综合评述

  • Fe-Ga磁致伸缩合金相结构及其制备工艺研究进展

    赵宣;田晓;姚占全;赵丽娟;闫静;宣治国;江丽萍;

    与已商业化的Terfenol-D磁致伸缩材料相比,新型磁致伸缩Fe-Ga合金以其高强度、良好韧性、低磁场高磁致伸缩和低成本等优势成为目前凝聚态物理和材料科学领域的研究热点。Fe-Ga合金的磁致伸缩性能取决于合金的微结构,特别是该类合金的相结构。而Fe-Ga合金的微结构又密切相关于合金的制备工艺。从Fe-Ga二元合金的基本相结构出发,在详细分析平衡态和亚稳态Fe-Ga二元合金相图的基础上,重点综述了Fe-Ga合金的相结构对其磁致伸缩性能的影响;之后,详细综述了各种制备工艺下Fe-Ga合金的相结构和磁致伸缩性能;最后展望了该类合金未来发展方向。

    2019年04期 v.37;No.180 389-401页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
  • 稀土离子对微生物Hormesis效应机制的研究进展

    王雅波;刘占英;张冬艳;李永丽;胡建华;

    稀土离子生物活性的研究始于20世纪初,研究表明稀土离子对微生物具有广泛的"低促高抑"现象,即Hormesis效应。就稀土离子对微生物产生Hormesis效应的可能机制进行了综述,其中包括稀土离子对生物膜、核酸分子以及酶分子作用,以期为更好地理解稀土离子与微生物的相互作用、扩展稀土离子在微生物育种方面的应用提供参考。

    2019年04期 v.37;No.180 402-408页 [查看摘要][在线阅读][下载 855K]
  • 废弃池浸堆浸离子型稀土矿污染途径及其修复研究

    史晓燕;陈宏文;

    中国是世界上稀土资源最丰富的国家,稀土工业为中国国民经济和国防建设做了重要贡献,同时也造成了巨大的环境污染。池浸、堆浸工艺是早期一代、二代浸矿工艺,本文分析离子型稀土矿池浸堆浸浸矿原理与工艺。对池浸堆浸稀土矿带来的主要污染及其污染途径进行分析,研究了废弃池浸堆浸稀土矿修复影响因素,同时提出废弃池浸堆浸稀土矿治理修复方法和主要发展方向,为后续废弃池浸堆浸稀土矿区土壤修复提供理论支持。

    2019年04期 v.37;No.180 409-417页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]

稀土发光

  • Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:Er~(3+)上转换发光材料的水热合成与性能

    黄一男;李娟;李慧玲;李蓝苹;陈雪羽;杨锦瑜;

    利用水热法合成Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:Er~(3+)上转换发光材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和上转换发光光谱(UPL)对Yb~(3+)掺杂量对合成样品的上转换性能及反应体系pH对合成样品的物相结构进行分析。结果表明,反应体系的pH和Yb~(3+)掺杂量分别影响着所制备样品的物相结构和上转换性能。反应体系pH为13的水热环境下制备的样品为单一相烧绿石结构的La_2Sn_2O_7样品。上转换图谱分析结果表明,所制备的Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:7%(原子分数)Er~(3+)在980 nm的近红外光激发下在529, 550和665 nm处分别出现了Er~(3+)的上转换发射特征峰,并对Yb~(3+)共掺杂La_2Sn_2O_7:7%Er~(3+)样品的上转换敏化发光机制进行了分析,其中位于529 nm处的绿色光发射属于双光子吸收发光机制,且当Yb~(3+)掺杂量高于14%时观察到浓度猝灭现象。

    2019年04期 v.37;No.180 418-425页 [查看摘要][在线阅读][下载 1598K]
  • 基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型温度传感

    王玉婷;王妍;曲征;周少帅;

