航空航天级钒铝中间合金的国内研究现状

钒铝中间合金是生产高性能钛合金的重要中间合金,添加钒铝合金的钛合金具有较高的比强度、优异的耐腐蚀性和抗疲劳性能等.目前我国航空航天级钒铝中间合金制备技术尚不成熟,产品中的合金偏析、杂质含量高仍是规模化生产的关键瓶颈,仍未得到有效解决.本文总结了国内众多的航空航天级钒铝中间合金制备方法研究及现状,从生产工艺、环境和产品质量等方面进行客观的分析,提出了航空航天级钒铝中间合金产业化新技术的研究重点和方向.     

HFC网络可靠性的分析

在分析CATV可靠性低的原因的基础上,介绍了采用HFC网络提高可靠性的方案及改进的措施。     

真空条件下含银铅锑多元合金中锑的蒸发行为研究

根据真空冶金原理,以选择性分离银锑为目的,采用真空蒸馏法研究含银铅锑多元合金在真空(5～25 Pa)的条件下蒸馏过程中Sb的蒸发行为,考察蒸馏温度、蒸馏时间、多元合金中其它组元对锑蒸发的影响;并测定了不同温度下Sb元素的蒸发速率.实验结果表明:随着蒸馏温度的升高及恒温时间的延长,Sb的蒸发量和挥发率均增大.X射线衍射分析表明,蒸发物中锑为元素Sb,残留物中Cu与Sb形成化合物Cu2Sb及Cu10Sb3,Ag与Sb生成Ag3Sb,阻碍部分Sb的彻底蒸发.结合Sb元素的蒸发机制,根据实验结果计算得出Sb元素的蒸发速率为15.169～18.066g·cm-2·h-1.     

真空蒸馏铅阳极泥制备粗锑的研究

采用高锑铅阳极泥为原料,对其真空蒸馏制备粗锑的原理和工艺进行探讨,理论和实验均证实了该方法的可行性。试验结果表明:系统压力5~10 Pa,蒸馏时间60 min,一次蒸馏温度在923~1143 K范围内均可得到含Sb量大于84%的粗锑。Sb,Pb的脱除率随蒸馏时间的延长而增大。X射线衍射仪研究表明冷凝物中Sb为单质态Sb,其纯度受Pb,Bi,As含量影响较大。将一次蒸馏冷凝物分别在温度为873,773 K真空蒸馏分离Pb,Bi,As后可获得纯度为95.2%的粗锑。此工艺流程短,操作简单,无污染,符合冶金工业清洁生产的发展需求。     

真空蒸馏法从粗铟中脱除镉锌铊铅的研究

利用纯度为99.7%粗铟为原料,采用真空蒸馏的方法从粗铟中直接脱除镉、锌、铊、铅。分别进行了蒸馏温度、蒸馏时间、投料量等的条件实验。结果表明,控制真空度1~5 Pa,蒸馏温度950℃,蒸馏120 min,可将粗铟中镉、锌、铊、铅可除至6N高纯铟要求。并且以实验结果为依据计算出产物中各种杂质的挥发系数、分离系数、活度系数,对铟的热力学数据的完善有一定的参考意义。     

真空碳热还原法炼铝的研究进展

综述了目前氧化铝碳热还原法及碳热还原-卤化法炼铝的研究进展,重点总结了上述炼铝法的机理及研究现状,讨论了金属铝的制备方法及其影响因素,并指出了制约上述各炼铝法金属铝直收率提高的影响因素。结果表明:常压及真空直接碳热还原法炼铝过程,由于氧化铝碳热还原过程生成的碳化铝,导致碳化铝、氧化铝和金属铝三元系在高温下相互熔解,以致气相不能分离,致使铝的提取率较低,且难以与渣相分离。真空碳热还原-硫化法炼铝存在低价硫化铝歧解得到的产物金属铝与硫化铝(Al2S3)的分离困难,且硫化铝易吸水潮解,生成剧毒物质H2S,造成环境污染;真空碳热还原-氯化法炼铝,虽产物金属铝与冷凝物氯化铝易于分离,但该法存在氯化铝对设备的腐蚀及含六个结晶水的氯化铝脱水处理问题,若能克服上述问题,则该过程就存在连续化作业的可能;而真空碳热还原-氟化法炼铝过程存在机理研究不清及炉型结构设计不合理,从而导致产物金属铝的直收率不高。     

