特约综述

  • 稀土元素在储氢材料中的应用进展

    张怀伟;郑鑫遥;刘洋;田晓;李星国;

    氢作为一种洁净高效的可再生能源,特别是在镍氢电池等方面的应用,使其受到了极大的关注。H_2的储存和运输是氢能源使用过程中最为关键的环节,研究和开发储氢容量高且有实用价值的储氢材料是目前解决H_2储存问题的一项关键性技术。稀土作为我国的优势资源,其在储氢材料方面具有广泛的应用。本文对稀土储氢材料近期的发展和应用进行了总结,以期为未来的研究工作提供参考。

    2016年01期 v.34;No.159 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1580K]

稀土发光

  • Eu~(3+)掺杂Gd_4Zr_3O_(12)红色荧光粉的制备及其发光性能研究

    游维雄;肖宗梁;赖凤琴;叶信宇;王春香;蒋鸿辉;

    采用溶胶-凝胶法制备了Eu~(3+)掺杂的Gd_4Zr_3O_(12)纳米红色荧光粉,采用XRD,TEM和荧光光谱仪对样品的结构、形貌和发光性能进行了表征,研究了Eu~(3+)离子掺杂浓度对材料发光性能的影响。结果表明:所得到的样品主晶相为Gd_4Zr_3O_(12)。样品具有规则的几何外形,但存在一定的团聚现象。材料的主发射波长位于612 nm,在所研究的浓度范围内(1%~20%(原子分数)),材料的发射峰强度随着浓度的变化规律与激发波长有关,但没有观察到明显浓度猝灭现象,说明Eu~(3+)离子在材料能够实现较高浓度掺杂,是一种具有潜在应用价值的LED用红色荧光粉。

    2016年01期 v.34;No.159 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]

稀土催化

  • 不同制备方法对Pd/Y-ZrO_2消除HC催化性能的影响

    杨冬霞;郑婷婷;宁平;何俊俊;夏文正;赵云昆;

    采用水热法、共沉淀法和柠檬酸溶胶-凝胶法合成Y-ZrO_2载体并负载贵金属Pd,研究了制备方法对Pd/Y-ZrO_2催化氧化CH_4及C_3H_8性能的影响。实验结果表明水热法制备的Y-ZrO_2载Pd催化剂具有较高的催化活性及最低的起燃温度。通过BET,XRD,TEM等分析可知,水热法制备的Y-ZrO_2热稳定性最好,有利于t相ZrO_2的稳定及体相PdO的还原。催化剂中t相ZrO_2所占的比率及Pd粒子的尺寸影响催化剂对HC的催化活性。

    2016年01期 v.34;No.159 17-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K]

磁学和磁性材料

  • 纳米晶Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6快淬薄带织构及其形成机制

    张勇;王艳;刘新才;潘晶;王红玉;潘建峰;董友仁;龙能兵;李天华;

    采用熔体快淬法制备了Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6快淬薄带,利用X射线衍射、扫描电镜分析了快淬薄带的显微组织,并用振动样品磁强计测量了其磁性能,分析了磁织构的形成机制。实验结果表明:Nd_(10.5)Pr_(2.5)Fe_(80)Nb_1B_6快淬薄带在快淬速度为5~20 m·s-1时,薄带自由面形成[006]磁织构、峰强比I(006)/I(410)为26.95~69.08,快淬薄带破碎小颗粒树脂2 T磁场固化样品的约化剩磁比为0.69~0.74,内禀矫顽力Hci=375.84~712.48 k J·m-3,最大磁能积(BH)max=105.58~157.30 k J·m-3;薄带沿与[006]织构垂直的方向测量的约化剩磁比为0.35~0.47,后者的磁能积只有前者的30%~43%。对于合适成分的钕铁硼合金,当钕铁硼熔体温度接近其熔点,熔体受辊触发以极快速度形成等轴晶、薄带自由面难以择优取向;提高钕铁硼熔体温度,在低快淬速度时在贴辊面孕育出强各向异性纳米晶等轴晶甚至可能形成织构,在等轴晶区之上生长柱状晶区具有[006]磁织构;当快淬速度增加,贴辊面不足以形成磁织构、但具有择优取向,如柱状晶区具有占整个薄带厚度的足够空间,能发展出自由面的磁织构;随着快淬速度的进一步增加,柱状晶区厚度减小,自由面难以形成织构;当快淬速度再增加时,薄带易形成非晶。

    2016年01期 v.34;No.159 24-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1107K]
  • 烧结Nd-Fe-B磁体耐蚀性及其腐蚀特征研究

