稀散金属材料Te的区域熔炼提纯

基于区域熔炼提纯原理,利用自制的区域熔炼炉区域熔炼16道次提纯Te。结果表明,在高纯氮气气氛保护下,感应线圈输出功率分别为13.0、12.5、11.5kW,控制熔区移动速度为1.5~2.0mm/min,熔区宽度为25~50mm时,杂质总含量可从1.41×10-2%降低至2.8×10-4%,11种杂质元素的含量显著降低,降低幅度为1~3个数量级,产品Te的纯度由约4N提纯至约6N。     

感应区域熔炼法制备高纯铜

在真空条件下用感应区域熔炼法对工业纯铜(99.99%)进行提纯。采用旋转样品的方式有效减小熔区宽度并加大了熔区的搅拌。ICP-AES结果表明区熔对Mo、Fe、W、Cr去除效果明显,纯度最终达到99.997%。结合溶质分配系数k计算了区熔后铜中杂质的分布情况,计算结果与实验数据吻合较好。     

真空区域熔炼法制备高纯铝过程中杂质的分布（英文）

提出一种真空区域熔炼法制备高纯铝的新工艺。通过确定平衡分配系数,研究杂质的轴向偏析。理论分析和实验结果表明,平衡分配系数k₀<1的杂质(Cu、Si和Fe)在铝锭尾部累积,而Ti (k₀>1)在铝锭首端累积。当熔区以1.5 mm/min的速度移动并进行15次区域熔炼后,杂质的去除率和铝的纯度最高。在铝锭中部,即距铝样首端140 mm处,铜、铁和硅的去除率均高于90%,钛的去除率高于75%,铝纯度高于99.999%。铝样品的纯度符合99.999%(5N)工业用高纯铝标准的要求。     

若干难熔金属提纯的新技术

讨论了纯度对难熔金属性能的影响,重点介绍几种最有前景且能有效去除难熔金属内部杂质的提纯方法,包括电子束区域熔炼法和等离子弧熔炼法,并对这些方法进行了分析,提出了一些难熔金属提纯的建议。     

红土镍矿高温硫化熔炼镍锍EI北大核心CSCD

本文通过热力学分析,揭示了红土镍矿硫化熔炼低镍锍过程物相演变规律,阐明了硫化熔炼过程机理。结果表明:在一定硫化熔炼条件下,红土镍矿中镍氧化物转变历程为NiO→Ni→Ni_(3)S_(2),钴氧化物转变历程为CoO→Co→Co_(9)S_(8),铁氧化物转变途径为Fe_(2)O_(3)→Fe_(3)O_(4)→FeO→FeS或Fe_(2)O_(3)→Fe_(3)O_(4)→FeO→Fe→FeS;金属与S亲和力强弱顺序为Ni≈Fe>Co;金属与O亲和力强弱顺序为Fe>Co>Ni。由理论计算可知:在硫化熔炼过程中,当硫磺添加量为矿料质量的2%、碳添加量为矿料质量的4%时,产出镍锍品位为21.45%,镍、钴回收率分别为99.43%、87.58%,硫直接利用率为62.68%。目前,红土镍矿高温硫化熔炼镍锍,已初步实现工业应用,与常规RKEF技术相比,过程绿色低碳,是具有里程碑意义的技术变革。     

区域熔炼法净化金属铀的理论与实验研究

通过理论计算分析了区域熔炼过程中熔化区域宽度、区熔次数等对U提纯效果的影响。实验采用理论优化条件,以U中Al、Mo、W、Ni、Ca、C等元素为研究对象,利用原子发射光谱(ICP-AES)和金相(OM)分析了提纯前/后铀中杂质元素的浓度、夹杂物分布特点。结果表明:区域熔炼法对铀中杂质元素有一定的去除作用,试棒中部的待测杂质总量从1189μg/g降低至402μg/g。对W,Ni,C的去除效率高,Al和Mo的去除效果不明显。夹杂物尺寸减小,沿熔化区域方向富集。     

二段碳分制备高纯二氧化硅研究

为满足电子产业对二氧化硅的高纯度需求,本文采用了一种分段碳分制备高纯二氧化硅的新技术。通过一段碳分除杂,二段碳分产出高纯二氧化硅。实验确定了搅拌速度为400 r·min~(-1),温度为343 K,CO_2气体流量为60 mL·min~(-1),制备了纯度为99.995%的二氧化硅,其中铝、钙等金属杂质质量分数分别为48.3 × 10~(-4)%和9.7 × 10~(-4)%,达到了电子工业要求,证实了分段碳分法适于制备高纯二氧化硅。     

