稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物变质作用的热力学分析

采用热力学方法,研究了稀土氧化物对中高碳钢堆焊金属中夹杂物的变质作用。夹杂物生成的热力学分析表明,在堆焊熔池中,稀土氧化物可以被碳还原成稀土元素,稀土元素可以与氧、硫生成稀土氧化物、稀土硫化物和稀土硫氧化物,从而达到脱氧、脱硫、净化堆焊熔池的作用;稀土氧化物还可以直接与硫作用,生成稀土硫氧化物,起到脱硫的效果。     

连铸结晶器喂稀土处理的碳锰钢夹杂物研究

为研究钢中添加稀土带来的夹杂物问题,采用金相夹杂物评级、电解夹杂分析以及电子探针和扫描电镜观察分析,对经稀土处理的微合金化碳锰钢夹杂物进行了研究.结果表明,采用铝脱氧和RH真空充分脱气的微合金化碳锰钢,经连铸结晶器喂稀土处理后,钢中的A,B,C,D类夹杂物分别不大于1.0级、1.5级、0.5级、1.5级,氧化物夹杂总量约为0.0030%.试验钢中主要形成球状稀土硫化物,同时还形成有链状"稀土硫化物包围氧化铝"的复合夹杂物,而稀土氧化物难以生成.     

焊条药皮中稀土氧化物向焊缝中过渡机制的研究

通过向焊条药皮中加入稀土氧化物的方法，研究了在焊条药皮中加入不同种类、不同含量的稀土氧化物对焊缝金属低温冲击韧性、显微组织以及扩散氢含量的影响。实验表明，在焊条药皮中添加适量的稀土氧化物可以细化焊缝组织、增加针状铁素体的含量、提高焊缝金属的低温冲击韧性和降低焊缝中扩散氢含量，这是一种经济有效的向熔池中过渡稀土元素的方法，可以在焊接材料中发挥稀土元素的特殊作用。从焊接冶金的角度出发，深入研究了焊条药皮中稀土氧化物向熔池中过渡稀土元素的机理、规律及其影响因素。研究表明，焊条药皮中的稀土氧化物在熔滴的高温阶段可以分解出稀土活性原子并过渡到熔池中，参与焊接冶金反应，对焊接熔池起到进一步脱硫去氧的作用。     

新显色剂偶氮硝膦-PN(NPA—PN)的分光光度研究——与稀土元素的β型络合反应

本文研究了各种因素对新显色剂NPA-pN与Y发生β型络合反应的影响。主要仪器与试剂721型分光光度计;偶氮硝膦-pN溶液:0.125%;稀土标准溶液:用高纯单个稀土氧化物配制成含稀土10μgml~(-1)的稀盐酸溶液。     

稀土夹杂物对Fe-C合金中初生奥氏体非均质形核的影响

本文采用二维点阵错配度的计算方法,详细计算了三种常见的稀土夹杂物作为Fe-C系合金中初生奥氏体非均质成核基底的有效性。认为稀土氧化物可以成为初生奥氏体的有效核心,而稀土硫化物则不能成为有效核心,这与初生δ相的结果恰好相反。     

稀土对Fe-Sr-Al合金氧化膜皱褶形成的影响

Fe-23Cr-6Al合金在300～1300℃空气中氧化时,表面形成的位错蚀坑因位错运动而发展成蚀槽,其上的氧化膜就形成皱褶。稀土阻止位错蚀坑的形成和发展,因而含稀土的Fe-23Cr-6Al合金的氧化膜不形成皱褶。同时,稀土也抑制合金表面上晶界、夹杂和碳化物周围基体的热蚀,避免氧化膜—基体之间空洞的形成,稀土与合金中晶体缺陷的交互作用是产生上述作用的可能原因。     

特殊钢中稀土变质夹杂物行为研究

通过加入稀土金属(Ce),研究不同稀土含量对变质夹杂物的影响。发现在洁净度较高的A l脱氧特殊钢中稀土能够使氧化铝、硫化锰夹杂变质并能形成硬度较低的铝酸稀土夹杂物。研究结果表明:当稀土含量Ce15 ppm时,钢中没有稀土夹杂物;当15 ppm≤Ce≤140 ppm时,能够生成稀土铝氧化物和稀土硫氧化物夹杂物;当Ce140 ppm时,夹杂物进一步转变为稀土铝氧化物和稀土氧硫化物的复合夹杂物,并有部分稀土氧硫化物和稀土硫化物,夹杂物的尺寸也随着增大。热力学分析计算表明:在[O],[S]含量较低的前提下,Ce变质A l2O3所需的条件是aCe.aA-l1=0.145,当[A l%]=0.01~0.03时,对应溶解的稀土含量[Ce]=22~67 ppm。     

