综合评述

  • 中低温固体氧化物燃料电池中CeO_2基电解质隔层制备技术的研究进展

    武卫明;张长松;阎冬;郑勇;田大勇;侯绍刚;

    在中低温固体氧化物燃料电池(SOFCs)中,CeO_2基电解质隔层用于阻止高活性钙钛矿阴极与ZrO_2基电解质之间的元素扩散和界面反应,改善阴极与电解质之间的化学相容性。综述了CeO_2基电解质隔层的制备方法及其在SOFCs中应用的研究进展。CeO_2基电解质隔层的制备方法主要分为如下三类:陶瓷粉末法、化学气相沉积法、物理气相沉积法。陶瓷粉末法与化学气相沉积法制备CeO_2基隔层的致密性较差,而物理气相沉积法可以在较低温度下制备致密的CeO_2基电解质隔层。磁控溅射是物理气相沉积法中的一种,其可以以较低的成本溅射沉积均匀致密的CeO_2基隔层,该隔层能够有效阻止阴极与电解质之间的元素扩散,显著提高了电池的中低温性能和长期稳定性。对CeO_2基电解质隔层制备技术的发展进行了展望,有利于发展中低温SOFCs。

    2017年06期 v.35;No.170 687-694页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]

稀土发光

  • 白光LED用Ca_2SiO_4:Ce~(3+)/Eu~(2+)荧光粉的合成及发光特性

    周晨露;陈家玉;姚合宝;

    采用高温固相法合成了蓝色Ca_2SiO_4:Ce~(3+)以及蓝绿双色Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Eu~(2+)荧光粉,通过粉末X射线衍射(XRD)和荧光光谱对其结构和光学性能进行了研究。确定了Ce~(3+)离子的最佳掺杂浓度、浓度猝灭机制、格位分布及热稳定性,并探讨了Ce~(3+)→Eu~(2+)的能量传递过程和能量传递效率。结果表明,此荧光粉在近紫外波段有强的宽带吸收,可以被InGaN芯片产生的紫外光有效激发;其发光颜色可以从蓝(429nm)到绿(505 nm)实现可调,作为蓝色和绿色荧光粉用于白光LED器件中。

    2017年06期 v.35;No.170 695-702页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]

稀土催化

  • La-Zr改性的Cu基催化剂上甲醇和CO_2合成碳酸二甲酯

    赵越;贾雯雯;商永臣;

    使用不同比例的La_2O_3和ZrO_2对载体ZnO-Al_2O_3-HZSM5进行了改性,用硼氢化钾还原法和共沉淀法制备了一系列Cu基催化剂。用XRD,BET,TPD表征方法分别在分散度、比表面积、酸碱性三个角度来分析催化剂的结构和性质。由表征结果可知,La_2O_3和ZrO_2比例为2∶1时,活性组分的分散度较大,且催化剂表面具有适宜的弱酸位、弱碱位和中强酸位。在反应温度230℃,反应压力为1.0 MPa,催化剂用量1.0 g的反应条件下,Cu/Zn-Al-La-Zr(2∶1)-Z5催化剂的性能最佳,甲醇的转化率为8.99%,碳酸二甲酯的选择性为88.33%。

    2017年06期 v.35;No.170 703-708页 [查看摘要][在线阅读][下载 181K]
  • 水热法合成LaPO_4/TiO_2异质结复合光催化材料及性能研究

    李跃军;曹铁平;梅泽民;王霞;席啸天;

    以静电纺丝技术制备的锐钛矿相TiO_2纳米纤维为基质,尿素为碱源,环己烷六羧酸为小分子模板剂,采用水热法合成了LaPO_4/TiO_2异质结复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对产物形貌和结构进行了表征,并以甲基橙为模拟污染物,紫外光为光源,评价了样品光催化降解活性。结果表明:LaPO_4纳米棒均匀地构筑在TiO_2纳米纤维表面,制备了LaPO_4/TiO_2异质结复合纳米纤维光催化材料,其具有比纯TiO_2纳米纤维和Degussa P-25更强的光催化活性,降解率达到89.4%。