    李家节;周头军;郭诚君;安桂焕;刘武杰;张晓光;

    研究了烧结Nd-Fe-B磁体在高压加速、中性盐雾和恒定湿热腐蚀环境中的腐蚀行为,讨论了合金成分对磁体耐蚀性的影响以及不同腐蚀环境下磁体的腐蚀特征。结果表明:以重稀土Dy替代部分Nd,及添加微量Co等元素,可以提高烧结Nd-Fe-B磁体的耐蚀性能。烧结NdFe-B磁体在三种不同的腐蚀环境中的腐蚀产物和腐蚀形貌有着明显的不同。烧结Nd-Fe-B磁体在中性盐雾腐蚀环境中的腐蚀速率明显较高压加速腐蚀环境要快,这是由于高活性的氯离子扩散进基体表层,导致磁体表面的钝化膜遭到破坏,从而加剧磁体的电化学腐蚀进程。

    2016年01期 v.34;No.159 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K]
  • 双合金混粉法添加镝对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能及微观结构的影响

    史秋月;马冬威;瞿海锦;赵佳奇;罗成;胡志华;

    研究双合金混粉法添加Dy对烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和微观结构的影响。结果表明:添加少量Dy能够同时提高磁体的矫顽力和最大磁能积;当Dy含量为1.0%时,磁体的最大磁能积达到最大值。烧结温度从1065℃增加到1085℃时,烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能没有急剧恶化,磁体的烧结温度范围较宽。磁体在烧结过程中高Dy含量合金主相晶粒中的Dy元素扩散到不含Dy元素的合金主相晶粒中,造成最后所得磁体中存在不同Dy含量的主相晶粒;磁体不同主相晶粒中Dy含量差别较大,随着添加Dy含量的增加,磁体中不同主相晶粒平均含Dy量也逐渐增加。

    2016年01期 v.34;No.159 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 2258K]

稀土新材料

  • 水热-煅烧法制备亚微米CeO_2抛光粉

    李静;常民民;孙明艳;汤光平;周雪珍;周新木;李永绣;

    采用硝酸铈为原料,聚乙烯吡咯烷酮为添加剂水热法合成CeO_2前驱体,所得前驱体在不同温度下煅烧制备CeO_2抛光粉,研究了煅烧温度对产品物性和抛光性能的影响。结果表明:水热合成的前驱体为直径~100 nm的类球形均匀颗粒;随煅烧温度的升高,产品结晶度提高,粒度逐渐增大,对K9玻璃的材料去除率先增大而后降低,在1050℃达到极大值。为此,确定了合成中位粒径在200~400 nm之间的CeO_2高效抛光粉的最佳条件。

    2016年01期 v.34;No.159 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 940K]
  • 稀土掺杂法制备β-SiC粉体的研究

    张宁;张通;龙海波;阚洪敏;王晓阳;

    实验以SiO_2和活性炭为原料,La2O3为催化剂,通过碳热还原反应合成了β-SiC。利用TG-DSC曲线,SEM和XRD图谱揭示了La合成β-SiC的作用机制以及La对物相组成、粒度、合成温度与合成所需要的热激活能的影响,探索了La在合成β-SiC反应过程中所起的作用。研究表明:La可以减小晶格常数,晶格收缩,增加晶格空位或缺陷,从而降低β-SiC的合成温度和激活能;当合成温度1500℃和保温时间120 min时,质量分数为0.5%La合成的SiC粉体的团聚现象比0.3%La的更严重;La含量≥0.3%时,SiO_2与C反应全部转变为SiC。

    2016年01期 v.34;No.159 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 902K]

稀土化学与湿法冶金

  • Na_2CO_3-NaOH焙烧高品位混合型稀土精矿的研究

    李梅;耿彦华;张栋梁;高凯;李健飞;乔晓明;

    以包头混合型稀土精矿为原料,运用差热分析、X射线衍射分析技术及化学分析等手段,研究了Na_2CO_3-NaOH体系下焙烧温度、焙烧时间、Na_2CO_3加入量、NaOH加入量对稀土浸出率的影响。结果表明:在焙烧温度为500℃,焙烧时间为90 min,Na_2CO_3加入量为20%(质量分数),NaOH加入量为16%(质量分数)的条件下,稀土浸出率达到了99%以上。

    2016年01期 v.34;No.159 55-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 744K]
  • 从太平洋中部深海粘土盐酸浸出液中萃取回收钇的研究

    张魁芳;吴宇坤;刘志强;朱克超;朱薇;

