综合评述

  • 稀土元素对合金高温氧化的影响

    杨珍;鲁金涛;赵新宝;严靖博;尹宏飞;党莹樱;谷月峰;

    研究表明在形成Cr2O3/Al2O3膜的合金内添加微量稀土元素,可促进Cr/Al的选择性氧化,改变Cr2O3/Al2O3膜的生长传质机制,降低氧化膜的生长速率并改善其粘附性,从而显著提高合金的抗高温氧化性能。然而,稀土元素对合金高温氧化行为的影响机制目前尚存争议。在系统归纳近年来前人研究成果的基础上,对已有稀土元素微观作用模型进行了总结,并从稀土元素对Cr2O3和Al2O3膜的生长传质机制和氧化膜及氧化膜与金属基体界面的物理、化学特性的影响等方面探讨了其作用机制。

    2014年06期 v.32;No.152 641-649页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]

稀土发光

  • 硅酸盐荧光粉显现潜在指纹的应用研究

    谢安;郑凯鹏;吴昊;李金涛;

    指纹的法医鉴定被广泛用于犯罪的人身认定,已成为基础的法庭证据。随着稀土荧光粉的快速发展,使检验和鉴定潜在指纹成为了可能。采用高温固相法合成了用于显现潜在指纹的Ba2-xSi O4:Eu2+x荧光粉,测量了在1300℃下保温3 h时样品的激发和发射光谱,研究了不同Ba2+和Eu2+浓度荧光粉的荧光光谱性质。用X射线衍射分析荧光粉在不同浓度的物相,确定还原气氛中Ba2-xSi O4:Eu2+x荧光粉的最佳合成浓度为x=0.08,可得到较好发光性能的硅酸盐荧光粉。重点讨论了对荧光粉粒径大小的优化、粉体的无机后处理和粉体表面有机修饰等性能优化,使其能用于显现清晰的潜在指纹。

    2014年06期 v.32;No.152 650-656页 [查看摘要][在线阅读][下载 1578K]
  • Tb~(3+)掺杂Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2荧光纳米纤维制备及发光性能

    曹铁平;李跃军;

    采用静电纺丝技术结合高温煅烧工艺,制备了稀土铽离子掺杂的氧基磷灰石型硅酸盐[Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+]荧光纳米纤维。利用XRD,FT-IR,TG-DTA,SEM,HRTEM和荧光光谱仪等分析测试手段对样品的组成、结构和性能进行了表征。结果表明:前驱体纤维经800℃煅烧4 h后,获得的Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+荧光纳米纤维,属于六方晶系,P63/m空间群,其平均直径为100 nm。在245 nm的紫外光激发下,Tb3+的发射光谱由蓝光区和绿光区两部分组成,前者在382,417和438 nm处的发射峰对应于Tb3+的5D3→7FJ(J=6,5,4)跃迁;后者在489,545,590和622 nm处的发射峰对应5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,其中以5D4→7F5(545 nm)跃迁的发射峰为最强,呈现绿光特性,Tb3+的光致发光衰减曲线符合单指数行为,其荧光寿命达2.65 ms。

    2014年06期 v.32;No.152 657-663页 [查看摘要][在线阅读][下载 1085K]
  • 稀土离子掺杂Ba_2GdF_7纳米颗粒的合成及其上转换发光性质研究

    马乌吉斯古楞;阿斯娜;德格吉呼;

    采用热分解法制备了稀土离子掺杂的立方相Ba2GdF7上转换发光纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)技术测定了样品的物相,通过透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计分别分析了样品的形貌、尺寸和上转换发射光谱。实验结果表明:合成的样品为单分散的、其平均尺寸为14 nm,立方相结构的Ba2GdF7纳米颗粒。在980 nm红外光激发下Ba2GdF7:Yb0.2Er0.04纳米颗粒分别发射来自于Er3+离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2光跃迁的绿光和4F9/2→4I15/2光跃迁的红光发射。

    2014年06期 v.32;No.152 664-669页 [查看摘要][在线阅读][下载 830K]

稀土催化

  • 制备方法对Ce_(0.6)Zr_(0.3)Pr_(0.1)O_2纳米复合氧化物性能的影响

    何洁丽;朱敬芳;郭晶;杨冬霞;赵云昆;

    采用室温共沉淀、分步沉淀和共沉淀、分步沉淀水热法制备了Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物。X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、透射电镜(TEM)、H2程序升温还原(H2-TPR)和热重分析技术(TG)表征结果表明:分步沉淀水热法有利于锆离子和镨离子进入CeO2晶格和提高Ce0.6Zr0.3Pr0.1O2纳米复合氧化物的热稳定性、氧化还原性能和储释氧性能。制备过程中未加入任何表面活性剂,1000℃焙烧4 h后,其晶粒尺寸可控制在8~15 nm,比表面积仍能保持在66 m2·g-1,释氧量维持在1713μmol[O]·g-1CeO2。