    2017年06期 v.35;No.170 709-716页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K]

磁学和磁性材料

  • 铜辊转速对钕铁硼速凝薄片显微组织及磁体性能的影响

    王景代;孟宇;唐辉;张华霞;孙传棋;

    采用FMI-I-600-R-C型真空感应熔炼速凝炉在不同的辊速下制备了钕铁硼速凝薄片,并分别制备磁体。通过微观组织对比分析发现,铜辊转速对薄片的微观组织无明显影响,而主要改变了速凝薄片的厚度分布。速凝薄片的显微组织主要与厚度有关:在0.2~0.4 mm范围内薄片主要由主相柱状晶组成,当厚度超过0.4 mm时,在薄片的自由面开始析出α-Fe。通过性能对比发现,当辊速为1.4 m·s~(-1)时,所得磁体的综合性能最优,其中(BH)_(max):43 MGOe,B_r:13.5 kGs,Hci:17.3 kOe,H_k/H_(ci):0.867。

    2017年06期 v.35;No.170 717-722页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
  • 烧结NdFeB磁体晶界扩散DyZn合金磁性能与抗蚀性能研究

    李家节;周头军;郭诚君;喻玺;戚植奇;杜君峰;

    通过磁控溅射技术研究了晶界扩散DyZn合金烧结钕铁硼磁体的磁性能,及其在高温高压高湿腐蚀环境中的加速腐蚀行为。研究表明,晶界扩散处理可以显著提高磁体的矫顽力,磁体矫顽力从963.96 kA·m~(-1)提高到1711.40 kA·m~(-1),提升率达77.54%,而剩磁和最大磁能积基本不降低。晶界扩散DyZn合金磁体在HAST环境中具有更低的质量损失和磁通损失,比烧结态原样的质量损失减少了89.69%,磁通损失率降低了51.08%。这是因为热扩渗DyZn合金磁体在晶界处形成更稳定、腐蚀电位更高的富Dy稀土相,优化了磁体的晶间组织结构,提高了磁体的矫顽力,从而提高了磁体在高温高压高湿环境下的抗蚀性能。

    2017年06期 v.35;No.170 723-727页 [查看摘要][在线阅读][下载 469K]
  • 烧结Nd-Fe-B磁体多主相复合制备及微观结构研究

    马冬威;胡志华;瞿海锦;罗成;王会杰;王敏;

    利用双合金混粉法添加Dy实现烧结Nd-Fe-B磁体多主相复合制备,研究磁体的磁性能和微观结构。研究结果表明:单主相合金制备烧结Nd-Fe-B磁体时,主相晶粒中Dy含量差别不大,颗粒状富Nd相中所含Dy含量明显高于主相晶粒中所含Dy含量。双合金混粉法制备烧结Nd-Fe-B磁体时,能够提高磁体的取向,磁体中存在多主相晶粒复合;富Nd相中含Dy元素的总量降低,主相晶粒中含Dy元素的总量增加。烧结Nd-Fe-B磁体的多主相复合制备可以利用双合金混粉法得以实现;同时,相同合金成分时,双合金混粉法制备出的烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能优于单合金法制备出的磁体,烧结Nd-Fe-B磁体的多相复合制备能够提高磁体的磁性能。

    2017年06期 v.35;No.170 728-733页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K]

稀土新材料

  • 酞菁钴对AB_3型储氢合金的电化学性能影响

    谢文强;黄红霞;于文婉;王成;