氢等离子体电弧熔炼技术在难熔金属提纯中的应用

本文主要对氢等离子体电弧熔炼技术在难熔金属提纯方面的应用进行了综述。介绍了等离子体电弧炉的原理与结构,重点讨论氢等离子体电弧熔炼技术在难熔金属提纯方面的优势,最后阐述了H2在熔炼提纯中发挥的重要作用和机理。     

多级孔金属材料研究进展EI北大核心CSCD

多孔金属是一种内部含有大量孔隙的结构-功能一体化材料。随着服役环境的不断变化,人们对多孔金属的综合性能提出了越来越高的要求。与传统单级孔结构金属材料相比,多级孔金属由于具有两级甚至多级孔结构特征,展现出更加优异的综合性能,逐渐成为研究和关注的热点。本文简要综述了近些年国内外多级孔金属材料研究进展,其中多级孔金属制备工艺主要包括粉末烧结法、去合金化法以及增材制造法等;由于独特的孔结构,多级孔金属具有更好的过滤性能、毛细性能、催化性能以及力学性能,在过滤与分离、传热及能源等领域展现出诱人的应用前景。最后,对多级孔金属当前研究所面临的问题以及未来发展方向进行了讨论和展望。     

金属基底力学耐久性超疏水涂层的研究进展EI北大核心CSCD

在金属基体上构建超疏水表面可有效解决金属材料在使用过程中不耐腐蚀、容易覆冰等问题。此外,超疏水涂层还能赋予其自清洁、润滑减阻、油水分离等特殊功能,具有极高的应用价值和市场前景。然而,超疏水涂层差的耐久性极大地限制了其实际应用。因此,制备具有力学耐久性的超疏水涂层是实现其广泛应用的关键。本文综述了近年来有关金属基体上力学耐久性超疏水涂层的研究进展。首先从超疏水表面基本原理出发,分析了超疏水涂层的失效机制,归纳了金属基底耐久性超疏水涂层的制备方法,从被动抵抗和主动修复两个角度重点介绍了力学耐久性超疏水涂层的实现策略,并总结了超疏水涂层力学耐久性的评价方式,最后对该领域未来的研究重点和发展趋势进行了总结。     

锂离子电池热模型研究进展EI北大核心CSCD

锂离子电池因其电压高、比容量大和循环寿命长的特点,是目前应用较为广泛的动力与储能电源。研究锂离子电池的温升规律等热特性,不仅有助于指导电池管理系统的设计与优化,还有助于改善和提升锂离子电池的热安全性。热模型能够全面、系统地捕捉锂离子电池在工作过程中的温度和其他热特性参数的动态变化,为解析生热、传热和热失控触发机制提供重要信息,是研究锂离子电池热特性的重要工具。本文根据研究目的、建模原理和应用场景,将锂离子电池热模型分为非耦合热模型、耦合热模型和热滥用模型,并对其基本理论和方法进行了分析归纳,最后对锂离子电池热模型的发展方向包括模型验证、模型参数获取、模拟工况等方面进行了展望。     

废提款机线路板铜粉脱除杂质金属EI北大核心CSCD

废提款机线路板铜粉通常采用火法炼铜系统提取有价金属,本文提出两段浸出方法分离废提款机线路板铜粉中的杂质金属,以消除对火法炼铜系统的危害,并为火法炼铜提供了优质的原料。首先,采用盐酸处理废提款机线路板铜粉,脱除其中的铝,脱铝渣再分别采用盐酸控电位氧化浸出,或碱性加压氧化浸出分离回收铅和锡。结果表明:盐酸浸出过程中96.11%的铝被选择性脱除;脱铝渣采用盐酸控电位氧化浸出,铅和锡的浸出率分别为91.12%和94.69%;碱性加压氧化浸出处理脱铝渣,铅和锡的浸出率分别为86.28%和96.96%;在废提款机线路板破碎过程中,由于机械撞击力使杂质金属与铜相互包裹,难以充分溶解,导致铅和锡脱除不完全。     

