大电流稀土电解槽阳极结构研究

针对大电流稀土电解槽阳极消耗速率快、阳极消耗变形导致电热场分布不合理的现象,对15 kA大电流稀土电解槽阳极的实际消耗问题进行了分析,并运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极消耗过程和不同阳极倾角下的三维电热场进行了耦合模拟分析。结果表明:阳极消耗变形后,电解槽内上部电场分布比下部更加密集,高温区域向液面偏移;随着阳极斜向上倾角的增大,电解槽内电压降低,高温区域向槽底偏移,倾角为4°时电热场分布最为合理。最后结合现场试验,验证了试验结果和模拟结果的一致性。     

稀土铈在锌-铁合金电沉积中的作用

研究了铈盐对电沉积锌-铁合金镀液及镀层性能的影响, 通过盐水浸泡实验, 抗高温氧化性实验及分散能力、阴极极化曲线测定, 得出在镀液中添加一定量的铈盐能改善镀液性能, 同时还可提高镀层的耐蚀性及抗高温氧化性.     

阳极结构调整对稀土电解槽的影响

以目前使用的6 k A稀土电解槽为研究对象,采用实验验证与数值模拟计算相结合的方式对采用不同阳极结构的稀土电解槽进行了全面分析讨论。使用斜角切割阳极片可以在维持电解槽槽电压、氧化物利用率、产品合格率等技术指标不变的情况下,克服传统正交切割阳极片在使用过程中随着阳极片反应消耗造成电流效率降低及缩短石墨坩埚使用寿命的现象。其可作为稀土电解槽工艺改造的一个发展方向。     

含稀土氧化物堆焊金属试样残余应力场的数值模拟

采用红外热像仪和X射线应力仪分别测定了采用含稀土氧化物的堆焊焊条，对中高碳钢试件进行堆焊过程的温度场和残余应力场，根据实验数据和材料的物理、力学参数，采用二维有限元计算方法，建立了堆焊应力场模型，根据这一模型，分析了马氏体相变对堆焊金属残余应力场的影响。结果表明：焊条药皮中添加稀土氧化物和金属镍可以降低马氏体相变温度，而降低马氏体相变温度可以降低堆焊金属表面的残余拉应力，从而提高了堆焊金属的抗开裂性能。     

稀土在土壤中运移数值模拟研究

９种不同性质土壤Ｃｅ和Ｎｄ吸附和度达５０％时，用同位素示踪法和数值模拟法对ＲＥ运移进行比较，发现两者对极大多数土壤有较好的拟合性。说明该数值模拟程序对预测稀土长期在土壤中运移具有一定的可靠性。预测结果表明，在自然降雨量情况下，ＲＥ吸附饱和度１０％时，在吸附容量小的酸性土壤中，ＲＥ下移约每年１ｃｍ，吸附容量中等的中性、策酸性土壤，每两年约下移１ｃｍ而吸附容量较大的碱性土壤，ＲＥ很难被雨水运移。     

硅橡胶硫化反应场的数值模拟

以化学反应动力学原理为基础,实验确定了硅氢加成反应的动力学模型;引入 了硫化率增量的概念,获得了全量硫化率和硫化率增量的数值计算式;根据统计理 论,获得了起始分子无规分布时的交联结构参数的数值计算式;介绍了非稳态硫化 反应场的有限元模拟步骤。在此基础上,设计了硅橡胶硫化反应过程的有限元模拟 软件;应用该软件,根据输入的初边值条件,可计算任一空间点在任一时刻的交联 反应参数和交联结构参数,进而可预测制品性能、优化反应参数,或优化设计高分 子材料。最后给出了一个典型算例,并实验验证了该模拟理论及算法的合理性。     

弯管电渗流场的数值模拟及研究

给出了管道中电渗流的物理模型和数学方程 ,采用坐标变换和有限差分法对电渗流场进行了数值模拟 ,对直管和 1 80°弯管数值模拟的结果与现有的结果符合较好。在此基础上 ,对 1 80°弯管的内壁形状进行改进 ,弯道内壁的弧半径增加了 1 2 .5 % ,使内外壁弧长更接近并对其进行了数值模拟 ,结果发现这种改进能提高弯道电渗流场内外壁之间速度分布的均匀度 ,因而提高电泳分离的分辨率     