    针对太平洋中部深海粘土HCl浸出液酸度高、成分复杂等特点,克服现有萃取剂不足,采用新型萃取剂P535从高浓度HCl浸出液中直接萃取回收Y~(3+),考察料液酸度、萃取剂浓度、萃取时间和相比对萃取的影响以及HCl,H2SO4反萃剂对反萃的影响,分别绘制萃取平衡等温线和反萃平衡等温线,确定反萃方案并完成转型。结果表明:以有机相组成为10%P535(质量分数)+磺化煤油作为萃取剂,料液酸度为1.12 mol·L-1HCl,其最佳萃取条件为:萃取时间5 min,相比O/A=1∶2。经过3级逆流萃取,Y~(3+)萃取率达到98%,Fe~(3+)共萃进入有机相,其他金属基本不萃取。负载有机相用2 mol·L-1的H2SO4溶液可选择性反萃Y~(3+),得到Y_2(SO_4)_3溶液,反萃Y~(3+)的有机相再用8 mol·L-1HCl溶液反萃共萃的Fe~(3+),完成转型。

    2016年01期 v.34;No.159 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 805K]
  • 白云鄂博稀土矿联动萃取分离流程的经济技术指标比较

    赵治华;姜晓丽;胡刚;郑健;李俊林;王新宇;

    稀土联动萃取工艺以两出口工艺为设计基础。第一模块对原料进行了预分离,第二模块充分利用了稀土元素间的交换功能,省去了第一分离段的反萃及最后分离段的皂化工序。由于其具有酸碱消耗量低、操作方便、废水产生量小等特点,近年来被越来越多稀土分离企业所青睐。针对以氟碳铈和独居石混合矿为代表的白云鄂博稀土矿,根据生产实践经验和目前市场所需要的产品结构,提出了几种可行的P507-HCl体系联动萃取工艺流程。通过比较各联动工艺流程及传统两出口工艺流程的槽体级数、混合室容积大小、有机相和稀土存槽量、盐酸及液碱单耗、废水产生量,找出最优切割方式或联动模式,从而为白云鄂博稀土矿的联动萃取分离提供更优化工艺流程。

    2016年01期 v.34;No.159 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 704K]
  • 离子交换法提取磷矿硝解液中稀土元素的影响因素研究

    周骏宏;田县利;阮代锬;

    实验研究了001*7阳离子交换树脂对贵州省织金县含稀土磷矿的硝酸溶解液中稀土元素的提取情况,并采用正交实验法对EDTA的浓度、EDTA的p H、交换时间、淋洗时间等因素对提取稀土元素的影响进行研究。实验结果表明:正交实验条件下吸附率:最低31.3%,最高84.48%;淋洗率:最低31.58%,最高51.06%;最优实验条件为:酸解液p H=0.9,淋洗剂p H=10,EDTA浓度为0.04,交换时间为70 min,淋洗时间为40 min;最优条件下的吸附率35.53%(一次吸附),淋洗率82.56%(一次淋洗)。

    2016年01期 v.34;No.159 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 132K]

稀土金属学与火法冶金

  • 大颗粒草酸钕热分解特性及动力学研究

    黄昕;李琴;杨明;罗洋;叶信宇;杨幼明;

    随着稀土新材料的发展,大颗粒Nd_2O_3在高新技术领域有着广泛的用途。研究大颗粒草酸钕前驱体分解生成Nd2O3的过程,可为制备性能优异的Nd_2O_3产品提供有益的借鉴。使用TG,DTG,DTA研究了大颗粒草酸钕的热分解过程,采用Ozawa法、Starink法计算活化能E值,同时利用Coats-Redfern积分法推断反应机制函数。结果表明:当升温速率为10℃·min-1时,室温加热到397℃,草酸钕完全失去结晶水;397~584℃,无水草酸钕分解生成Nd_2O_2CO_3;584~770℃,Nd_2O_2CO_3分解为Nd_2O_3。提高升温速率,TG,DTG,DTA三条曲线都向高温侧移动;升温速率越高,草酸钕达到相同热解失重率所需的温度越高,DTG曲线最高升温速率下对应的失重率明显增加,DTA曲线峰面积明显增大且同一温度下焓变的绝对值变大;无水草酸钕热分解生成Nd2O2CO3的反应活化能为130.10~187.8 k J·mol-1,反应过程符合三级化学反应模型,Nd_2O_2CO_3热分解生成Nd_2O_3的反应活化能为57.40~81.83 k J·mol-1。