生物医用锌基合金性能研究进展EI北大核心CSCD

医用金属植入体已广泛应用于临床骨组织修复中,但是随着临床手术案例的积累,发现不锈钢、钛、传统生物金属材料在生物体内长期存在会造成应力屏蔽、组织排异发炎等症状,二次手术会给患者带来极大痛苦。近年来,可降解金属植入体材料的概念被提出并引起重视,由可降解金属制备的植入体在生物体组织中可被吸收分解,并促进血管组织愈合与骨组织再生,被视为新一代医用植入体材料。锌合金由于其优异的降解特性及生物相容性成为近年来的研究热点,在血管腔内支架、骨科及口腔科内固定材料领域拥有巨大的应用潜力。锌合金发展迅速,须及时进行全面总结。总结归纳目前医用锌合金的主要制备方式、材料力学性能、降解行为和生物相容性。基于大量的数据分析与归纳,发现在锌合金中添加Li、Mg元素可细化晶粒,显著提高锌合金强度,添加Mn元素则可在塑性变形中细化晶粒,可提高锌合金的延伸率。与纯锌相比,锌合金中的Zn-(Fe、Cu、Ag)析出相与Zn基体形成的微电池作用提高了锌合金的降解速率。针对新型锌合金成分及先进制备工艺,提出以材料基因工程,指导适用于增材制造的三元高强锌合金体系开发,在提高力学性能的基础上匹配锌合金的降解速率和生物相容性,直接获得具有定制化结构的锌合金近终成型植入体。在系统性汇总的基础上,从性能、开发以及增材制造三个方面展望未来发展方向。     

高纯钴的制备

对目前高纯钴的制备方法进行了综述和评价。制备高纯钴的冶金工艺过程主要包括萃取法、膜分离法、离子交换法、电解法、区域熔炼法等，这些方法在除杂方面发挥着不同的作用。溶剂萃取法对大多数金属离子有很好的效果，但对Ni，Cu，Zn等金属离子的分离效果相对较差；膜分离法存在稳定性差、成本高的缺点；离子交换和萃取色层法对分离性质相近的元素有较好的效果，但存在容量低等问题；区域熔炼过程可以去除金属钴中的碱金属、碱土金属和气体杂质，并有利于生成纯度高、RRR值大的完整钴单晶。在总结上述各方法特点的基础上，提出了制备高纯钴的合理工艺。     

高功率脉冲磁控溅射制备金属氮化物涂层EI北大核心CSCD

高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)作为目前研究热门的物理气相沉积方法之一,已经在刀具材料、不锈钢、聚合物、复合材料等基体上实现硬质涂层、生物涂层、耐腐蚀涂层、耐高温氧化涂层、绝缘涂层等多种类型涂层制备。通过高功率脉冲磁控溅射与复合方法及后续热处理等工艺方法复合,调节高功率脉冲磁控溅射的脉冲频率、峰值功率、占空比、多脉冲和双极性实现对靶材离化率、等离子体空间分布、涂层沉积速率、相结构、微观结构、元素成分、内应力等等离子体参数和涂层物相结构的调整,以提高基体材料的硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化及生物相容性等综合使役性能。特别是在应用于金属氮化物涂层的制备及性能研究方面,具有巨大的工程应用价值。结合目前硬质涂层材料的应用现状,探讨高功率脉冲溅射技术沉积涂层的特性和技术优势,介绍20多年来高功率脉冲磁控溅射技术在制备单元单层、多元多层、纳米多层与多元复合、高熵合金及含Si、O、C等金属氮化物硬质涂层工艺及性能等方面应用的研究进展。     

基于氨溶析出法制备高纯钨粉的研究

高纯钨被用作靶材以及高精密集成电路导体制造等,对纯度要求极高（5N～6N）。本文运用高通量试验方法提纯制备APT,采用多温区管式炉对APT原料进行热解离处理后氨溶,利用原位XRD和常规XRD对不同温度热解离的APT进行物相分析,结合正交设计对试验参数进行优化获得最优的氨溶处理条件,经过多次溶解-过滤-清洗-析出循环达到纯化目的后,对APT进行煅烧还原得到高纯钨粉,用辉光放电质谱法对纯化前后物料进行纯度分析。通过3次氨溶解析出循环后的APT在含5%体积分数的氢气氮气混合气氛下800℃还原10 h可以完全被还原,得到纯度为5N、平均颗粒尺寸为670 nm的W粉。本研究为高纯氧化钨和钨粉的制备和工艺的优化提供了研究方法和参照依据。     

