综合评述

  • 世界稀土市场动态及产业对策建议

    周宝炉;李仲学;赵怡晴;

    稀土元素在现代高新科技、新能源、军事国防等领域发挥着至关重要的作用,消费市场持续扩大;2010年中国稀土出口政策的调整引发了世界稀土价格的急剧升高,一些国家相继启动了新的稀土项目,稀土供给市场份额及潜力发生突变,世界稀土生产与供需形势趋于复杂。本文系统分析了近年世界各国对稀土供应紧张的对策,指出世界稀土市场动态降低了对稀土的需求,导致各国对我国稀土的依赖性降低。未来我国要高效利用稀土资源,积极研究稀土回收及替代相关技术及政策以应对国际新形势。

    2016年03期 v.34;No.161 257-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 233K]

稀土催化

  • 铈改性对HZSM-5分子筛表面性质及其催化降解甲硫醇(CH_3SH)的研究

    郝湖生;何德东;陆继长;陈定凯;刘峰;陈然;韩彩芸;高晓亚;何素芳;罗永明;

    采用浸渍法制备了Ce改性的HZSM-5分子筛催化剂,考察Ce改性前后HZSM-5分子筛催化分解甲硫醇反应中的催化活性。通过XRD,BET,H_2-TPR,NH_3-TPD和CO_2-TPD等手段对其物化性能进行表征,结果表明:Ce改性后HZSM-5分子筛的结构没有被破坏,而Ce的引入可明显提高催化剂的还原性能,进而促进甲硫醇的催化分解;同时Ce的引入还能有效调控HZSM-5分子筛表面的酸碱性,可明显增加分子筛表面碱性中心的数量,从而显著提高催化分解甲硫醇的活性。此外,探讨了在350~650℃范围内焙烧温度对Ce改性HZSM-5分子筛表面性质及催化分解甲硫醇活性的影响。实验结果表明,在550℃焙烧获得的分子筛催化分解甲硫醇的效果最好。表征结果显示:当焙烧温度较低时,Ce与HZSM-5分子筛的相互作用较弱,所以分子筛催化分解甲硫醇的活性较差,随着焙烧温度的升高,分子筛的还原性能和酸碱性能均有所降低;当焙烧温度过高时,导致Ce O_2相互堆叠形成新的介孔孔道坍塌,降低其催化分解甲硫醇的活性。

    2016年03期 v.34;No.161 265-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]

磁学和磁性材料

  • 熔体过热对Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)纳米复合永磁合金过冷度、非晶形成能力和晶化行为的影响

    杨梦琳;潘晶;刘新才;董鸣月;徐山雪;董友仁;

    采用差热分析法研究了Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)永磁合金形核过冷度与其熔体过热度的关系。在此基础上,通过对不同熔体过热度的快淬薄带进行凝固组织结构分析、磁性能测试和差热分析,研究了熔体过热度对合金的非晶形成能力和晶化行为的影响。结果表明:在28~168 K的过热度范围内,Nd_9Fe_(70)Ti_4C_2B_(15)合金的过冷度随着熔体过热度的提高而显著增大了约80 K,它们之间呈现非线性关系;过冷度拐点对应的临界过热度为68 K,在小于68 K的过热度范围内,过冷度随过热度的提高而急剧增大了67 K,而在大于68 K的过热度范围内,过冷度随之而变化的幅度不大,其间的平均过冷度达到了174 K。熔体过热度为60 K时,快淬薄带的微观组织由Nd_2Fe_(14)B,Fe_3B和α-Fe纳米晶构成,其磁性能为H_(ci)=992.91 k A·m~(-1),B_r=0.56 T,(BH)_(max)=45.81 k J·m~(-3);熔体过热度提高至90和110 K时,快淬薄带的微观组织由纳米晶和非晶构成,且熔体过热温度越高,非晶的量越大;熔体过热度提高至150 K时,快淬薄带的微观组织由完全非晶构成。快淬薄带中的部分非晶或完全非晶在晶化退火过程中的相变都沿循以下路径:Am(非晶相)→Am'+Fe_3B→Fe_3B+Nd_2Fe_(23)B_3→Fe_3B+Nd_2Fe_(14)B+α-Fe。

    2016年03期 v.34;No.161 273-281页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K]
  • Nd-Fe-B/PrCo_5热压复合磁体研究

    靖征;郭朝晖;朱明刚;王俊明;李卫;