    2014年06期 v.32;No.152 670-678页 [查看摘要][在线阅读][下载 1076K]
  • 化学环制氢中Fe_2O_3/CeO_2/Al_2O_3载氧体的性能研究

    任广行;马波;梁皓;孙万付;

    采用浸渍法制备了不同CeO2含量的Fe2O3/CeO2/Al2O3载氧体,利用BET,XRD和TPR对其性能进行表征,并以甲烷为燃料在固定床微型反应器中对载氧体进行化学环制氢性能考察。结果表明:CeO2的加入可以降低铁与铝之间的相互作用,提高铁的分散度,从而提高催化活性。在燃料反应器温度为900℃,蒸汽反应器温度为900℃,常压、剂烷比为2/1,进水量为0.1 m L时经过10次氧化-还原循环,Fe2O3/CeO2/Al2O3载氧体颗粒反应性能稳定,甲烷转化率最高可达到75%,单次循环氢气产量最高可达到35 m L·2.5 gcat-1。

    2014年06期 v.32;No.152 679-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 387K]

磁学和磁性材料

  • 添加铌对铜模吸铸Nd_9Fe_(81-x-y)Ti_4C_2B_xNb_y(x=11,13,15;y=0,4)合金铸态组织及其晶化行为的影响

    姜小丽;潘晶;刘新才;肖晓燕;詹玉勇;杨梦琳;

    采用铜模吸铸制备了厚度为0.8 mm,成分为Nd9Fe81-x-yTi4C2BxNby(x=11,13,15;y=0,4)的Nd2Fe14B/Fe3B型纳米复合永磁合金块体样品,研究了添加Nb对合金铸态组织及其晶化行为的影响,并测试了其磁性能。结果表明:在合金中添加4%(原子分数)Nb元素,不仅能抑制吸铸样品表面Nd2Fe23B3软磁性相、Nd1.1Fe4B4非磁性相和未知相的形成,导致Nd2Fe14B,Fe3B和α-Fe相的相对量增加,而且促使样品内部在非晶基体上形成了少量的Nd2Fe14B和α-Fe,Fe3B纳米晶。添加了Nb的合金吸铸样品表现出一定的硬磁性,其中Nd9Fe66Ti4C2B15Nb4吸铸样品具有最高的矫顽力(Hci=116.66 k A·m-1);添加4%(原子分数)Nb使得合金在晶化过程中由原来的异相同温一步晶化转变为两步晶化,且初始晶化温度Tx均明显降低,两个放热峰的ΔTpx均增大。

    2014年06期 v.32;No.152 685-693页 [查看摘要][在线阅读][下载 1017K]
  • (La,Mn)共掺BiFeO_3材料的合成及性质研究

    谢谦;陈长乐;罗炳成;汤引生;李华;

    改善BiFeO3性能的有效途径,就是对其进行掺杂或与其他钙钛矿材料复合固熔。由于稀土元素与Bi的化合价相同,较容易取代Bi离子,而且Mn,Cr的掺杂又可提高BiFeO3的磁性。通过掺杂,采用溶胶-凝胶法合成了Bi1-xLaxFe0.8Mn0.2O3材料(x=0.3,0.35,0.4),用XRD测试了其晶体结构,通过原子力显微镜测试其表面形貌。通过对复合陶瓷(Bi1-xLaxFe0.8Mn0.2O3)的磁性能、介电性能和磁电耦合性能的研究,作出复合陶瓷的M-H磁滞回线。结果显示:随着La掺杂量的增加,原胞体积变小,x=0.4时,颗粒进一步细化;磁滞回线显示,随着La掺杂量的增加,剩磁逐渐增大,磁性能得到一定的改善,磁电耦合性能进一步提高,但介电性能有所减弱。

    2014年06期 v.32;No.152 694-700页 [查看摘要][在线阅读][下载 878K]

稀土新材料

  • 热碱处理对La-Mg-Ni系A_2B_7型储氢合金电极性能的影响

    曾书平;罗永春;李新宇;康龙;