电磁法在有色金属矿产勘查中的研究进展EI北大核心CSCD

电磁法勘探以电磁感应原理为基础,主要通过观测到的电磁场响应推断地下电阻率的空间分布特征,在此基础上结合地质解释,从而实现金属矿产勘查的目的。目前,电磁法按照接收信号组成分为频率域与时间域两大类,勘探深度从浅部几米到深部几十公里,应用领域从陆地、高空到海洋均有涉及。本文简要综述了主要电磁勘探方法理论、应用场景及观测系统,从数据解释角度回顾了电磁法正演模拟与反演计算研究工作,介绍了不同种类电磁法在金属矿勘查中的典型应用案例,最后对电磁法勘探金属矿的发展提出了作者的看法和建议。     

金属有机框架材料在防腐涂层中的应用进展EI北大核心CSCD

金属有机框架材料是由金属离子和有机配体自组装而成的多孔配位聚合物,具有大比表面积、结构功能可调、高孔隙率、高表面活性等优势,金属有机框架材料在金属防腐领域表现出巨大的应用潜力,然而还少有相关的研究综述,有必要对目前金属有机框架材料在金属表面防腐涂层领域的研究成果进行综述。系统总结近年来该领域的相关研究成果,以金属有机框架材料的自身特性和防腐机理为出发点,分类概述金属有机框架材料功能性填料在防腐涂层中的应用以及防腐转化膜材料的最新研究。相关研究结果表明:金属有机框架材料作防腐涂层的功能性填料或防腐转化膜能极大增强对金属的防腐保护,金属有机框架材料功能性填料可改善涂层的致密度与相容性,作为理想容器负载活性剂实现了涂层的自修复、腐蚀自预警等功能性;另外,直接在金属表面制备金属有机框架材料防腐转化膜实现了涂层的主动防护(物理阻隔效应)和被动防护(响应释放缓蚀剂),将金属有机框架材料应用在防腐涂层中增强了对金属的防护性能,延长了金属基体的使用寿命。讨论了金属有机框架材料在应用过程中存在的问题并提出可行的解决途径,对金属有机框架材料在金属防腐涂层领域的应用前景和发展方向进行展望。     

智能化金属成形模拟软件北大核心CSCD

◆易用:简单、友好,且在不断优化的操作界面,大量的学习向导以及应用实例,使工程师不但上手轻松,更不会在使用中气馁,AFDEX可以帮助您轻松分析锻造工艺。◆准确:超过500个实际生产应用案例,包含复杂的冷温热多工位锻造、闭塞锻造、径向锻造、辊锻、辗环等几乎所有锻压成形工艺的模拟。AFDEX的准确性和能力,已经在全球百余家制造企业的生产中得到了验证。◆各种结果同时展示:AFDEX的后处理平台,可以在运算的同时,实时显示各种结果:变形形状、节点的速度、应变、应变率、应力、金属流线、某点流动、边界节点应力、界面应力、温度分布、损伤、磨损、体积变化、载荷等。     

双极高功率脉冲磁控溅射技术薄膜制备研究进展EI北大核心CSCD

双极高功率脉冲磁控溅射技术(BP-HiPIMS)在保持靶材粒子高离化率的同时,通过调节“泵出”脉冲电压,控制离子能量和流量,从而改善薄膜的性能,正在得到工业界的广泛关注。在无法施加基体偏压的绝缘基体或薄膜的制备上,BP-HiPIMS拥有更加显著的优势,同时基体接地可以克服悬浮基体快速充电的问题,从而有助于沉积离子向下游扩散增能。BP-HiPIMS选择相对较短的正负脉冲间隔时间、负脉冲持续时间以及较高的正脉冲电压幅值,有利于优化薄膜的性能。近年来国内外学者应用BP-HiPIMS技术制备薄膜取得了显著的成果。相对于常规HiPIMS,BP-HiPIMS所制备的铜膜(Cu)、类金刚石碳基薄膜(DLC)、氮化钛薄膜(TiN)、氮化铬薄膜(CrN)等都表现出更加优异的力学性能,而不同工艺下薄膜沉积速率的变化在不同试验中存在分歧,其影响机制有待进一步探索。