稀土电解槽阳极腐蚀消耗规律研究

针对稀土电解槽阳极腐蚀消耗速率快、有效使用时间缩短、残余浪费量大等问题,以8 kA稀土电解槽为研究对象,分析不同时刻阳极电解腐蚀下的变化特征及阳极更换顺序对其腐蚀消耗的影响,以阳极及其不同更换顺序进行电解腐蚀模拟仿真分析,结合实际生产过程阳极腐蚀情况进行对比,找出阳极的腐蚀规律及改善阳极更换顺序.结果表明:阳极腐蚀消耗...     

稀土氧化物电解槽流场的研究

建立了计算稀土氧化物电解槽内部流场的数学模型; 用SIMPLE方法计算了电解槽内部的流场; 根据计算结果, 可以将电解槽内部分为--阴极与阳极之间、阳极与电解槽之间、电极下表面与金属接受器之间和金属接受器内部4个区域, 对每个区域的流动情况进行了分析, 找出了影响电解槽操作和电流效率的因素.     

稀土电解槽内阳极气泡行为的数值模拟

通过混合物模型和阳极气泡聚并与破裂模型的耦合求解,引入标准湍流模型,利用流体力学计算软件FLUENT对稀土电解槽内阳极气泡进行数值仿真模拟,并对比分析了不同时间、不同阳极电流密度和不同极距下阴阳两极间的气泡对槽内流体速度场和槽内含气率分布的影响及规律。由计算结果分析可知:稀土电解槽阴阳两极间中上部区域和电解槽槽底区域表现出对称涡旋流动;阳极电流密度相同时,局部涡旋流动随电解时间逐渐增强、径向含气率逐渐增加,并且在电解后期阳极气泡表现出了聚并和破裂的运动状态;电流的增大使槽内流体的湍流强度增强、气泡的聚并和破裂加强;槽内流体的湍流强度和有效热导率在不同阳极电流密度下的分布曲线均呈现4个单峰分布;当阳极电流密度为1.5 A·cm~(-2)时,槽内流体的湍流强度和有效热导率分布较好;极距和阳极电流密度最合适匹配数值分别为82.5 mm和1.5 A·cm~(-2)。     

不同极间距下稀土电解槽内电-热场耦合数值模拟研究

运用数值模拟软件COMSOL建立了不同极间距下3 k A Nd电解槽的物理模型,针对包头稀土研究院的3 k A稀土电解槽进行了电-热场的耦合模拟。模拟结果验证了耦合的合理性,并发现槽电压随极间距的增大而增大,电解槽的整体温度随极间距的增大而升高。结合实际生产经验,认为极间距在75 mm时整个电解过程相对稳定,可以达到电解中槽体电压、温度分布等方面的要求。该研究结果为稀土电解槽进一步的结构优化提供了参考。     

氟化物熔盐体系稀土钕电解槽出炉过程数值模拟

以8 kA稀土电解槽的出炉装置为研究对象,根据实际生产中稀土电解出金属情况,建立模型进行数值模拟,分析得出抽吸管内流体的流动特性:金属液能够从两边缝隙以较快流速流过挡块,在挡块上方形成对称的涡流,随着金属液和电解质液不断进入管道,大量金属液集中停留在挡块上方,少量金属液和气体以气泡和絮状掺杂在上方电解质液中,达到稳定后电解质不再进入吸管;对比装置中吸管入口处锥形挡块和圆柱挡块吸取金属液过程流场的变化,得出使用锥形挡块进行稀土金属出炉时,挡块上方形成的涡流更小,金属液分布更集中;分析不同直径的锥形挡块对流场的影响,得出挡块直径与电解槽接收器内径比为19/70时金属液流动更均匀。     

稀土电解槽的研究现状及发展趋势

综述了国内外稀土电解槽的类型和特点,国内在稀土电解槽的电场、磁场、流场、熔盐性质、工艺条件、电阻常数以及电解槽的热平衡和电极材料等方面的研究现状。提出了槽电压与结构参数之间的关系以及结构参数的优化设计方法,根据槽容量进行优化设计可显著降低槽电压,达到节能降耗的目的。     

大电流稀土熔盐电解槽槽型研究进展

电解槽是稀土电解厂的主体设备,电解槽的结构对于电解质量和电解经济技术指标具有很大的影响.传统的电解槽大多偏向小型化,存在分布散乱、电解效率低等问题,槽体大型化是其发展趋势.综述了大电流稀土电解槽的四种主要槽型:阴阳极上插式稀土电解槽、底部阴极稀土电解槽、套筒式稀土电解槽和集群式电极垂直布置稀土电解槽.讨论分析不同槽型结...     