    为了改善储氢合金La_(0.73)Ce_(0.18)Mg_(0.09)Ni_(3.20)Al_(0.21)Mn_(0.10)Co_(0.60)的电化学性能,通过添加酞菁钴到储氢合金中并考察其电化学性能的影响。通过红外图谱、紫外分析、X射线粉末衍射仪(XRD)及扫描电镜(SEM)技术发现合成出的酞菁钴只是简单的附着在合金表面,并未改变合金的相结构。电化学测试结果表明:添加酞菁钴后的合金电极的循环稳定性有大幅度提升,添加质量分数为1%酞菁钴后电极的容量保持率(C_(50)/C_(max))由初始的63%提高至79%;合金电极的交换电流密度、极限电流密度以及表面的电子转移速率均有改善。结果表明添加酞菁钴可改善储氢合金的电化学性能。

    2017年06期 v.35;No.170 734-740页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]

稀土化学与湿法冶金

  • 含柔性希夫碱配体的双核稀土配合物的制备、结构及发光性能研究

    汪承日;王诗晴;杨小平;黄少铭;

    分别以柔性长链希夫碱N,N'-双(3-甲氧基-水杨醛)-1,7-庚二胺(H_2L~1)与N,N'-双(3-甲氧基-水杨醛)-1,9-壬二胺(H_2L~2)为配体,合成了4个具有纳米分子尺寸的双核稀土配合物[Ln_2(H_2L~1)_2(OAc)_4]·2(CF_3SO_3)(Ln=Pr(1),Eu(2))和[Ln_2(H_2L~2)_2(OAc)_4]·2(CF_3SO_3)(Ln=Pr(3),Eu(4))。晶体结构表明,在这些配合物中,长链希夫碱配体均表现出"伸展式"的配位方式,并将两个稀土离子螯合在配合物结构的中央。发光性能研究表明,配合物1~4均表现出希夫碱配体部分的可见区发光。

    2017年06期 v.35;No.170 741-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
  • 电解氧化分解稀土沉淀废水中草酸的研究

    朱薇;李伟;张魁芳;曹洪杨;郭秋松;刘志强;

    为有效去除稀土草酸沉淀废水中残留的草酸,采用电解氧化探索氧化分解废水中草酸的可行性。考察不同阳极、反应温度、反应时间、废水初始酸度等因素对氧化效果的影响。草酸的氧化速度随反应温度、电流和反应时间的增加而升高,随初始酸度的增加反而降低,确定了优化工艺条件。[C_2O_4~(2-)]=1.84 g·L~(-1),[H~+]=0.90 mol·L~(-1)的Eu草酸沉淀废水,在反应温度30℃,电流1.5 A,反应时间5 h,草酸的氧化率可达99%,废水中残留的草酸质量浓度仅为0.01 g·L~(-1),处理后的废水可直接返回稀土萃取分离,实现了工艺流程的闭路循环。

    2017年06期 v.35;No.170 749-754页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
  • 选择性萃取分离酸溶液中钪的试验与热力学研究

    李望;朱晓波;汤森;李文中;

    采用P507选择性萃取分离赤泥酸浸液中的钪。研究了溶液pH值、P507用量、A/O和萃取时间对钪萃取率和分离效果的影响,同时分析了此体系中钪萃取热力学及钪和铁的萃取分离动力学特征。结果表明:当溶液pH值为0.6,P507用量为8%,A/O为15和震荡时间为6 min时,钪萃取率可达99%。铁离子是影响钪萃取和分离的主要杂质离子,随着震荡时间从2 min提高至10 min,D_(Sc)可由48提高到1650,而D_(Fe)仅提高至3.1,此时钪和铁均未达到平衡。当反应时间为6 min时,钪对铁的分离系数最大,β_(Sc/Fe)可达到776,此体系中钪的萃取焓变为20.46 kJ·mol(-1)。

    2017年06期 v.35;No.170 755-760页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
  • 氟碳铈矿精矿焙烧稀土浸出新工艺研究

    卜云磊;张力;邱克辉;