    2016年01期 v.34;No.159 83-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 959K]
  • 锑对AZ81-1.2Y-0.6Sm合金组织和力学性能的影响

    张清;李全安;陈君;张兴渊;

    通过合金制备、组织观察和拉伸试验,研究了加入0.2%~0.8%Sb(质量分数)对AZ81-1.2Y-0.6Sm合金组织和力学性能的影响。结果表明:向AZ81-1.2Y-0.6Sm合金中加入适量的Sb后,可生成高熔点的Mg3Sb2相,从而细化晶粒,改善组织。随着Sb含量的增加,合金在室温和150℃下的抗拉强度和伸长率均先升高后降低,且在Sb含量为0.5%时取得最大值。

    2016年01期 v.34;No.159 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1195K]

稀土应用

  • 钇对管线钢抗腐蚀性能的影响研究

    杨吉春;杨全海;刘香君;丁海峰;

    采用电子显微镜、扫描电镜(SEM)、极化曲线、电化学阻抗(EIS)等方法研究了Y对管线钢在3.5%Na Cl(%,质量分数)溶液中抗腐蚀性能的影响。结果表明:添加Y的试验钢比未添加Y的试验钢抗腐蚀性好。分析其原因是:一方面是因为Y有变质夹杂的作用。Y可以将大尺寸、尖角状的Al2O3夹杂变质为小尺寸、球状的稀土类夹杂,导致夹杂物评定级别降低。另一方面是因为两种管线钢形成的腐蚀内锈层对钢基有不同的作用:1#试验钢内锈层对钢基有保护作用,而0#试验钢内锈层可以起到加速腐蚀的作用。因此,在生产管线钢时向其中加入Y可以起到减弱腐蚀的作用,从而提高管线钢使用寿命。

    2016年01期 v.34;No.159 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K]
  • Nd_2O_3在宽带激光制备稀土活性梯度陶瓷涂层中的作用研究

    汪震;刘其斌;田兴强;

    采用宽带激光熔覆技术,通过在涂层中加入稀土氧化物Nd_2O_3来改善涂层显微组织、表面形貌和提高涂层生物活性、细胞相容性的方法,制备了一种梯度生物活性陶瓷涂层。利用金相分析、SEM分析手段对涂层显微组织、形貌进行了研究;通过模拟体液(SBF)浸泡实验考察了涂层活性;采用人成骨细胞与涂层材料共培养的方式,验证了细胞在涂层表面的粘附生长和定向分化能力。结果表明:涂层中添加Nd_2O_3时,涂层显微组织和表面形貌优于没有加入Nd_2O_3的涂层;加入Nd_2O_3的涂层表面生成的HA+β-TCP相多于没有添加Nd_2O_3的涂层,生物活性更好;添加Nd_2O_3的涂层具有更好的细胞相容性和细胞活性。

    2016年01期 v.34;No.159 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 2445K]

稀土地矿

  • 滇西北北衙金多金属矿床稀土元素地球化学

    谭威;韩润生;王雷;刘飞;郭钰心玥;王明志;崔俊豪;

    北衙金多金属矿床是三江特提斯成矿域中喜马拉雅期斑岩-矽卡岩型矿床的典型代表。对该矿床钾质斑岩、蚀变斑岩、斑岩型矿石、矽卡岩、矽卡岩矿石、灰岩内热液脉型矿石、蚀变灰岩到灰岩的稀土元素进行了系统的分析测试。结果表明:斑岩型铜金矿石的稀土配分模式为轻稀土富集的右倾型,具Eu弱的负异常,总体继承钾质斑岩体稀土元素特征,成矿流体主要为岩浆热液。矽卡岩稀土配分模式变化较大,可分为三种类型:直线型稀土配分模式、折线型稀土配分模式及平坦型稀土配分模式,其中折线形稀土配分模式呈现Eu正异常。本区矽卡岩属接触交代成因,稀土配分模式的特征与变化特征说明矽卡岩型铁金矿石主要形成于矽卡岩化后期,成矿环境总体上为水-岩比值较大的高温氧化环境。灰岩内热液脉型矿石稀土配分模式为轻稀土富集的右倾型,具Eu正异常,表明热液型矿石形成于较为开放的氧化环境,大气降水与岩浆热液的混合是矿石沉淀的主要机制。北衙金多金属矿床的矿石稀土元素配分曲线变化较大、类型多样,充分显示了成矿流体的多来源和多阶段成矿特征。为北衙矿区成矿作用过程与机制研究提供了稀土元素方面的证据。

    2016年01期 v.34;No.159 113-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 3222K]
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