聚合物熔体挤出胀大的三维数值模拟

采用粘弹性PTT模型对聚合物熔体的矩形口模挤出胀大进行了三维等温数值模拟,得出了不同条件下的口模外流动速度和挤出胀大率沿挤出方向的分布规律.模拟时利用罚函数有限元法和把动量方程转化成椭圆类方程的去耦算法以降低模拟对计算机内存的要求和增加计算收敛的稳定性,采用用路线法对挤出胀大自由表面进行更新迭代.模拟结果表明:We数越大,则挤出胀大率越大,而且对于矩形口模挤出而言,高度方向的挤出胀大率比宽度方向的挤出胀大率大.     

聚合物挤出过程中的数值模拟技术

介绍了计算流体力学中常用的数值计算方法,并从螺杆挤出过程、口模的设计以及挤出胀大等方面综述了数值模拟技术在聚合物挤出过程中的应用,最后针对聚合物挤出过程数值模拟发展的方向作了简要论述。     

芯片毛细管电泳管道中电渗流的数值模拟

利用芯片毛细管电泳管道中电渗流的数学模型,模拟了正常管道和细管道中十字交叉进样电渗流的性质以及其中样品浓度的分布.模拟的结果与文献报道一致.引人了时间参数,对电渗流以及浓度的分布作了一个含时的考察.同时,提出了通过管道表面修饰改变ζ电势的方法以消除弯道效应.     

定向凝固法制备稀土超磁致伸缩材料

对Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５超磁致伸缩材料定向凝固过程进行了研究和分析，结合ＴｂＤｙＦｅ合金凝固特性，研究了凝固参数（包括定向凝固速率Ｖ和固液界面温度梯度Ｇ）、样品尺寸及起始晶粒取向三个主要因素对ＴｂＤｙＦｅ合金样品轴向取向的影响。当定向凝固参数（Ｇ／Ｖ）控制在适当范围，有利于保持平直的固液界面，因此有利于形成轴向＜１１２＞取向；当Ｖ增大或Ｇ减小，固液界面出现下凹，将影响择优取向的形成。样品尺寸与Ｇ和Ｖ应该相匹配，样品直径太大不利于保持平直的固液界面，因此不利于形成轴向＜１１２＞取向。采用＜１１２＞取向的晶粒作籽晶可以加快晶粒的择优竞争生长过程，有利于形成轴向完全＜１１２＞取向。这些因素的恰当控制，制备出了轴向具有完全＜１１２＞取向的Ｔｂ０３Ｄｙ０７Ｆｅ１９５合金样品，对样品进行高温退火处理，磁致伸缩性能达到了近１７００×１０－６。     

神经网络在稀土熔盐电解槽槽压中的应用研究

采用BP神经网络算法研究了氟化物体系稀土电解槽设计时的重要参数如极距、电流密度、槽电压等对电能效率的影响,通过对多个槽体的现场取样数据模拟测试分析,研究了一种基于BP神经网络算法的稀土电解槽槽压模型,研究表明.该模型能够较为准确地预测极距、电流密度与槽电压关系,可用于新型稀土电解槽的优化设计.     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钼铁合金中的钼含量

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-OES）测定钼铁合金试样（钼质量分数为55%～65%）中的钼含量,单点校准获得了较好的线性.样品经酸化后微波消解处理,采用钇元素作为内标以减少仪器波动的影响,在波长202.030 nm的分析谱线处测得钼元素的最佳发射强度.检测结果显示微波消解的样品溶解时间可缩短为重量法的14%,检测结果的相对标准偏差为0.17%～0.22%,采用标准样品验证结果的准确度与重量法无显著差异,可以为ICP-OES法检测高含量组分提供参考.