综合评述

  • 磁制冷材料实用化研究进展

    龙毅;付松;叶荣昌;

    作为新一代的制冷技术,磁制冷技术已经进入到实用化研究阶段。主要评述了最有希望实用化的La-Fe-Si系磁制冷材料的研究进展,总结了材料的成相机制,以及热处理时间、温度、不同元素等因素对成相规律的影响,介绍了最新的制备加工工艺和氢化工艺,并讨论了La-Fe-Si材料在磁制冷机中的应用进展,展望了磁制冷材料的发展趋势。

    2012年06期 v.30;No.140 641-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 1719K]
  • 氮(氧)化物荧光粉研究进展

    钟飞;刘学建;黄政仁;张玉强;

    氮氧化物荧光粉材料具有高发光效率、可被可见光有效激发、荧光特性可设计性强、热稳定性高和环境友好等诸多优点,因此成为白光LED用荧光体的重要候选材料。近年来,国际材料学界掀起了稀土掺杂氮氧化物荧光粉的研究热潮,并取得了一系列创新性研究成果。本文综述了各种新型氮氧化物荧光粉的制备方法,重点分析了各类稀土掺杂氮氧化物荧光粉的发光特征及其研究进展,最后探讨了氮氧化物荧光粉的研究发展方向。通过改变稀土掺杂离子周围的晶体场环境实现对荧光体发光性能的裁剪设计、激活离子在荧光体基质材料中所占据结晶位置的确定、高质量红光氮氧化物荧光体的研发等将是氮氧化物荧光体未来研究的主要方向。

    2012年06期 v.30;No.140 650-660页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]

稀土化学与湿法冶金

  • 带羧基支链的四氮杂环铈配合物催化磷酸酯水解的研究

    蔡述兰;冯发美;何锡阳;张秀兰;谢家庆;任德虎;

    合成和表征了一种大环配体5,5,7,12,12,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷-N/-乙酸(L),研究了金属铈离子和配体组成的体系催化对硝基苯酚磷酸二酯(BNPP)水解的动力学。结果表明:该体系在催化对硝基苯酚磷酸二酯(BNPP)水解方面表现出高的催化活性和稳定性,以及好的水溶性。通过对特征光谱和化学计算的分析表明,催化活性物种是金属铈和配体组成的配合物。基于光谱分析的结果,提出了BNPP催化水解的机理及得到研究结果的证明。

    2012年06期 v.30;No.140 661-665页 [查看摘要][在线阅读][下载 450K]
  • 一种新型磷酸酯类功能化离子液体的合成及管内循环流液液微萃取钐(Ⅲ)的研究

    危晶;王邃;郭苗;梁洪泽;

    合成了一种新型磷酸酯类功能化离子液体1-戊基-3-(3-二苯基膦酰基)丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐,并利用管内循环流液液微萃取技术研究了该离子液体对水溶液样品中Sm(Ⅲ)的萃取性能。优化的水相酸度为pH=8,水样流速1.5 ml.min-1,萃取时间20 min,室温饱和吸附容量118 mg.g-1离子液体。Sm(Ⅲ)浓度为0.1~5.0μg.ml-1范围时,其线性回归方程为Y=-123247+422900c(μg.ml-1),线性相关系数和最低检测限分别为0.9938和0.0035μg.ml-1。用2 ml 0.1 mol.L-1柠檬酸+0.4 mol.L-1甲酸+0.4 mol.L-1水合肼洗脱液洗脱10 min,回收率达98%以上,能实现离子液体的回收利用。并推测该萃取过程主要采用的是螯合作用机理。

    2012年06期 v.30;No.140 666-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
  • 包头混合稀土精矿络合浸出的研究

    刘佳;李梅;柳召刚;张晓伟;阳建平;

    根据Al3+或Fe3+与F-能形成稳定的络合离子[AlF6]3-或[FeF6]3-,分别用HCl-AlCl3和HCl-FeCl3溶液络合浸出包头混合稀土精矿中的氟碳铈矿,并对两者进行了对比。结果表明,用HCl-AlCl3体系的精矿浸出率和稀土浸出率比用HCl-FeCl3体系的都高30%;在HCl浓度4.0 mol.L-1,Al3+浓度2.0 mol.L-1,温度85℃,浸出时间120 min,液固比为30∶1的条件下,稀土精矿中氟碳铈矿的浸出率达到了97.69%,氟碳铈矿中稀土浸出率达到了92.23%,进而使稀土精矿中的氟碳铈矿基本完全进入溶液中,达到与独居石分离的目的。

