综合评述

  • 稀土磷肥及含稀土磷矿在农业领域的应用效果与前景

    张塞;王登红;王伟;谭晓军;于扬;

    贵州织金存在一种低品位含稀土磷矿,难以合理利用。在综述稀土磷肥的研发过程及相关工艺的基础上,对比分析了稀土磷肥的农用效果,以贵州织金含稀土磷矿为例,提出含稀土磷矿及稀土磷肥农业应用存在的问题。结果表明:稀土磷肥相比普通磷肥存在多种优势,施用稀土磷肥能大幅增产,提高经济效益,其增产效果与施用肥料组合、作物品种、磷肥中稀土的含量、肥料施用量和施用方式等密切相关,认为只要剂量适当,施用稀土肥料对农产品和人畜都是安全的。织金磷矿中稀土元素性质稳定且不易被植物吸收,需设计新工艺转化矿物的非活性稀土元素,生产出符合质量和环保要求的稀土磷肥,以解决含稀土磷矿综合利用的难题,达到科学利用含稀土磷矿这一自然资源的目的。

    2020年05期 v.38;No.187 583-593页 [查看摘要][在线阅读][下载 1445K]

稀土发光

  • 煅烧气氛对LuGd_2Ga_3Al_2O_(12):Ce~(3+)荧光粉的发光性质影响

    彭光怀;邹征刚;廖金生;温和瑞;

    在O_2, 2%H_2+98%Ar气氛下,通过高温固相法制备了LuGd_2Ga_3Al_2O_(12):0.5%Ce~(3+)(原子分数)荧光粉试样。利用荧光光谱、荧光衰减曲线和热释光谱研究了气氛对试样发光性质的影响。结果表明:O_2气氛下煅烧有助于抑制氧空位的生成,缩短荧光寿命,而还原气氛下煅烧及热处理有利于Ce~(4+)还原成Ce~(3+)离子,并相应生成氧空位;还原性气氛较氧化性气氛下煅烧所得的试样发光强度更强、荧光寿命也更长,并出现了明显的余辉现象。

    2020年05期 v.38;No.187 594-601页 [查看摘要][在线阅读][下载 3325K]
  • NaLuF_4掺杂Tm~(3+)和Er~(3+)的X射线激发发光特性研究

    郑尧;李拓;兰斌;卢虹冰;张文立;

    基于NaREF_4的纳米颗粒已经被广泛应用于X射线激发发光的相关应用,如X射线激发光动力学、 X射线激发光学断层成像等,但是目前的研究主要集中在掺杂Tb~(3+)和Eu~(3+)作为发光核心,鲜有对其他发光中心进行研究。采用油热法合成分别掺杂Tm~(3+)和Er~(3+)的NaLuF_4类圆球形纳米颗粒,通过掺杂一定比例的Gd~(3+)进行粒径大小与均匀性调控。利用透射电镜、 X射线衍射分析确定了其粒径约为50 nm左右、球形呈六方相晶体结构。在X射线激发下,测试了其发光特性,并详细地对发光中心掺杂比例对发光强度的影响进行了系统的研究,当Tm~(3+)和Er~(3+)的掺杂比例分别为1%和0.75%时,该纳米颗粒的发光最强,并对其发光过程和机制进行了详细的分析。

    2020年05期 v.38;No.187 602-609页 [查看摘要][在线阅读][下载 4535K]

稀土催化

  • 合成CeCO_3F的微观结构和脱硝性能研究

    李娜;张胜寒;李华;王晶晶;张凯;武文斐;

    铈基多金属氧化物在NH_3-SCR脱硝实验中具有良好的催化作用,包头白云鄂博混合精矿中富含着大量的Ce元素,其主要赋存在CeCO_3F矿相中。为了研究混合精矿中多金属掺杂的稀土基氟碳酸盐脱硝机制,简化精矿中不同矿相间复杂连生关系的影响,以Ce(NO_3)_3, NaHCO_3, NaF为原料合成单一CeCO_3F,通过进行其晶型结构、颗粒大小和表面形貌以及脱硝性能和其他特性的研究,模拟未掺杂的CeCO_3F的脱硝机制。反应结果表明:不同温度合成出的CeCO_3F的生长度、结晶度不同,对烟气脱硝实验结果也有显著影响:120℃下活性最高;拉曼结果显示实验合成的CeCO_3F与白云鄂博矿混合精矿中的CeCO_3F结构基本一致。为后续的多金属掺杂机制研究提供实验基础。

    2020年05期 v.38;No.187 610-616页 [查看摘要][在线阅读][下载 4226K]

磁学与磁性材料

  • Gd_(1-x)Ho_xTiGe的物相结构和磁性及磁热效应

    胡义嘎;特利贡;特古斯;