    以四川冕宁氟碳铈矿精矿为研究对象,提出了一种减少氟碳铈矿中Ce(Ⅲ)的氧化来提高稀土浸出率的新工艺。通过控制焙烧温度和焙烧助剂NaHCO_3用量,利用焙烧助剂分解产物Na_2CO_3熔融包覆矿物以减少Ce(Ⅲ)的氧化,经水洗、酸浸过程,促使氟碳铈矿中铈进入酸浸液而减少留在酸浸渣,从而实现铈的浸出回收,提高总的稀土浸出率。得到的优化工艺条件为:NaHCO_3与氟碳铈矿质量比为40%,于900℃焙烧2 h,水洗温度50℃,水洗液固比10∶1,盐酸浓度为2 mol·L~(-1),酸浸液固比为15∶1,温度75℃酸浸2 h。在此条件下,总稀土浸出率达93.23%,铈的浸出率为87.43%。

    2017年06期 v.35;No.170 761-769页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]

稀土金属学与火法冶金

  • 铒微合金化及冷轧后退火对电工铝合金性能的影响

    刘勇;文胜平;刘同辉;王为;陈子勇;

    研究Er微合金化和冷轧后退火对电工用铝合金性能的影响,以期得到兼具有较高的强度和电导率的电工铝合金产品。研究结果表明:Er的添加能够在退火过程中析出Al_3Er相,提高轧态组织的再结晶温度;AlEr合金样品由于具有较高的热稳定性,能够在退火过程中保持强度不明显下降的前提下,得到具有较高电导率的合金热处理状态。对于文中所涉及的AlEr合金,冷轧后300℃等温处理24~100 h之间是最为优化的热处理工艺,兼具有较高的强度和电导率。

    2017年06期 v.35;No.170 770-775页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
  • 热处理对Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金组织和力学性能的影响

    贵云玮;李全安;周耀;陈晓亚;

    采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和万能力学试验机等研究了Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金在不同热处理工艺下显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金的最佳固溶时效热处理工艺为525℃×8 h+225℃×12 h;Mg-11Gd-2Y-5Sm-0.5Zr合金铸态组织主要由α-Mg基体和沿晶界网状分布的Mg_5Gd,Mg_(41)Sm_5相组成,经固溶时效热处理后析出相主要为均匀分布于晶内和晶界的点状或粒状的Mg_5Gd,Mg_(24)Y_5以及Mg_(41)Sm_5相;经该工艺处理后,合金在室温下的硬度和抗拉强度分别为145.6HV和261.4 MPa;固溶时效态合金的主要强化机制为固溶强化和析出相弥散强化。

    2017年06期 v.35;No.170 776-781页 [查看摘要][在线阅读][下载 1143K]

稀土应用

  • 稀土对于H13钢中大尺寸非均质形核碳化物的影响

    黄宇;谢有;成国光;陈列;张燕东;严清忠;

    通过加入不同的稀土含量对于H13钢中大尺寸碳化物的形核核心进行改质,研究了稀土对于形核核心的改质机理以及不同稀土含量对于形核核心的改质情况,并利用Factsage软件对于改质机理及完全改质形核核心的合理稀土加入量进行了理论计算。结果表明:稀土对于H13钢中大尺寸碳化物的形核核心具有良好的改质效果,随着稀土含量的增加,碳化物的形核核心的改质顺序为MgO·Al_2O_3—CeAlO_3—Ce_2O_2S或Ce_2O_3。错配度理论计算和实验表明MgO·Al_2O_3和CeAlO_3都能作为H13钢中大尺寸碳化物的形核核心,Ce_2O_2S和Ce_2O_3有效地抑制了大尺寸碳化物的非均质形核。合适的稀土加入量,MgO·Al_2O_3会被完全改质为稀土氧化物或稀土硫氧化物,达到减少H13钢中大尺寸碳化物数量的效果。热力学计算表明钢中氧含量越低,完全改质所需的稀土含量越少。

    2017年06期 v.35;No.170 782-789页 [查看摘要][在线阅读][下载 494K]
  • 镧和铈对东北大豆籽粒蛋白质积累的动态影响

    任红玉;赵慧莉;王小瑞;白露;李昊阳;张兴文;