    用真空感应熔炼和热处理制备了La0.64Gd0.2Mg0.16Ni3.1Co0.3Al0.1合金,利用SEM,EDS能谱分析、振动样品磁力计、XPS、ICP和电化学方法,研究了热碱处理时间(0~60 min)对合金颗粒表面的微观形貌、表面元素组成及状态、体相化学成分以及电化学性能的影响。研究表明:热碱处理使合金表面的Mg,Al,La和Ni元素发生不同程度的溶解析出或氧化,随处理时间增加,合金饱和磁化强度呈先增大后减小的趋势。当处理时间为15 min时,合金表面可形成较多的富Ni层,其饱和磁化强度达到最大值0.808 emu·g-1;当大于15 min时,随时间延长,富Ni层被氧化的倾向逐渐增大,同时表面形成稀土氧化物,导致合金饱和磁化强度逐渐减小。电化学性能测试表明:随热碱处理时间的增加,合金电极最大放电容量(Cmax)、循环稳定性(S100)及大电流放电特性(HRD900)均呈先增加后减小的规律。经15 min热碱处理的合金电极性能最佳,循环寿命S100由未处理时的83.67%提高到热碱处理后的93.09%。合金电极性能随热碱处理时间的变化规律与合金表面形成富镍层及其后续氧化倾向以及析出稀土氧化物关系密切。

    2014年06期 v.32;No.152 701-709页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K]

稀土化学与湿法冶金

  • 改性固化单宁对稀土离子Pr~(3+),Nd~(3+)吸附性能研究

    康艳;黄杵睿;陈超;徐甜甜;廖洋;赵仕林;

    以苎麻纤维为基础,通过甲醛交联固化杨梅单宁制备吸附材料(RF-BT),进一步经Mannich反应改性,引入-NH2,制备改性苎麻纤维接枝杨梅单宁吸附材料(RF-BTM)。通过IR和SEM等方法表征了两种材料的结构,并研究了两种材料对Pr3+,Nd3+稀土离子的吸附性能。实验结果表明:反应温度为303 K,p H为5.5,Pr3+溶液初始浓度为1127.2 mg·L-1,Nd3+溶液初始浓度为1153.6 mg·L-1时,RF-BT的最大吸附量为:Pr3+420.3 mg·g-1,Nd3+432.8 mg·g-1;RF-BTM的最大吸附量为:Pr3+461.7 mg·g-1,Nd3+477.8 mg·g-1;表现出优良的吸附性能,其吸附热力学符合Freundlich方程,动力学可用拟二级速率方程描述。

    2014年06期 v.32;No.152 710-718页 [查看摘要][在线阅读][下载 1378K]
  • 活化分解氟碳铈精矿对钙化转型提取稀土的影响

    黄宇坤;张廷安;豆志河;刘江;

    采用活化预处理-加压钙化处理氟碳铈精矿新工艺,研究了活化温度、活化时间对精矿分解、氟元素损失的影响,及不同温度活化分解精矿钙化转型后对稀土浸出率的影响,并计算了活化前后精矿钙化转型过程中动力学参数。结果表明:氟碳铈精矿经过活化分解更利于钙化转型过程的进行,稀土总浸出率由27.81%提高到70.76%;480℃温度下活化60 min,精矿基本分解完全,氟损失率为3.24%;通过计算得出氟碳铈精矿钙化转型过程为化学反应控制,而活化后精矿的钙化转型过程为扩散过程控制。

    2014年06期 v.32;No.152 719-726页 [查看摘要][在线阅读][下载 929K]
  • 水杨羟肟酸对氟碳铈矿的捕收机制研究

    王成行;邱显扬;胡真;汪泰;李汉文;

    以水杨羟肟酸为捕收剂,通过浮选试验、溶液化学计算、动电位和红外光谱检测分析研究了氟碳铈矿的可浮性及药剂与矿物的作用机制。当水杨羟肟酸浓度为5×10-4mol·L-1时,氟碳铈矿在pH=7~10较宽的范围内有较好的可浮性,与矿物表面的稀土阳离子的水解产物种类及其浓度有关。pH=8~9范围内,稀土阳离子水解优势组分RE(OH)2+和RE(OH)+2吸附在氟碳铈矿表面是主要的正活性质点,有利于药剂的化学吸附。在pH=8.3时,水杨羟肟酸对氟碳铈矿捕收是化学吸附作用生成五元环螯合物的结果。

    2014年06期 v.32;No.152 727-735页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K]

稀土金属学与火法冶金

  • Cu-Al合金添加稀土元素内氧化研究

    谢明;胡洁琼;程勇;张国全;杨有才;张吉明;陈永泰;

    研究了Cu-Al合金中添加稀土元素La的内氧化热力学。热力学计算结果表明:合金内氧化在热力学上是可行的,内氧化过程中La2O3较容易生成,且溶质Al,La合金元素较基体Cu更容易被氧化生成氧化物,并且La元素较Al元素更易氧化。由此说明,La的加入促进了合金内氧化过程的进行。铜基复合材料的导电率、硬度和密度均随着内氧化温度升高而增大。当内氧化温度超过900℃后,材料的性能变化趋于平缓。

    2014年06期 v.32;No.152 736-743页 [查看摘要][在线阅读][下载 403K]