    2012年06期 v.30;No.140 673-679页 [查看摘要][在线阅读][下载 731K]

稀土金属学与火法冶金

  • 铝锶热还原Sc_2O_3制备铝钪中间合金

    唐冲冲;常化强;包晓刚;刘贵清;刘奎仁;

    以Sc2O3为原料,液态铝锶合金为还原剂及合金基体,在nNaF.AlF3-NaCl-KCl熔盐体系中通过铝锶热还原制备了Al-Sc中间合金。主要考察了ScF3添加量、温度和时间对Sc含量及收率的影响。结果表明,熔盐中添加1%(质量分数,下同)的ScF3,反应温度900℃,反应时间45 min,制得了Sc含量在2%以上的Al-Sc中间合金,Sc的直收率可达74.25%。SEM,EDS和XRD分析结果表明,中间合金由黑白两相组成,白色间断相为不规则形状的Al3Sc第二相粒子,黑色连续相为铝基。

    2012年06期 v.30;No.140 680-685页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
  • 铒对铸态Mg-5Sn合金的变质作用研究

    马春华;张丁非;柴森森;张红菊;陈玉安;范艳华;

    通过金相(OM)和扫描电镜(SEM)的显微组织分析、荧光成分分析(XRF),能谱微区成分分析(EDS)、X射线物相分析(XRD),显微硬度(HV)和差热分析(DSC)等测试手段和方法,对铸态Mg-5Sn-xEr(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,4,6)合金的组织性能进行了全面研究。研究结果表明,稀土Er对Mg-5Sn合金的影响是多方面的,首先是稀土Er对晶粒有明显的细化作用;再就是稀土Er能抑制盘状Mg2Sn第二相的形成,同时促进不规则ErMgSn稀土相的形成,最后就是提高了合金的相转变温度和显微硬度。因此稀土Er对铸态Mg-5Sn合金具有显著的变质效果。

    2012年06期 v.30;No.140 686-692页 [查看摘要][在线阅读][下载 695K]
  • 固态电迁移法提纯金属钆的研究

    吴任;李宗安;陈德宏;王志强;庞思明;张小伟;

    对工业纯金属钆进行了固态电迁移法(SSE)提纯研究,在电流密度为450 A.cm-2,真空度为10-7Pa条件下,分别处理了20,60和100 h,考察了金属钆料棒不同部位主要杂质的变化。实验结果表明:SSE法处理后,对气体杂质而言,氧的迁移非常明显,处理100 h后,阴极端氧含量由1651μg.g-1降低到25μg.g-1,去除率达到98.5%;氮和碳的迁移规律不明显;对Cu,Mn,Pb和Ni等部分金属杂质而言,迁移规律明显,而对其他金属杂质有一定的迁移。对发生有效迁移的杂质元素,SSE法处理时间越长,阴极端的杂质提纯效果越明显。用SSE法处理100 h后,分析了其中38种主要杂质元素,所用钆料棒阴极端纯度由99.74%提高到99.91%(质量分数)。

    2012年06期 v.30;No.140 693-698页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]

磁学和磁性材料

  • Nd_2Fe_(14.5)Cr_(2.5)化合物的结构和相变

    高纯静;郝延明;梁飞飞;郑开萍;胡怀古;

    通过X射线衍射、差热分析及磁测量等手段对电弧炉熔炼的Nd2Fe14.5Cr2.5化合物的结构和相变进行了研究,研究结果表明,950℃下退火的样品具有Th2Zn17型结构,其居里温度为375 K。1100℃下退火的样品具有Nd3(Fe,Ti)29型结构,其居里温度为445 K。Nd2Fe14.5Cr2.5化合物在1100℃左右发生结构相变,由菱方相的Th2Zn17型结构转变成单斜相的Nd3(Fe,Ti)29型结构。具有Th2Zn17型相结构的Nd2Fe14.5Cr2.5化合物在约300℃左右可以发生有效的吸氮反应。

    2012年06期 v.30;No.140 699-702页 [查看摘要][在线阅读][下载 406K]
  • Tm_2CrFe_(14.5)Si_(1.5)化合物的反常热膨胀性质研究