    用真空电弧熔炼和热处理法制备了Gd_(1-x)Ho_xTiGe (x=0, 0.2, 0.4)合金。X射线衍射分析表明:Gd_(1-x)Ho_xTiGe为GdTiGe型四方结构,空间群为I4/mmm,随着Ho含量的增加衍射峰总体上偏向高角度移动,晶胞参数a,c收缩,体积变小。Ho含量的增大对衍射峰的强度几乎没影响。通过磁性测量研究了磁性及磁热效应。利用Maxwell关系导出0~1 T, 0~2 T, 0~3 T的等温磁熵变。随着Ho的增加居里温度降低,使其成为室温区磁制冷材料。

    2020年05期 v.38;No.187 617-621页 [查看摘要][在线阅读][下载 2317K]

稀土新材料

  • Na_2CO_3沉淀制备超细Y_2O_3粉体的研究

    高国华;赖安邦;廖春发;刘钧云;任卫;肖燕飞;

    超细Y_2O_3具有尺寸效应和稀土元素的双重特性,广泛应用于MLCC,超耐热合金等高新材料。在前期获得晶型Y_2(CO_3)_3的基础上,对Na_2CO_3沉淀制备超细Y_2O_3粉体进行了深入研究,结果表明:与温度、浓度等条件相比,搅拌陈化过程对Y_2(CO_3)_3粒度的影响较大,可以使针状和片状聚集的类球形Y_2(CO_3)_3粉体逐渐分散转化成粒度更小的颗粒;实验最终在并流加料、反应温度40℃, pH 5.5~6.5, YCl_3浓度1.0 mol·L~(-1),加料速度10 mL·min~(-1),搅拌转速600 r·min~(-1), 40℃搅拌陈化48 h的条件下可得到D_(50)=3.77μm,(D_(90)-D_(10))/2D_(50)=0.70的Y_2(CO_3)_3;在550℃较低温度下焙烧2 h后,得到了D_(50)=2.69μm,(D_(90)-D_(10))/2D_(50)=0.97的超细氧化钇粉体。研究为Na_2CO_3沉淀制备超细Y_2O_3工艺提供基础和可能,对提高Y_2O_3产品附加值和减少普通Y_2O_3积压具有重要意义。

    2020年05期 v.38;No.187 622-632页 [查看摘要][在线阅读][下载 9238K]
  • 碳酸铈盐形貌调控及其热分解制备CeO_2

    章子熊;刘涛;兰苑培;顾小英;毛锡嵩;夏雪雯;姜浪钊;

    通过改变前驱体的添加量和水热反应时间,分别制备了三角形和球形的CeCO_3OH及片状结构的Ce_2(CO_3)_3·6H_2O,制备的CeCO_3OH具有粒度均匀、分散性好的特征。采用热重分析研究了CeCO_3OH的分解特性,发现CeCO_3OH在300℃附近完成分解;研究了不同形貌碳酸铈盐在空气条件下分解后的形貌及物相,结果表明在400℃空气条件下加热2 h后, CeCO_3OH和Ce_2(CO_3)_3·6H_2O均分解为CeO_2,分解后颗粒形貌保持不变,为不同形貌铈氧化物的制备提供了新途径。此外,紫外-可见漫反射光谱结果显示片状、球形及三角形CeO_2的能带间隙分别为3.04, 3.11和3.20 eV,为得到具有较窄禁带的CeO_2提供了新方法。

    2020年05期 v.38;No.187 633-639页 [查看摘要][在线阅读][下载 3706K]
  • 钇对AB_5型La_(0.7-x)Y_xCe_(0.3)Ni_(3.9)Co_(0.45)Mn_(0.35)Al_(0.3)储氢合金的组织和电化学性能的影响

    孙艳;罗永春;

    用真空电弧熔炼和热处理(1000℃×10 h)制备了AB_5型La_(0.7-x)Y_xCe_(0.3)Ni_(3.9)Co_(0.45)Mn_(0.35)Al_(0.3)(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)退火合金,研究了A端Y元素对退火合金微观组织、相结构及电化学性能的影响。XRD和SEM电镜分析结果表明,退火合金微观组织均有CaCu_5型主相和少量第二相组成,随Y含量的增大,主相的晶胞参数a,c及晶胞体积V依次减小。电化学测试结果表明:经100次充放电循环后的容量保持率S_(100)=77.6%~88.1%,合金电极的高倍率放电性能HRD_(900)=86.9%~92.9%。Y元素的添加对提高合金的循环寿命效果显著。其中Y含量x=0.2时的合金具有较好的综合电化学性能, 100次充放电后的循环寿命S_(100)=88.1%,高倍率放电性能HRD_(900)=92.9%。合金电极反应动力学由合金表面电荷转移速率和氢在合金体相中的扩散共同控制。

    2020年05期 v.38;No.187 640-645页 [查看摘要][在线阅读][下载 2097K]

