数定理,应用独立随机信源逼近非齐次马氏信源,从而获得非齐次马氏信源的广义编码定理．最后运用得到的广义编码定理,给出分批数据假设检验问题中可容忍错误概率的最小值的计算方法．     

氧化物掺杂对钒磷铋系玻璃性能的影响

本研究制备了以V2O5、P2O5、B2O3为基体,掺杂Na2O、Li2O、CuO、Sb2O3、B2O3为辅助原料的低熔点钒磷铋系玻璃。研究了氧化物的添加对钒磷铋系玻璃的骨架网络结构、特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响。实验结果表明:CuO的添加使钒磷铋系玻璃特征温度明显下降,而Na2O、Li2O、Sb2O3和B2O3的添加使钒磷铋系玻璃特征温度均有不同程度的上升。添加B2O3能够大幅度降低钒磷铋系玻璃的热膨胀系数。氧化物对钒磷铋系玻璃的耐水性影响程度为:CuO>B2O3>Sb2O3>Na2O>Li2O;耐酸性影响程度为:B2O3>CuO>Sb2O3>Na2O>Li2O;耐碱性的影响程度为:Sb2O3>Na2O>CuO>B2O3≈Li2O。配比为5%Na2O,5%Li2O,3.5%CuO,10%Sb2O3和5%B2O3制得的钒磷铋系玻璃,热膨胀系数更接近于氧化铝陶瓷基板,拥有较高的耐腐蚀性,能够用于电子浆料中。     

基于变分PDE的地震资料空间自适应保边缘去噪方法

地震资料去噪是地震资料处理的一个基本环节,其信噪比的好坏会直接影响地震资料的可靠性及地质解释的精度．本文主要针对已有方法在去噪的同时不能很好地保持边缘信息这一问题,通过构造空间自适应边缘检测函数,建立了基于分数阶偏微分方程的自适应变分去噪模型;然后,推导了求解新模型的分数阶Euler-Lagrange方程,并给出其离散格式;最后,将本文提出的方法用于合成地震数据及实际地震数据去噪,通过与传统去噪方法相比较,验证了新方法的有效性与实用性．     

La、Bi共掺杂Ag/SnO2触头材料导电性能的理论分析

通过CASTEP软件计算了La、Bi共掺杂SnO2的电子结构和导电性能,分析了晶格常数、能带结构、态密度和电荷布局。分析结果表明,共掺杂后的材料仍为直接带隙半导体材料,共掺杂后晶胞体积增加,La的5p和Bi的6s、6p电子态进入导带部分,使导带底向低能端移动,费米能级进入价带顶,带隙变小,载流子只需较小的能量就可以从价带跃迁至导带,与La,Bi单掺杂相比,SnO2的导电性进一步增强。该仿真结果与已有的实验结果相互验证,为获得导电性优良的Ag/SnO2触头材料提供了理论支持。