    梁飞飞;郝延明;高纯静;胡怀谷;秦月婷;

    通过X射线衍射手段研究了Tm2CrFe14.5Si1.5化合物的热膨胀性质及本征磁致伸缩性质。研究结果表明,Tm2CrFe14.5Si1.5化合物在303~623 K范围内,具有单相的Th2Ni17型结构;Tm2CrFe14.5Si1.5化合物的居里温度约为453 K,比其母合金Tm2Fe17高约163 K;沿a轴方向上,Tm2CrFe14.5Si1.5化合物在423~448 K温度范围内出现负热膨胀现象,其热膨胀系数αa为-0.716×10-5/K;沿c轴方向上,在303~398 K温度范围内也出现负热膨胀现象,其热膨胀系数αc为-0.547×10-5/K。两者综合的结果使得在423~448 K温度范围内,Tm2CrFe14.5Si1.5化合物的体热膨胀系数αv为-0.794×10-5/K。对本征磁致伸缩的研究结果表明,Tm2CrFe14.5Si1.5化合物中存在着较强的各向异性的本征磁致伸缩。

    2012年06期 v.30;No.140 703-707页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]

稀土催化

  • La_(0.7)Sr_(0.3)Mn_(1-x)Fe_xO_3稀土钙钛矿催化剂NO_x储存性能研究

    王绍增;郭子峰;王林江;张燕;鞠文鹏;袁慎忠;肖彦;

    采用溶胶-凝胶法制备特定溶胶pH值的催化剂前躯体,并分别采用马弗炉和管式炉两种不同焙烧方法制备了La0.7Sr0.3Mn1-xFexO3(x=0,0.2)系列样品。发现Fe元素的加入使钙钛矿团聚程度增加、比表面积下降、样品中SrCO3的生成量减少。使用管式炉焙烧的La0.7Sr0.3Mn0.8Fe0.2O3样品,形成的颗粒均匀,直径在40~80 nm左右,拥有最大的比表面积(19.7 m2.g-1)、较完整钙钛矿物相结构,具有较好的NOx储存性能和氧化性能。

    2012年06期 v.30;No.140 708-713页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
  • 钙钛矿型纳米晶薄膜的制备及其光催化性能的研究

    胡婕;马嘉华;黄浩;王丽娜;

    采用溶胶-凝胶法结合旋转涂膜工艺在玻璃基底上制备出了多层纳米晶薄膜LaMO3(M=Fe,Mn,Co,Cr);采用DSC/TG技术分析了前驱体凝胶的热分解历程;利用场发射扫描电镜观察了薄膜的表面形貌及膜层厚度。通过XRD进行了物相分析,并计算了其晶粒尺寸;实验结果表明,制备出的LaMO3多层薄膜具有钙钛矿晶型结构,薄膜形态比较均匀。将该类薄膜作为光催化剂,对多种水溶性染料进行了光催化降解实验。研究结果表明,纳米晶薄膜LaMO3的光催化活性主要和M原子的电负性及M离子的d电子结构有关。当M为Co时,薄膜的光催化效果最好。

    2012年06期 v.30;No.140 714-719页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]

稀土发光

  • Al_(18)B_4O_(33):Eu,Tb单基双掺杂荧光粉的制备及发光性能

    徐立海;徐宇兴;唐子龙;苏娜;张中太;

    以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法成功制备了Al18B4O33:Eu,Tb荧光粉。采用热分析仪、X射线衍射仪和扫描电镜分别对样品进行了热分析、结构和形貌分析,采用荧光光谱仪和亮度计测试样品的激发发射光谱和亮度。结果表明:前驱体先经700℃预烧,然后再于1100℃煅烧3 h后,可获得粒度分布均匀、结晶性良好的Al18B4O33:Eu,Tb荧光粉;共掺杂Eu和Tb的Al18B4O33荧光粉可同时发出"三基色"所需要的特征发光;该荧光粉中同时存在Eu2+离子、Tb3+离子和Eu3+离子,在350~400 nm之间的紫外区域存在较强的激发峰,可被用于与紫外LED复合合成白光LED;通过研究Eu和Tb的掺杂量对荧光粉发光强度的影响发现,适量调节Eu和Tb的掺杂量可以改变Al18B4O33:Eu,Tb荧光粉的发光颜色和强度。