稀土化学与湿法冶金

  • 响应曲面法优化MgO沉淀离子型稀土矿浸出液工艺

    陈久昌;姚清霞;邱建民;吕英威;刘庆生;

    为了对离子型稀土矿的浸出液进行探究,使用MgO作为稀土沉淀剂,在单因素试验的基础上采用响应曲面分析法及Box-Behnken的设计原理,在三因素三水平上建立了MgO沉淀离子型稀土矿浸出液的二次多项数学模型,并以反应生成的沉淀物中RE(OH)_3含量和RE沉淀率作响应值,探究了镁与稀土的摩尔比、 MgO料浆加料速度和其中的MgO的质量占比对MgO沉淀离子型稀土矿浸出液的影响。结果表明, MgO沉淀离子型稀土矿浸出液的优化反应条件为:镁与稀土的摩尔比为3,加料速度为2 r·min~(-1), MgO质量占比为0.5%。该条件下,模型预测的沉淀物中RE(OH)_3含量为86.84%, RE沉淀率为97.43%,实验实际值为沉淀物中RE(OH)_3含量为85.9%, RE沉淀率为97.51%,两者误差较小,方案可信。

    2020年05期 v.38;No.187 646-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 5986K]

稀土金属学与火法冶金

  • 高钆耐热镁合金在高温蠕变过程中的显微组织演变

    付三玲;李全安;张清;

    以时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr (%,质量分数)合金为研究对象,利用蠕变持久试验机在250℃/50 MPa下对合金的蠕变性能进行了测试,并采用TEM研究了合金在250℃/50 MPa下蠕变10, 30 min, 100 h过程中的显微组织和相的演变。结果表明:时效态Mg-12Gd-3Y-1Sm-0.5Zr合金相由α-Mg基体和β′相组成,β′相为纳米析出相,在高温蠕变过程中,晶内析出相明显长大,形貌由黑色椭圆形颗粒向菱形和长条状转变,经对应的选区电子衍射谱标定,相结构未发生变化;晶界上析出相粗化,转化为平衡相β相。本研究为开发高温高强抗蠕变耐热镁合金提供理论基础。

    2020年05期 v.38;No.187 655-660页 [查看摘要][在线阅读][下载 2010K]
  • 钕在镁合金熔炼过程中行为的热力学分析

    栗聖凯;邹胜伟;李明照;

    通过理论计算方法对Nd在镁合金熔炼过程中的行为进行了热力学分析,结果表明:Nd和O的结合力大于Mg和O的结合力,镁合金熔体中如果存在MgO, Nd将夺取其中的氧,从而减少MgO对镁合金的不利影响; Nd与MgCl_2容易进行反应,Nd的加入可以减少镁合金中的Cl~-,进而提高镁合金的耐蚀性能; Nd在镁合金中和MgO, MgCl_2反应时会造成Nd的损耗,要考虑其损耗才能准确控制合金成分; Nd与镁合金的主成分Mg, Al形成化合物。

    2020年05期 v.38;No.187 661-666页 [查看摘要][在线阅读][下载 922K]
  • 稀土电解槽电场仿真与阴极结构优化

    张恒星;吕晓军;衷水平;王俊娥;陈杭;刘颂;曾小鹏;简勇章;

    利用有限元分析软件ANSYS,建立了上插阴阳极式稀土电解槽的3-D模型,研究了稀土电解槽阴极腐蚀和安装保护套对电场分布的影响,并对阴极结构进行优化。结果表明,在阴极腐蚀后,导致腐蚀坑处电流密度集中,其电流密度高达2.4×10~6 A·m~(-2),产生大量焦耳热进一步加速了阴极的腐蚀;阴极保护套的使用会使槽电压升高,其中采用外部式保护套,槽电压升高90 mV,采用嵌入式保护套,槽电压升高150 mV;当阴极结构采用半球型时电解槽电场分布更加均匀,避免了电解槽局部过热,有利于提高电解槽的电流效率和使用寿命。

    2020年05期 v.38;No.187 667-676页 [查看摘要][在线阅读][下载 14415K]

稀土应用

  • 梯度层不同配比对等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层残余应力的影响规律研究

    庞铭;刘全秀;张啸寒;