    利用钒酸根电荷迁移态的荧光温度猝灭效应与Sm~(3+)的~4F_(3/2)与~4G_(5/2)能级之间的热耦合特性,设计了基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型光学测温方案。在310 nm的激发下,通过测量GdVO_4:0.5%Sm~(3+)粉末样品在300~480 K温度范围内的变温发射光谱,研究了钒酸根在450 nm处与Sm~(3+)在535 nm处荧光强度比的温度依赖关系,所得相对温度灵敏度在380 K达到最大值1.6%·K~(-1),在较大的温度范围内,明显优于基于Er~(3+)和Ho~(3+)热耦合能级荧光强度比的测温体系。同时,通过研究GdVO_4:5%Sm~(3+)的变温发射光谱,对发射光谱中位于480~503 nm范围内荧光峰的跃迁来源进行了指认。

    2019年04期 v.37;No.180 426-430页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]

稀土催化

  • 焙烧温度对稀土基复合氧化物催化剂活性的影响

    段媛;龚志军;王坤;罗慧娟;武文斐;

    以白云鄂博稀土精矿为催化剂的原材料,采用水热方法,将稀土精矿经15 mol·L~(-1) HNO_3处理,过滤后取出滤液,进行干燥,焙烧制得稀土基催化剂,用在脱硝领域,研究焙烧温度对其脱硝活性的影响。通过XRF, TG-DSC, XRD, BET, SEM, TPD, TPR等手段对催化剂理化特性、 NH_3/NO吸附能力及氧化还原性进行表征分析。结果表明:随焙烧温度的增加,催化剂的催化活性呈先上升后降低的趋势。在焙烧温度为600℃,反应温度为350℃的条件下,催化剂的脱硝率能达到60%以上,并且此条件下制得的催化剂具有较好NH_3, NO吸附特性及较强的氧化还原性。随着焙烧温度的增加,催化剂的主晶相峰变得更加尖锐,结晶度增强。

    2019年04期 v.37;No.180 431-437页 [查看摘要][在线阅读][下载 1576K]

稀土新材料

  • 易活化TiFe系储氢合金的研究

    李睿;肖方明;唐仁衡;王英;刘江文;孙泰;

    采用真空电弧熔炼法制备了不同成分的Ti-Fe-Mn三元合金,并将其与La_(0.85)Ce_(0.15)Ni_5合金按不同摩尔比1∶y(y=0.005, 0.01, 0.015, 0.02)构成复相结构合金,并研究了Mn及La_(0.85)Ce_(0.15)Ni_5合金对复相合金相组成、活化性能及储氢性能的影响。实验证明Ti-Fe合金主相的晶胞常数随着Mn的增加而逐渐变大,将其与La_(0.85)Ce_(0.15)Ni_5进行复合熔炼所制成的复相结构合金主相仍为TiFe相,但合金中出现了疑为La-Ti中间相的第二相,该相随La_(0.85)Ce_(0.15)Ni_5添加量的增加而增多。压力-容量-温度(PCT)测试结果表明:在303 K温度下, TiFe_(0.8)Mn_(0.2)合金的储氢量最高,为1.71%(质量分数)。复相结构合金中y>0.1的合金在303 K下均能充分活化,而且La_(0.85)Ce_(0.15)Ni_5添加量越多,合金的活化越容易。不过La_(0.85)Ce_(0.15)Ni_5合金的添加会降低Ti-Fe-Mn合金的储氢容量,因此如何控制合适的合金添加量并保持良好的活化和吸放氢性能,仍需要进行深入的研究。

    2019年04期 v.37;No.180 438-450页 [查看摘要][在线阅读][下载 7746K]
  • Y_2O_3掺杂对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃黏度及成玻能力的影响

    方龙;杨佳;李梅;柳召刚;胡艳宏;张晓伟;王觅堂;