稀土应用

  • 超临界水体系制备二氧化铈纳米颗粒

    李超;教传琦;李宏煦;

    采用超临界水氧化的方法,使用自主设计的SCWO连续性反应釜制备出纳米Ce O2粉末,并应用XRD,FE-SEM,XPS等一系列分析手段对实验样品的结构与形貌进行了表征。结果表明:采用SCWO超临界反应釜制备的产物Ce O2纳米颗粒呈球形,结晶良好,平均粒径控制在10 nm左右,随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,制备出的纳米Ce O2粉末的粒径逐渐减小,粒度分布更加集中,但是粒子间团聚现象加重,Ce与O的结合能力逐渐减弱;随着Ce(NO3)3·6H2O水溶液浓度的增大,所制得的产物纳米Ce O2颗粒的BET比表面积也逐渐增加,平均比表面积为48 m2·g-1。

    2014年06期 v.32;No.152 744-749页 [查看摘要][在线阅读][下载 794K]
  • 硫酸铈铵对三角褐指藻岩藻黄素含量的影响及转录差异研究

    朱帅旗;龚一富;刘浩;张兵兵;王何瑜;

    利用血球计数法测定藻密度,研究不同浓度硫酸铈铵诱导子对三角褐指藻细胞生长的影响。采用高效液相色谱(HPLC)测定经不同浓度诱导子处理后三角褐指藻岩藻黄素的含量。通过荧光定量PCR研究岩藻黄素生物合成途径中相关基因转录差异,并利用SAS9.0统计软件对荧光定量PCR结果做主成分分析。结果显示:在一定浓度范围内硫酸铈铵(0.2~1.6 mg·L-1)抑制三角褐指藻细胞的生长。HPLC结果表明:随着硫酸铈铵浓度的增加,岩藻黄素含量呈先上升后下降的趋势,当硫酸铈铵浓度为0.2 mg·L-1时,岩藻黄素含量最高,达1.28 mg·g-1DW,比对照组提高了60%。定量PCR分析结果表明,硫酸铈铵浓度在0.2 mg·L-1时,岩藻黄素生物合成相关基因玉米黄素环氧酶基因(zep)、八氢番茄红素合成酶基因(pys)、ζ-胡萝卜素脱氢酶基因(zds)、番茄红素β-环化酶基因(lcyb)、胡萝卜素异构酶基因(rtiso)和八氢番茄红素脱氢酶基因(pds)转录水平与对照组相比极显著提高(P<0.01),与岩藻黄素含量变化相一致。主成分分析(PCA)结果表明:这些基因与岩藻黄素生物合成显著相关,其中,lcyb基因和pds基因对岩藻黄素生物合成贡献率最大。

    2014年06期 v.32;No.152 750-757页 [查看摘要][在线阅读][下载 914K]
  • 陕南茶叶稀土元素产地特征研究

    聂刚;梁灵;李忠宏;朱占烨;任美娟;

    为了掌握陕南茶叶中稀土元素含量和分布状况,并利用稀土元素对茶叶产地进行判别,采用ICP-MS法对陕南地区44个茶叶样品中16种稀土元素进行了测定。结果表明:茶叶中不同稀土元素含量差异较大,其中La,Ce,Nd含量较高,平均含量分别为124.81,172.13,87.20μg·kg-1;茶叶样品中稀土氧化物含量范围为200.32~1558.35μg·kg-1,总体上呈东高西低趋势,且均低于国家规定限量;茶叶中稀土元素随地域变化表现出不同分布特征,但具有相似的丰度模式;利用主成分分析将茶叶稀土元素归结为轻稀土组和重稀土组,间接地证明轻稀土元素和重稀土元素在从土壤到茶叶迁移过程中仍存在着差异;聚类分析结果表明,稀土元素可作为陕南茶叶产地判别的重要指标。

    2014年06期 v.32;No.152 758-763页 [查看摘要][在线阅读][下载 477K]

研究简报

  • 优化组织结构制备无重稀土高矫顽力Nd-Fe-B磁体

    王育平;徐峰;赵惠芬;

    通过优化铸片结构中柱状晶厚度为2~3μm,富Nd相沿晶界连续分布,与铸片结构对应的进行粉末细化,控制平均颗粒尺寸为2.68μm,最后配合1020℃低温烧结,制备的Nd31.50FebalCo3.00Al0.2Cu0.2B1.05(%,质量分数)磁体组织结构中平均晶粒尺寸5μm,晶粒大小均匀,晶界相分布清晰。最终获得了Hcj为1356 k A·m-1,(BH)m为352 k J·m-3的无重稀土高矫顽力磁体。该磁体20~120℃的矫顽力温度系数β(Hcj)为-0.627%·℃-1,能够在120℃条件下使用。

    2014年06期 v.32;No.152 764-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 905K]