    采用钕铁硼快淬磁粉与快淬PrCo_5混合热压的方法,制备了各向同性热压混合磁体。XRD,SEM,热重分析(TG)均表明混合磁体中PrCo_5仍以1∶5相的状态存在。SEM观察表明所添加PrCo_5以较大的颗粒聚集形式存在。当添加量较小时,混合磁体表现出单一的磁化行为,矫顽力变化较小,剩磁均随着PrCo_5添加量的增加而逐渐降低,而当添加量达到16%(质量分数)时,退磁曲线上则表现出两相共存的磁化现象。δM曲线表明两相间存在着一定的交换耦合作用,添加PrCo_5使得晶粒间交换耦合作用增强。当添加8%PrCo_5时,剩磁比(M_r/M_(3T))值从未添加的0.701增加到0.721;同时磁体的矫顽力温度系数有所改善,在300~360 K区间内,矫顽力温度系数β值由未添加的-0.418%·K~(-1)变化到添加量8%时的-0.406%·K~(-1)。

    2016年03期 v.34;No.161 282-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 518K]

稀土化学与湿法冶金

  • 4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸构筑的一维稀土配位聚合物的合成与晶体结构

    余敏艳;赵国良;沈金杯;余玉叶;

    由4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸(HL,C_4H_4N_2O_2S)和相应的稀土硝酸盐Ln(NO_3)3·n H_2O(Ln=Tb,Dy,Ho,Yb)合成了4个一维稀土配位聚合物{[Ln(L)_3(H_2O)2]·H_2O}_n(Ln=Tb,1;Dy,2;Ho,3;Yb,4),均得到单晶,用元素分析、红外光谱、热重分析和X射线单晶衍射确定了产物的组成和结构。结构分析表明:4种晶体属于异质同晶型,同属于三斜晶系,空间群为Pī。每个中心金属离子Ln(III)与5个噻二唑甲酸根中的6个羧基氧原子和2个配位水分子上的两个O原子配位,配位数为8,形成一个三角十二面配位多面体。

    2016年03期 v.34;No.161 289-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]

稀土金属学与火法冶金

  • 高锆含量Cu-1%Zr-0.15%Ce合金热变形行为研究

    田卡;田保红;刘勇;张毅;宋克兴;柴哲;

    利用Gleeble-1500D热模拟机,在温度为550,650,750,850,900℃,应变速率为0.001,0.01,0.1,1,10 s~(-1)的条件下,对Cu-1%Zr-0.15%Ce合金的高温变形过程中的流变应力进行研究,分析了动态再结晶的演变机制。结果表明:变形温度和应变速率对合金的流变应力有显著的影响,在550~750℃之间具有典型的动态回复特征,850~900℃具有动态再结晶热变形特征。通过流变应力、应变速率和变形温度之间的关系,建立高温热变形流变应力本构方程,得到合金的热激活能为430.51 k J·mol~(-1),与纯铜热压缩变形过程相比,高Zr含量Cu-1%Zr-0.15%Ce合金热激活能提高了105%。

    2016年03期 v.34;No.161 297-302页 [查看摘要][在线阅读][下载 496K]
  • 锆、钇微合金化对ZL205A合金组织性能的影响

    郭廷彪;张锋;张展飞;金玉华;丁万武;

    稀土元素以其特有的性能而广泛被应用于微合金化领域。通过对ZL205A合金添加微量元素Y和Zr,采用OM,SEM和EDS等分析测试方法,研究不同含量的Y和Zr对铸态和T5热处理下ZL205A合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:添加微量Y和Zr能提高合金的流动性,同时晶粒被明显细化,当添加量为0.1%(质量分数)(Zr 0.05%+Y 0.05%)时,流动性和晶粒被细化效果达到最佳状态,随着Y和Zr含量继续增加,对基体晶粒的细化效果减弱,晶间析出相增多,流动性提高的趋势降低,合金的充型能力下降,力学性能和延伸率呈下降趋势,合金表现为沿晶脆性和穿晶韧性的混合断裂方式;T5处理后,合金中部分微观偏析被消除,抗拉强度和硬度增大,但时效析出的θ″数量减少,弥散强化效果减弱,延伸率未得到改善。

    2016年03期 v.34;No.161 303-312页 [查看摘要][在线阅读][下载 827K]
  • 微量铈对7136铝合金微观组织和性能的影响

    房洪杰;孙杰;汪洪波;尹登峰;

    在7136铝合金中添加微量Ce,通过金相分析、力学性能测定、扫描电镜等分析手段,研究了添加Ce后7136铝合金铸态组织的变化、成分分布和力学性能影响。结果表明:添加微量Ce后,由于溶质再分配,Ce元素富集在固液界面前沿,出现成分过冷,造成枝晶缩颈、熔断,结晶核心增多,促进了形核率,使晶粒细化;使合金元素Zn,Mg,Cu分布更加均匀,晶粒细小,尤其是Mg,作用明显;能够提高硬化速率、缩短时效时间,改变合金的断裂形式,提高合金的综合性能。