钇直接脱除钛废料中固溶氧新技术

由于钛与氧的亲和力较强,且高温下氧在钛中的溶解度高,钛加工过程90 %以上的钛成为废屑残料,清洁深度脱除钛废料中的有害杂质元素氧对废料回收意义重大。针对现有钛脱氧方法存在固溶氧脱除困难、脱氧效率低等问题,本研究提出了一种用稀土金属钇（Y）作脱氧剂,在Y/YOCl/YCl3平衡下直接脱除钛废料中固溶氧的新方法。热力学计算结果表明,在1200 K下,利用Y/YOCl/YCl3平衡可将钛中的氧含量降低至10 ppm 以下。在理论研究的基础上,开展了在YCl3和YCl3-NaCl-KCl熔盐体系中钇直接脱氧的实验研究。实验结果表明,钛中氧含量可降低至30 ppm ,远远低于海绵钛中的氧含量（约500 ppm）。理论及实验研究结果表明：以Y作脱氧剂,在Y/YOCl/YCl3平衡下可深度脱除钛中的固溶氧。基于上述研究结果,本研究提出了一种绿色高效脱氧新工艺,未来有望实现工业化应用。     

MgCl2-YCl3熔盐中Mg直接脱除钛废料中固溶氧研究

针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属与熔盐分离困难等问题,提出了一种脱氧新方法,即在MgCl₂-YCl₃熔盐中,采用Mg为脱氧剂,借助YOCl的生成,有效促进Mg快速高效脱除钛废料中的固溶氧。热力学研究结果表明,在温度为1200 K时,采用Mg做脱氧剂,要使Ti中的氧含量降低至10^-3以下,脱氧产物MgO的活度必须降低至0.05以下;通过建立lgp(O₂)—lgp(Cl₂)优势区图可知,在Mg/MgCl₂/YOCl/YCl₃平衡下的理论脱氧极限为1.6×10^-5。在理论研究基础上,在MgCl₂-YCl₃熔盐体系中开展Mg脱氧实验研究。结果证实,YOCl的生成有效降低了脱氧副产物MgO的活度,进而促进了镁深度脱氧,Ti中氧含量可降低至10^-3以下;另外,随着YCl₃的活度逐渐增大,Ti中氧含量逐渐降低,当YCl₃的活度为0.9时,氧含量可降至6×10^-4左右。     

HoCl3熔盐介质中Ho直接脱除钛废料中固溶氧研究

针对现有钛废料脱氧方法存在效率低、金属/熔盐分离困难等问题,本研究提出了一种以Ho作脱氧剂,在Ho/Ho2O3和Ho/HoOCl/HoCl3平衡下直接脱除钛废料中固溶氧的新方法。热力学计算结果表明：1200K条件下,Ho/Ho2O3和Ho/HoOCl/HoCl3平衡的脱氧极限分别为280 ppm O和12 ppm O。实验结果表明：在1200 K下,Ho/Ho2O3平衡脱氧极限为420 ppm O,随着Ho2O3含量的降低,脱氧极限降低;相同温度下,Ho/HoOCl/HoCl3平衡的脱氧极限为180 ppm O,远低于Ho/Ho2O3平衡的脱氧极限,并且随着HoOCl含量的降低,脱氧极限降低,表明HoOCl的生成（2/3Ho (s) + O(in β-Ti, 1 wt %) + 1/3HoCl3(l) = HoOCl (s)）有效促进金属Ho深度脱氧。理论及实验结果证明,以Ho作脱氧剂,借助HoOCl的生成可有效脱除钛废料中的固溶氧。基于上述研究结果,本研究提出了一种绿色高效脱氧新工艺。     

分子相互作用体积模型在真空蒸馏分离Pb-Sb、Pb-Ag和Sb-Cu合金中的应用

基于分子相互作用体积模型(MIVM),使用牛顿迭代方法结合无限稀活度系数实验数据γ∞计算对势能相互作用参数Bij和Bji;然后使用参数Bij和Bji计算Pb-Sb、Pb-Ag及Sb-Cu二元合金体系的活度α和活度系数γ,并与实验值进行比较分析;最后计算Pb-Sb、Pb-Ag及Sb-Cu二元合金体系的气液相平衡组成。气液相平衡组成计算结果表明:活度计算值和实验值吻合较好;Pb-Ag和Sb-Cu体系中的组元均能通过真空蒸馏实现良好分离,而Pb-Sb体系中的组元不能通过一次真空蒸馏实现完全分离。分子相互作用体积模型用于预测二元合金体系的活度及真空蒸馏分离效果具有很高的可靠性,为真空蒸馏分离二元合金提供良好的理论依据。