    传统的金属/陶瓷双层热障涂层因不同涂层热物性参数的差异,易在涂层内部产生过大的残余应力,影响涂层质量及可靠性,而采用梯度结构的热障涂层,可实现涂层厚度方向热物性参数的连续平滑过渡,从而减小涂层间的残余应力,提升涂层的可靠性。梯度层配比不同,将使得涂层残余应力的分布情况及数值大小不同,为了研究不同梯度层配比对Mo/8YSZ功能梯度热障涂层残余应力的影响规律,利用ANSYS有限元分析软件建立了等离子喷涂Mo/8YSZ双层热障涂层及功能梯度热障涂层的数值模型,并在模型中考虑了材料热物性参数随温度变化,对比传统双层热障涂层,分析了不同梯度层配比对喷涂构件残余应力数值大小及分布区域的影响规律。结果表明:在喷涂参数相同的情况下,功能梯度热障涂层系统相比于双层热障涂层系统,径向最大残余拉应力与压应力均增大,轴向最大残余应力减小;伴随着过渡层第一层Mo比例的增加,喷涂构件的最大轴向残余拉应力增大,喷涂构件的最大轴向残余压应力减小;伴随着过渡层第一层Mo含量的增大,基体与涂层界面拉应力的分布区域增大,压应力的分布区域减小;采用功能梯度热障涂层结构,由于缓和了不同种类涂层间热物性参数的差异,可显著改善喷涂构件轴向的应力突变情况。

    2020年05期 v.38;No.187 677-687页 [查看摘要][在线阅读][下载 5753K]
  • 纳米Y_2O_3对14CrSiMnV硬质合金涂层耐磨耐热氧化性影响

    刘小鱼;隋意;杨利峰;岳俊宇;孙晓华;刘常升;

    利用激光熔覆表面复合纳米Y_2O_3颗粒的14CrSiMnV铁基合金粉体,制备了14CrSiMnV硬质合金钢涂层。研究了纳米Y_2O_3对涂层微观结构、微观硬度、耐热以及耐滑动摩擦的影响。结果表明:在合金涂层成型过程中,添加小于1%(质量分数)纳米Y_2O_3可以促进涂层组织中的树状晶向等轴晶转变,且减少涂层在600℃高温条件的氧化腐蚀现象,改善表面滑动摩擦的塑性剥离,从而使涂层拥有更好的耐热性能和耐滑动摩擦性能。

    2020年05期 v.38;No.187 688-695页 [查看摘要][在线阅读][下载 13716K]

稀土地矿

  • 蓖麻油酸钠协同体系中独居石的浮选行为及机制研究

    刘明宝;裴丹;李航;武媛雯;印万忠;

    分别研究了独居石在蓖麻油酸钠与油酸钠和苯甲羟肟酸钠组成的二元捕收剂体系中的浮选行为及机制。单矿物试验表明药剂添加顺序对独居石浮选指标有较大影响,组合药剂体系的选别指标要远远超过单一药剂体系,苯甲羟肟酸钠和蓖麻油酸钠二元体系中的金红石回收率要优于油酸钠和蓖麻油酸钠体系。Zeta电位、表面张力、接触角研究结果表明:组合药剂在独居石表面吸附主要有离子间互相促进型吸附和由缔合物引起的多层吸附两大类,离子间的缔合作用及其缔合物的空间构象是影响矿物浮选指标的关键因素。紫外漫反射吸收光谱研究表明独居石在蓖麻油酸钠与油酸钠体系中的回收率大小与带隙变化近似一致,而在蓖麻油酸钠与苯甲羟肟酸钠体系中则成反比例关系,具体原因则有待进一步研究。

    2020年05期 v.38;No.187 696-705页 [查看摘要][在线阅读][下载 3658K]
  • 河南嵩县车村萤石矿床稀土元素特征及地质意义

    董文超;庞绪成;司媛媛;梁贞;李文明;

    为了探讨稀土元素地球化学特征对车村萤石矿的成矿物质来源及成矿流体特征的指示意义,通过对萤石样品稀土元素组合进行测试。研究发现,车村地区萤石矿的稀土元素地球化学研究发现萤石单矿物的稀土元素配分模式较为复杂。萤石单矿物总体具有较高的稀土元素总量,∑REE=47.3×10~(-6)~119.1×10~(-6),δEu=0.35~0.88,呈中等负铕异常,δCe=0.90~1.37,铈弱正异常。合峪花岗岩的稀土元素配分模式曲线略微右倾,稀土元素总量较高,∑REE=17.1×10~(-6)~239.2×10~(-6),δEu=0.32~1.95,正、负Eu异常同时存在,δCe=0.96~2.19,正Ce异常为主。萤石单矿物的Eu, Ce异常暗示车村萤石矿在形成过程中处于一个中低温、还原的成矿体系,萤石的形成经历了从相对高温向低温的演化过程。萤石Y/Ho比为12.98~42.20,呈明显的迁移分带特征,表明矿床形成过程中有大量的外源物质加入和成分交换,成矿流体对围岩发生了Ca的同化混染作用。结合成矿年代学,基本确定车村萤石矿与合峪花岗岩晚期的岩浆热液有关,矿床类型为中浅成中低温岩浆期后热液萤石矿床。

    2020年05期 v.38;No.187 706-714页 [查看摘要][在线阅读][下载 2864K]
  • 下载本期数据