    2016年03期 v.34;No.161 313-319页 [查看摘要][在线阅读][下载 586K]
  • 铈对特种防护钢板组织和力学性能的影响

    董方;崔志峰;沈国慧;郭升乐;

    采用向防护钢中添加微量Ce元素的方法,研究不同Ce含量对防护钢组织和性能的影响。借助于金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和万能拉伸试验机等检测手段,对添加Ce的防护钢的显微组织、夹杂物和力学性能进行了表征和分析。结果表明:防护钢中加入微量Ce可明显改善钢的显微组织,晶粒得到细化;钢液得到净化,钢中的氧硫含量均下降,同时钢中夹杂物得到变性,由原来多边形的Mn S夹杂转变为球状的稀土复合夹杂。钢中Ce含量达到0.084%时,其抗拉强度、屈服强度及延伸率分别比未加Ce的防护钢提高了5.24%,3.41%和43.70%。

    2016年03期 v.34;No.161 320-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 621K]
  • 钪变质处理对A356合金凝固组织和性能的影响

    程和法;黄笑梅;黄吉;吴玉程;杜晓东;武宏发;

    采用稀土Sc对A356合金进行变质处理,研究了Sc对A356合金的初生α相和共晶硅形态及其力学性能的影响。结果表明:加入Sc在铝熔体中生成Al3Sc可以作为α-Al的非自发形核的核心,显著细化A356合金中的初生α相,由粗大的树枝晶形态变为细小的短枝晶和圆整的颗粒状形态,同时,Sc对共晶硅也具有显著的变质作用,使其由粗大的针片状变为细小的纤维状和蠕点状。当Sc的加入量为0.2%(质量分数)时,对A356合金中初生α相的细化作用和对共晶硅的变质作用即可达到最佳的效果,合金的铸态抗拉强度和伸长率分别提高23.7%和58.1%,在此基础上,继续增加Sc的加入量,对进一步改善合金微观组织和力学性能的作用不显著。

    2016年03期 v.34;No.161 327-333页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
  • 熔盐电解制取铈槽内电场的数值模拟

    伍永福;官卜瑞;刘中兴;李言钦;董云芳;

    针对6 k A新型Ce电解槽结构,采用数值模拟软件建立该电解槽的电场模型。模拟了在阴、阳极高度相差一定的情况下,同时改变阴、阳极的插入深度从而分析电解槽内电场的变化情况。研究表明:随着阴、阳极插入深度的不断变化,电解槽内部电流密度和槽电压也随之发生变化,阴、阳极插入深度逐渐增加,槽电压逐渐降低,电解槽底部的电压差增加,但电流密度值却逐渐减小,产生热量也会降低,阴、阳极插入深度减少,槽电压越来越高,电解过程中由电流产生的热量就会逐渐增加,电流效率却逐渐降低,因此通过模拟后发现最佳的阴极插入深度约为0.290 m,阳极高度约为0.250 m。通过对电场的模拟,为Ce电解槽开发设计具有很重要的意义。

    2016年03期 v.34;No.161 334-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 306K]

稀土应用

  • PVC/插层稀土类水滑石的热稳定性能研究

    张宁;于静;

    以山梨酸、La(NO_3)_3,Al(NO_3)_3,Mg(NO_3)_2和Na OH为主要原料合成了山梨酸插层镁铝镧类水滑石(Mg Al La-SA LDHs),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)进行结构表征。采用刚果红法、热老化烘箱法、转矩流变法、电导率法等研究了山梨酸插层类水滑石及与季戊四醇、硬脂酸锌复合后添加到聚氯乙烯(PVC)的热稳定性能。结果表明:山梨酸插层类水滑石可有效地延长PVC热稳定时间,抑制初期着色,降低加工能耗,热降解活化能较纯PVC提高了6.59 k J·mol~(-1)。按质量份数1/4/1与季戊四醇、硬脂酸锌复合后,热降解活化能较复合前提高了13.96 k J·mol~(-1),热稳定效果更优。

    2016年03期 v.34;No.161 341-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 254K]
  • 钇胁迫对土壤理化性质的影响

    高咪;冯秀娟;朱易春;罗才贵;

    通过室内培养实验,研究不同浓度的稀土元素Y胁迫对土壤p H值、有效P,速效K,碱解N及有机质等理化性质的影响。结果表明:在低浓度的情况下,Y对有效P的影响不明显,在高浓度下表现为抑制作用,起抑制作用的临界浓度为1000 mg·kg~(-1);当Y浓度大于500mg·kg~(-1)时,碱解N随土壤中Y含量的递增而显著升高,表现出明显的正相关性。对于土壤速效K,Y对其的作用表现为低浓度促进,高浓度抑制。此外,实验结果还表明土壤中Y含量与p H值和有机质有极显著的负相关性。最后,通过对土壤因子交互相关分析发现,土壤p H,有效P,碱解N和有机质之间有较强的相关性。