    2012年06期 v.30;No.140 720-725页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
  • YAG:Ce,Mn微晶玻璃的制备及光谱性能研究

    黄海宇;向卫东;张志敏;钟家松;金怀东;董永军;梁晓娟;

    由于YAG:Ce微晶玻璃缺乏红色发光成分,导致其封装的白光LED显色指数低。以Y2O3-Al2O3-SiO2-Li2O作为Ce,Mn掺杂的基质,制备了可提高显色指数的白光LED用YAG:Ce,Mn微晶玻璃。通过XRD测试、荧光测试和电光源测试表征了玻璃的晶相结构、光谱性能及荧光寿命,研究了Mn2+对YAG:Ce微晶玻璃发光的影响,并对其增红机制进行了探讨。结果表明:基玻璃在1400℃热处理可析出纯YAG晶相;YAG:Ce,Mn微晶玻璃在460 nm光激发下,在530 nm处有Ce3+的特征发射峰,由于Ce3+-Mn2+之间的能量传递,在585 nm处有Mn2+的特征发射峰,从而使得YAG:Ce,Mn微晶玻璃的发光峰比YAG:Ce微晶玻璃的发光峰向红光方向宽化,有效地提高了白光LED的显色性能。

    2012年06期 v.30;No.140 726-731页 [查看摘要][在线阅读][下载 543K]
  • Er~(3+)和Yb~(3+)共掺杂La_2Ti_2O_7纳米晶的上转换发光

    李新栓;陈菊;丁玲红;张伟风;

    采用溶胶-凝胶法制备了Er3+单掺杂A2Ti2O7(A=La,Y,Gd)和Er3+,Yb3+共掺杂的La2Ti2O7纳米晶样品。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见-近红外光谱仪分别对样品的结构、形貌和光吸收性质进行了表征;测试了样品在980 nm激光激发下的室温上转换光谱。结果发现,样品都发出了很强的绿光(大约在525和549 nm)和红光(大约660 nm)。通过研究这些基质的晶体结构对上转换发光的影响,发现La2Ti2O7基质中Er3+离子的上转换发射最强。对La2Ti2O7纳米晶的上转换发光研究表明,Yb3+离子能够有效地敏化Er3+离子的上转换发射。对上转换发光强度与泵浦功率的依赖分析,发现红光和绿光的发射均属于双光子吸收过程,最后讨论了Er3+和Yb3+的上转换发光机制。

    2012年06期 v.30;No.140 732-737页 [查看摘要][在线阅读][下载 629K]
  • Nd:GSAG纳米粉体的合成、晶体结构及光谱

    苏静;张恒墉;杨勇;

    采用共沉淀法,以NH4OH为沉淀剂制备了1%(原子分数)Nd3+:Gd3Sc2Al3O12前驱体,并在不同的温度下对前驱体进行煅烧。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)技术对前驱体及煅烧后粉体的结构、微观形貌进行了研究。结果表明,前驱体在1000℃下煅烧可获得纯GSAG多晶相粉体。用X射线衍射宽化法估算粉体的平均晶粒尺寸为25 nm。通过X射线粉末衍射,用Rietveld全谱拟合方法对晶体结构进行了精修,得到1000℃下煅烧所得Nd:GSAG粉体的晶胞参数为a=b=c=1.24164(5)nm,α=β=γ=90°。在室温下,测定了激发波长为808nm的发射谱和检测波长为942 nm的激发谱。另外,测定了942和1064 nm处的荧光衰减曲线,并用单指数函数进行了拟合,得到对应的荧光寿命分别为0.529和0.512 ms。

    2012年06期 v.30;No.140 738-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]

稀土应用

  • 阳极支撑BZCY电解质及GBFN阴极膜在常压合成氨中的性能研究

    朱剑莉;马桂林;占忠亮;

    采用硝酸盐-柠檬酸法制备了BaZr0.1Ce0.7Y0.2O3-α(BZCY)质子电解质及GdBaFeNiO5+δ(GBFN)阴极材料,用浆料旋涂法结合后续的热处理在NiO-BZCY阳极支撑体上制备致密的BZCY电解质薄膜,在电解质薄膜上制备多孔性GBFN阴极膜,成功地组装成合成氨膜反应器。以氢、氮气为反应气体,通过电解方法进行了常压合成氨试验。结果显示,BZCY及GBFN分别具有钙钛矿型及双钙钛矿型结构,NiO与BZ-CY具有良好的化学兼容性,合成氨产率高达1.63×10-8mol.s-.1cm-2,高于迄今所报道的类似方法的合成氨产率。这与BZCY电解质膜优良的导电性能、GBFN膜优良的极化性能密切相关。Ag对GBFN的修饰也有利于氨产率的提高。