    以东北特有的大豆东农42和东农47为试验材料,选用盆栽方式种植,采用扩散培养法测定大豆籽粒蛋白质含量。在苗期和初花期分别叶面喷施不同浓度的LaCl_3,CeCl_3和LaCl_3+CeCl_3溶液,研究初荚至成熟期镧和铈对大豆籽粒蛋白质积累动态的影响。结果表明:适宜浓度的LaCl_3,CeCl_3和LaCl_3+CeCl_3溶液可提高大豆成熟后籽粒蛋白质含量,稀土的种类和喷施浓度对大豆籽粒的蛋白质含量有影响,且存在品种间的差异性。东农42和东农47分别喷施40 mg·L~(-1)LaCl_3+CeCl_3混合溶液和120 mg·L~(-1)CeCl_3溶液,大豆成熟后籽粒蛋白质含量达到最高,其蛋白质含量分别较对照增加了15.73%和12.58%,达到了差异显著水平。

    2017年06期 v.35;No.170 790-799页 [查看摘要][在线阅读][下载 915K]
  • Ce(NO_3)_3与4-香豆酸对黑曲霉合成黄酮类化合物的影响

    柴瑞娟;雷金胜;

    培养基中添加Ce(NO_3)_3和4-香豆酸,研究黑曲霉合成黄酮类化合物的变化。超声波法提取黑曲霉胞内黄酮类化合物,分光光度法表征黄酮总量(芦丁计),高效液相色谱(HPLC)法分析Ce(NO_3)_3对黑曲霉黄酮类化合物合成的影响。Ce(NO_3)_3和4-香豆酸都可以提高黑曲霉胞内黄酮产量,与对照相比差异均显著(p<0.05);Ce(NO_3)_3浓度分别为20,25和30 mg·L~(-1)时,黑曲霉黄酮类产量与添加4-香豆酸相比差异均显著(p<0.05),表明此浓度下Ce(NO_3)_3促进黑曲霉合成黄酮类化合物能力比前体物更强;HPLC结果表明与对照相比,Ce(NO_3)_3(25 mg·L~(-1))可以提高黑曲霉芦丁(2.3倍)、大豆苷元(2.5倍)、槲皮素(2.7倍)的产量,降低了山奈酚的产量(1/2)。Ce(NO_3)_3和4-香豆酸都可以提高黑曲霉合成黄酮类化合物总量,可以考虑在发酵产黄酮类工业应用中添加Ce(NO_3)_3做刺激因子,提高黄酮类化合物产量。

    2017年06期 v.35;No.170 800-806页 [查看摘要][在线阅读][下载 173K]

稀土地矿

  • 赣南信丰风化壳淋积型稀土矿的吸附特性

    胡世丽;黄颖;王观石;罗嗣海;龙平;朱冬梅;

    风化壳淋积型稀土矿体吸附特性对于提高原地浸矿稀土浸取率具有重要意义。通过筛分获得不同粒径的风化壳淋积型稀土矿样,测试各粒径矿样的离子相稀土品位、比表面积、表面形貌以及矿物成分等,分析稀土离子在矿体中的吸附特性。研究结果表明:赣南信丰类型的稀土矿体中矿物成分有高岭石、钾长石、石英、电气石、白云母等,这5种主要矿物成分的总质量比重达到90.13%,不同矿物成分的粒度有明显的差异,小粒径矿样中高岭石和白云母的含量增加,矿样的稀土离子吸附量与高岭石等黏土矿物的含量成正相关;基于稀土离子在矿体颗粒表面凹坑的单位面积吸附量与孔径和粒径成对数正态分布,建立了稀土离子吸附量与矿体颗粒表面凹坑孔径之间关系的分析模型,运用该模型计算得到赣南信丰类型的有效吸附孔径为2.0~20.0 nm。

    2017年06期 v.35;No.170 807-814页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K]