    探索Y_2O_3掺杂对55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃黏度及成玻能力的影响,采用同步热分析仪(DSC)、热膨胀仪、高温旋转黏度计和傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)等测试方法研究了Y_2O_3掺杂量对55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃的特征温度、热膨胀系数、黏度和玻璃结构的影响。通过动力学脆性指数的计算推断Y_2O_3掺杂对玻璃成玻能力的影响。适量的Y_2O_3掺杂可以增大55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃黏度以及成玻能力,降低玻璃的热膨胀系数和脆性指数,这主要是由于Y_2O_3掺杂对55ZnO40B_2O_35SiO_2玻璃结构的影响所致。

    2019年04期 v.37;No.180 451-456页 [查看摘要][在线阅读][下载 1120K]

稀土化学与湿法冶金

  • HCl-柠檬酸配合浸出稀土氧化物的研究

    丁艳蓉;马莹;张文娟;秦玉芳;王晶晶;

    以白云鄂博稀土精矿-钙化焙烧-HCl浸磷后的矿物为原料,用HCl-柠檬酸混合溶液浸出稀土并对浸渣进行了场发射扫描电镜和能谱分析。考察了HCl-柠檬酸混合溶液浸出过程中HCl用量、柠檬酸用量、反应温度、反应时间、搅拌速度及液固比对稀土、氟浸出率的影响,并采用五因素正交回归试验对工艺参数进行了优化。结果表明:在HCl浓度3.0 mol·L~(-1),柠檬酸浓度0.3mol·L~(-1),反应温度40℃,液固比9∶1,反应时间40 min,搅拌速度300 r·min~(-1)时,稀土的浸出率大于92.0%,氟的浸出率小于5.0%,实现了稀土与氟的分离。

    2019年04期 v.37;No.180 457-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]

稀土应用

  • 碳酸铈的相态转变及其对物性化学指标的调谐

    方中心;丁龙;朱敏萱;张尚虎;韩满璇;申淞夫;李静;周新木;周雪珍;李永绣;

    为了获得同时具有高堆密度、低氯根和细颗粒特征的CeO_2,研究了在碱性热水溶液中镧石型碳酸铈向碱式碳酸铈相态转变的条件和特点。结果表明:在95℃下,随着溶液pH值的提高和反应时间的延长,相态转化越彻底,所得产物的颗粒大小和分布范围均减小,堆密度增大,氯根含量降低。当溶液pH在12~13时,经4 h的陈化可以得到纯的碱式碳酸铈。原始碳酸铈的颗粒度为22.3μm,氯根含量为1814 mg·kg~(-1),堆密度为0.55 kg·L~(-1),相态转化后的颗粒度下降到1~2μm,氯根含量降低到100 mg·kg~(-1)以下,堆密度上升到1 kg·L~(-1)以上。与此同时,碱的加入可以促进相态转化速度和程度,减少气泡产生。据此,确定了碱的加量。工业应用结果证明,采用该方法可以制备D_(50)为1~2μm,氯根含量小于100 mg·kg~(-1),堆密度介于1.1~1.2 kg·L~(-1)的CeO_2产品。

    2019年04期 v.37;No.180 465-472页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K]
  • Ce_(1-x)Sc_xO_(2-x/2)固体电解质的微观结构及电性能研究

    薛优;彭军;李舒婷;安胜利;

    研究了Sc_2O_3掺杂CeO_2基电解质材料的微观形貌和电性能。采用溶胶凝胶法制备了Sc_2O_3掺杂CeO_2基电解质粉体, Sc_2O_3掺杂量分别为6%, 8%, 10%。采用单向压力法将电解质粉体压制为圆片状素坯,分别在1400, 1450, 1500℃下,空气中烧结制备电解质材料。研究分析了不同掺杂比例及不同烧结温度对电解质的相组成、微观形貌及电导率的影响。实验结果表明:低温下, Sc_2O_3能溶于CeO_2中形成固溶体,随着Sc_2O_3掺杂量由6%增加到10%(摩尔分数,下同),晶胞参数减小;高温烧结时溶于CeO_2中的Sc_2O_3会析出,且随着烧结温度的升高析出量增加;当Sc_2O_3掺杂量为8%、烧结温度为1500℃时,在750℃时Sc_2O_3掺杂CeO_2电解质电导率最大为8.78×10~(-3) S·cm~(-1),活化能为1.220 eV。