    2016年03期 v.34;No.161 347-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
  • 稀土氧化物价格波动周期分析——基于X12季节调整和H-P滤波模型

    杨斌清;张贤平;

    我国稀土产品价格呈周期性波动,为了解其波动规律,选取了2006年1月~2014年12月稀土Nd2O_3和Dy2O_3的月度价格数据为样本,应用X12季节调整法和H-P滤波模型对稀土Nd2O_3和Dy2O_3价格波动周期进行实证分析,获得了样本期间稀土产品价格的周期波动特征。研究表明:样本期间稀土氧化物产品价格经历了两个价格周期,两种产品的第2个波动周期波谷出现在2012年第四季度,鉴于2011年稀土产品价格的巨幅波动,必然出现一个长周期的价格波动,稀土氧化物产品第2个波动周期的波谷持续时间预计在43个月以上。因此,可以预测从2012第四季度到未来43个月稀土产品价格长期趋势处于下行通道,但稀土Nd2O_3的价格将率先走出下行通道。

    2016年03期 v.34;No.161 354-362页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K]

稀土地矿

  • 离子型稀土矿山浸矿土壤的氮化物迁移实验研究

    徐春燕;温春辉;刘祖文;张念;蔺亚青;池春榕;

    赣南离子型稀土浸矿开采过程中,因大量使用(NH_4)_2SO_4作浸矿剂造成土壤氮化物累积,引发矿区土壤及水体氮化物的持续严重污染。通过模拟土柱实验,测定原矿土壤(未开采的稀土矿土壤)和一般土壤(矿山周边的普通土壤)在模拟浸矿过程中氮化物的污染含量,研究氮化物在土柱实验中的迁移特征及规律。结果表明:浸矿过程中,原矿土壤和一般土壤中氮化物主要以铵态氮形式存在,说明铵态氮是导致稀土矿区土壤污染和水环境污染的主要原因;同时由于土壤的固氮作用、淋滤过程中铵态氮向下迁移及减少的共同作用,致使试验中原矿土壤和一般土壤铵态氮含量总体随天数表现为降低、升高、再降低趋势;并且与一般土壤相比,原矿土壤中稀土离子和NH~+_4会发生交换解析作用增加原矿土壤的固氮作用,同时稀土的存在会增加土壤本身对氮化物的吸附能力。研究结论为赣南离子型稀土矿浸矿过程中氮化物的迁移规律提供基础依据。

    2016年03期 v.34;No.161 363-372页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
  • 基于温度分异的稀土矿区地表扰动分析方法

    李恒凯;杨柳;雷军;

    离子型稀土矿开采扰动不仅造成矿区景观及生态环境退化,而且稀土开采产生的尾砂还导致矿区大面积土地沙化,造成矿区地表温度变异,与其他类型矿区开采扰动有显著差异。传统方法以植被指数(NDVI)作为矿区生态扰动的监测因子在稀土矿区是否适用有待验证。针对稀土矿区开采扰动特点,通过构建温度分异系数(HI)分析稀土开采扰动与矿区地表温度的响应关系,构建基于HI的稀土矿区地表扰动分析方法,并以赣州市定南县岭北稀土矿区为例,比较了NDVI与HI在稀土矿区生态扰动监测方面的区分效果,以此为基础,分析了岭北稀土矿区23a稀土开采导致的生态扰动时空演变规律。结果表明:相比NDVI,HI能体现稀土开采工艺特点,具有更佳的扰动区分能力。原地浸矿工艺一定程度上遏制了矿区裸露尾砂地的规模,使得矿区极差生态环境面积得到控制,但随着稀土开采总体规模扩大,生态评价为差和较差的矿区面积急剧扩大,矿区整体生态环境进一步恶化。

    2016年03期 v.34;No.161 373-384页 [查看摘要][在线阅读][下载 563K]

  • 《中国稀土学报》征稿简则

    <正>《中国稀土学报》(中、英文版)是中国稀土学会会刊,由中国稀土学会和北京有色金属研究总院主办,北京大学协办。主要报道有关稀土化学与湿法冶金,稀土金属学与火法冶金,稀土发光、催化、磁性及储氢等材料,稀土固体物理与固体化学,稀土应用研究,稀土分析检测;稀土地质、矿物和选矿等方面的学术论文、综合评述、研究快报、研究简报。英文版《Journal of Rare Earths》是世界上唯一一本专门报道稀土科学、技术和应用研究的综合性学术期刊,是我国相关学科与国际同行交流的重要学术平台,并力求成为国际稀土科技共同体的展示舞台。

    2016年03期 v.34;No.161 386页 [查看摘要][在线阅读][下载 91K]
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