电化学方法研究X120管线钢氢致裂纹行为

采用Davanathan-Stachursky双电池渗氢装置研究了X120试验管线钢中电化学氢渗透动力学行为,运用电化学充氢方法对X120管线钢进行预制微裂纹,采用SEM观察钢中夹杂物及其与氢致裂纹（HIC）形成的关系。 实验结果表明,随着充氢电流密度的增大,饱和阳极电流I∞、氢扩散通量J∞、氢有效扩散系数Deff均逐渐增大;HIC萌生与钢中夹杂物化学成分有关,X120管线钢中主要含有Al、Mn的硫化物、氧化物夹杂,氮化钛、铌的复合夹杂以及Ca-Al-O-S的混合物夹杂,HIC更易于在含Al、Mn的夹杂物处萌生及形成,且裂纹形核后一般沿轧制方向生长。     

钢包内钢中稀土夹杂物的特征和行为

出钢时向装13吨钢液的钢包中加入适量的稀土和铝,人为地造成浇注初期发生水口结瘤并堵死。包内钢液自然冷却凝固后,解剖研究凝固钢体,发现钢中稀土夹杂物的特征是:(1)凝钢块的下部三分之一区域内和边缘部份稀土夹杂物较多,中部较少,上半部的中间区域基本上没有稀土夹杂物,(2)上半部中间区域是最后凝固的,其中硫化物(硫化锰)夹杂多,这只能是钢液中稀土夹杂物氧化所致,(3)钢包中的稀土夹杂发生了明显聚集,形成一些较大的聚合体,其形态与在水口结瘤中所见相似,(4)稀土夹杂聚合的主要方式是由小颗粒相互合并成大颗粒,(5)在有稀土夹杂物的区域,愈接近包底夹杂物粒度愈大。     

光声光谱在稀土分析中的应用

本文综述了光声光谱在稀土分析中的应用。全文分为三部分:稀土氧化物粉末样品的光声光谱研究;稀土溶液的光声光谱研究及其测定;稀土溶液液膜光声光谱研究。表明光声光谱分析方法对于稀土元素的光谱精细结构、禁戒跃迁研究及其分析测定是一种重要的手段。     

钢中大尺寸稀土夹杂物的形成动力学研究

以添加稀土等微合金化元素的5CrNiMo钢为例, 通过电子探针元素面分布分析探讨了钢中大尺寸稀土夹杂物的成分和组成元素的分布规律, 初步探明了稀土夹杂物的形成动力学及形成机制. 研究结果表明: 稀土夹杂物首先以高熔点氧化物和硫化物为核心分别独立形核长大, 然后以稀土所特有的较高表面活性在液相和凝固过程中相结合, 最终细小分散的稀土夹杂物合并成一个大尺寸的稀土夹杂物.     

稀土新型复合精炼剂对纯铜的脱氢作用

通过纯铜精炼实验、二镒离子质谱分析和Ｘ射线衍射等手段，研究了含稀土、硼、镁等精炼元素的纯铜新型复合精炼剂（ＣＢＭＲ）的脱氢作用，脱氢效果明显，其中含镧或铈的精炼剂去氢效果相近，含混合稀土的精炼剂去氢效果最佳。ＣＢＭＲ的去氢作用是由于稀土与铜液中的氢生成稀土氢化物并上浮而去除的。     

稀土处理钢用中间包覆盖剂岩相分析

分析了现场覆盖剂和实验室自配覆盖剂岩相结构，探讨了稀土氧化物在覆盖剂中的赋存状态。结果表明：在本实验条件下的覆盖剂，原渣矿物组成主要是黄长石，另有少量镁橄榄石和含铁的硅酸盐；稀土氧化物在覆盖剂中主要以稀土硅酸盐形式存在；当稀土氧化物含量增加到一定数量时，覆盖剂开始出现固态未溶的稀土氧化物，说明其在覆盖剂中有一定的溶解度；稀土氧化物在覆盖剂中可以部分代替CaO，形成稀土硅酸盐，其形成物种类随覆盖剂碱度降低有增加的趋势。     

针对氨分解反应的稀土基催化剂研究进展

氢能源作为重要的绿色能源，其制备与应用引起了研究者的极大关注。氨分解在线制氢能够有效解决氢能源储存运输的难题，可以制备得到无碳氧化物杂质的高纯度H₂，但氨分解反应的活化能较高、反应条件苛刻，因此开发高效氨分解催化剂对氢能源产业发展具有重要意义。稀土氧化物具有较强的表面碱性和良好的热稳定性，其特殊的4f轨道电子结构使其具有储存和释放电子的潜力，易于与活性金属形成结构稳定的界面位点以及增加活性金属的电子密度。因此将稀土材料作为组成部分应用到构建高效稳定的氨分解反应催化剂中具有广阔的研究前景。本文总结了稀土基催化剂催化氨分解反应的进展，对其可以高效促进氨分解反应的内在原因进行了分析，并且对稀土基氨分解催化剂的构效关系揭示和可能的性能优化途径进行了展望。     