    2019年04期 v.37;No.180 473-480页 [查看摘要][在线阅读][下载 3529K]
  • 稀土金属电解槽阳极消耗对电场的影响

    吕晓军;张恒星;刘颂;曾小鹏;

    电解过程中阳极的消耗会使电极尺寸和形状发生变化,进而对电场分布产生影响。利用有限元分析软件ANSYS建立了传统6 kA上插阴阳极式稀土电解槽的3D模型,分别研究了电解过程中阳极呈均匀消耗和非均匀消耗两种形态对电场分布的影响。结果表明,随着阳极炭块消耗量的增加,电极下方电压等势线分布呈现下移趋势,且电场强度不断增加;阳极非均匀消耗时槽电压要比均匀消耗高出130 mV左右,非均匀消耗电场强度比均匀消耗电场强度的增加量呈先增加后减小趋势,在阳极消耗26 mm时增加量达到最大值,为10.45 V·m~(-1)。根据电场仿真的结果,在阳极消耗达到50 mm时进行阳极的更换较为合理,并建议在该电解条件下使阳极保持均匀消耗更有利于电解槽的稳定性。

    2019年04期 v.37;No.180 481-490页 [查看摘要][在线阅读][下载 6388K]

稀土地矿

  • 云南腾冲土官寨离子吸附型稀土矿床地球化学特征

    张彬;祝向平;张斌辉;高儒东;曾招金;马国桃;

    运用岩石地球化学方法,对云南腾冲土官寨矿区离子吸附型稀土矿床的地球化学特征进行研究。结果显示:风化层较基岩明显富集Al_2O_3, Fe_2O_3, FeO等,贫化CaO, Na_2O, MgO, K_2O等元素,绝大多数微量及稀土元素均有不同程度的富集;垂向上从上到下稀土含量总体呈现"低-高-低"的抛物线形态, Ce元素与其他元素之间发生了明显的分异现象,个别样品中表土层稀土含量较高且含矿层较厚可能是由于风化历史时期的构造沉降作用造成的;由半风化层到全风化层, REE元素均为迁入,其中∑LREE迁入程度较∑HREE高,与不同稀土元素的水解能力和黏土矿物吸附选择性有关,而由全风化层到表土层, REE元素则发生了不同程度的降低。

    2019年04期 v.37;No.180 491-506页 [查看摘要][在线阅读][下载 4981K]
  • 甘肃干沙鄂博稀土矿床萤石成因研究

    刘慧卿;杨玉龙;李葆华;陈晨;杨倩倩;郑惠;

    通过晚期与稀土元素矿化相关的萤石中流体包裹体岩相学、显微测温分析,以及萤石、矿石及碱性岩体的稀土及微量元素分析,系统地探讨了沙鄂博稀土矿床成矿流体的特征、成矿物质来源及萤石成因。与稀土矿化相关的晚期萤石中发育大量的熔体包裹体及流体-熔体包裹体,表明萤石归属于岩浆成因,同时表明成矿与岩浆作用有关。碱性斑岩体、晚期萤石和矿石的稀土元素具相似的配分模式,表现为向右陡倾的分配曲线。微量元素分析结果表明:含矿碱性岩体、晚期萤石和矿石均富集大离子亲石元素,并具明显的Ba, Th, Ce, Sr和Hf等负异常,微量元素蛛网图相似。含矿碱性岩体、矿石及与稀土矿化相关的萤石的稀土元素及微量元素的相似特征,表明成矿物质来自碱性岩体。通过包裹体、稀土与微量元素研究认为,干沙鄂博稀土矿床中萤石成因类型为岩浆成因非热液成因。

    2019年04期 v.37;No.180 507-516页 [查看摘要][在线阅读][下载 3059K]
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