    2012年06期 v.30;No.140 744-749页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]
  • La~(3+)提高拟南芥耐旱能力研究

    薛绍武;胡婷;王建荣;杨频;

    稀土元素有着广泛的生物学效应,稀土作为微肥在我国农业广泛使用。然而,稀土对植物抗旱性影响的研究很少。以模式植物拟南芥为材料,研究了不同浓度的镧(La3+)对植物根生长以及对植物耐旱能力的影响。结果表明,10和100μmol.L-1的La3+能显著促进根生长,提高植物耐旱能力;1μmol.L-1La3+没有明显促进根生长,但显著提高了植物耐旱能力;1和10 mmol.L-1的La3+不能促进根生长,同时还降低了植物耐旱能力。该结果提示,稀土农用过程中要重视剂量的使用,同时避免带来生态环境问题。

    2012年06期 v.30;No.140 750-754页 [查看摘要][在线阅读][下载 437K]
  • 镧和硝酸稀土对四种植物病原菌的抑制作用研究

    武英鹏;张作刚;苏朝棉;原宗英;

    为探索稀土元素对植物病害的防治作用,研究了镧和硝酸稀土对番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea Pers.)、番茄早疫病菌(Alternaria solaniSorauer)、番茄叶霉病菌(Fulvia fulva(Cooke)Ciferri)、西瓜枯萎病菌(F.oxysporum f.sp.niveum(E.F.Smith)Snyder et Hansen)的抑制效果。结果表明,100,300,500,1000,1500 mg.L-1的氧化镧和1000,1500,2000,2500,3000 mg.L-1的硝酸稀土明显地抑制4种病原菌的菌丝生长、孢子形成、孢子萌发。在试验浓度范围内,抑制作用随着稀土浓度的增加而增强,同一浓度的氧化镧或硝酸稀土处理对不同病原菌的抑制作用有所差别。

    2012年06期 v.30;No.140 755-760页 [查看摘要][在线阅读][下载 133K]

稀土地矿

  • 富磷灰石复杂稀土矿石工艺矿物学研究

    李波;梁冬云;张莉莉;

    通过化学分析、显微镜和国际先进的MLA矿物自动检测技术等手段,对某富磷灰石的复杂稀土矿石进行工艺矿物学研究。研究结果表明,本矿石稀土矿物主要为氟碳铈矿和褐帘石,其次为独居石和氟碳钙铈矿。此外,磷灰石中富含稀土,磷灰石中稀土占原矿总稀土量26%以上。本稀土矿石性质决定仅采用物理选矿方法不能得到商品稀土精矿,可采取浮选流程和浮磁联合流程分别获取磷灰石精矿和稀土精矿,然后再通过焙烧浸出工艺提取稀土。

    2012年06期 v.30;No.140 761-765页 [查看摘要][在线阅读][下载 459K]

研究简报

  • 不同稀土掺杂温敏漆的制备及性能研究

    闫玲玲;孙晶;于文生;朱鹏;宋亚娇;包秀珍;

    以RuCl3,联吡啶为原料,并在其中分别加入氯化铒、氯化钕和氯化钆,制备了铒掺杂、钕掺杂及钆掺杂联吡啶钌探针分子,将三种探针分子分别加入到MMA中,在引发剂引发下进行聚合,获得三种稀土掺杂的温敏漆样品。对探针分子及温敏漆进行了红外光谱、紫外吸收和荧光光谱测试。红外光谱测试结果表明,探针分子中联吡啶钌的结构没有被破坏。紫外吸收光谱表明温敏漆的最佳吸收波段位于200~550 nm范围内。选择410 nm作为激发光源,发现三种温敏漆在610 nm左右有很强的荧光发射峰,并且随着温度的升高,三种温敏漆的荧光强度均减弱,说明具有良好的温度猝灭特性,其中钆掺杂温敏漆灵敏度最强。

    2012年06期 v.30;No.140 766-770页 [查看摘要][在线阅读][下载 453K]