稀土对16Mn钢中氢行为的影响

研究了RE/S分别为0、0.7、2.2和7.7的16Mn钢充氢后的慢拉伸、动态充氢滞后破坏行为以及在不同温度下的放氢行为。结果表明,合适的RE/S能显著地降低16Mn钢的氢脆敏感性,RE/S为2.2左右时,抑制氢脆作用明显。在电解充氢条件下,不含稀土的16Mn钢比含稀土的能吸入更多的氢量且易于放出。用长条状MnS夹杂物与基体界面对氢的“捕获”作用、“短路通道”作用以及稀土对氢的强烈吸附作用对本实验结果进行了分析讨论。     

抗坏血酸钠搅洗降低混合稀土氧化物中SO_4~(2-)含量的研究

氧化钙作沉淀剂可以实现离子型稀土浸出液的低成本无氨富集,但是其沉淀过程中会生成碱式硫酸稀土沉淀,导致焙烧所得混合稀土氧化物中的SO_4~(2-)含量过高。针对这一问题,采用抗坏血酸钠溶液搅洗CaO沉淀所得的稀土沉淀产物;在搅洗过程中,抗坏血酸根将与碱式硫酸稀土中的SO_4~(2-)发生竞争配位作用,使SO_4~(2-)脱除而进入溶液中。当在45℃,抗坏血酸钠浓度0.10 mol·L~(-1),抗坏血酸钠溶液体积50 mL,反应时间为20 min时,所得混合稀土氧化物的纯度为88.37%, SO_4~(2-)含量为7.65%。此外,抗坏血酸钠的循环效果优良, 5次循环后,稀土纯度的变化小于1%。然而,由于抗坏血酸根配位能力不足,使得搅洗产物中仍有一部分碱式硫酸稀土,后期将考虑在沉淀或搅洗过程中引入配位能力更强的有机物,以获得SO_4~(2-)含量符合要求的混合稀土氧化物。本研究为CaO无氨富集离子型稀土浸出液提供了支持,对离子型稀土矿的绿色高效提取有重要意义。     

稀土元素在气敏半导体中的作用

本文研究了稀土氧化物加入到二氧化锡、氧化锌等气敏半导体中对检测氢、一氧化碳、甲烷、烟、乙醇、乙醚、丙酮、花露水等气氛的气敏性的影响。从实验结果可知,氧化锌中加入稀土氧化物,可使气敏元件对氢、一氧化碳、甲烷、乙醚、丙酮、花露水的气敏性降低,而对乙醇和烟的气敏性增加。从而提高了选择性。添加二氧化铈的二氧化锡元件亦显示足够的选择性。     

稀土氧化物Ce_2O_3在制备Al-Ti-C细化剂中的作用

研究了稀土氧化物Ce2O3在采用氟盐法制备铝合金用Al-Ti-C细化剂的作用,通过OM,XRD,SEM及EDAX等研究手段对细化剂的组织进行了研究。结果表明,稀土氧化物Ce2O3制备Al-Ti-C细化剂过程中,可以提高反应物氟钛酸钾与碳粉反应速度,在铝液中产生激烈的翻腾作用,从而在制备过程中对铝熔体产生强烈搅拌作用,这样可以不采用物理搅拌方法就能使合金中的组织分布均匀,此外通过环境扫描电镜(ESEM)观察发现,稀土氧化物Ce2O3反应后的稀土元素是一种强烈的表面活化元素,可以吸附在Al-Ti-C细化剂中的Al3Ti相上,形成新的稀土化合相[AlTiCe],并提高产生TiC粒子的反应速率,促进TiC粒子生成。     

用放射性同位素示踪法测定稀土在金属相中的量

生产实践证明,稀土元素加入钢铁中能显著地改善钢铁的性能。然而其作用机理目前还不十分清楚。以往的研究多注重稀土元素引起夹杂物变化对钢铁性能的影响,而对稀土在金属相中的量及其对性能的影响则研究甚少。稀土在金属相中的量包括稀土与基体铁形成固溶体中的稀土量,以及可能形成的金属间化合物中的稀土量这两部分。准确测定稀土在金属相中的量一般有两个困难,其一是很难使夹杂物态的稀土     

稀土在石油套管钢中的应用研究

稀土在Ｊ－５５钢级套管钢中有净化钢液，变质夹杂和微合金化作用，提高了钢的横向冲击值和抗裂纹扩展能力，显著改善了抗射孔开裂性能。稀土变质ＭｎＳ和Ａｌ２Ｏ３夹杂的程度，分别取决于钢中稀土与锰和稀土与铝的活度比值，而活度比值决定了钢中ＲＥＡｌＯ３和ＲＥ２Ｏ２Ｓ的相对数量和性能。