基于粉末煅烧技术合成FeTiO3和FeTiO3-Fe2O3固溶体体系,在热力学分析的基础上,选取1150℃,以固溶体合成物为原料研究FeTiO3-Fe2O3固溶体体系等温碳热还原过程,并采用X射线衍射仪和扫描电镜-能谱仪对还原产物进行系统分析.研究结果表明:合成产物内部成分均匀.钛铁矿的摩尔分数x越小,xFeTiO3-(1-x) Fe2O3固溶体碳热还原反应越易进行,并且反应速率最大值越大.在反应初期,假板钛矿相(FeTi2O5-Fe2TiO5(Fe3Ti3O10))作为过渡相一直存在,至金属Fe和钛铁晶石Fe2TiO4生成后逐渐消失

根据热力学原理,计算并分析了含锌冶金粉尘中的重要成分ZnFe2O4在CO-CO2气体还原过程中的热力学行为.ZnFe2O4的气体还原遵循逐级还原规律,且ZnFe2O4很容易被CO还原到ZnO和Fe3O4.较高温度条件下,Zn O的气体还原易于Fe O的还原.随着反应温度升高,锌完全反应和挥发所需要的CO含量不断降低,当反应温度从1100 K升高到1400 K时所需的CO体积分数由0.4降低到0.01以下.要达到还原分离金属锌的目的,不必将铁氧化物还原到金属铁,而只需将铁氧化物还原到Fe3O4或FeO,同时满足锌的还原条件即可.在高炉炉身中上部,由于发生锌的还原反应和内部循环,给高炉生产带来危害,因此应减少和控制高炉的锌负荷

含氟矿石中生物浸出技术推广应用存在瓶颈,究其原因在于伴随含氟脉石矿物溶解,氟对浸矿微生物有较强的抑制作用.本研究利用氟的水化学特性,通过添加可形成稳定络合物的物质来转换F离子存在形态,进而使浸矿微生物可以耐受高氟环境.本文系统研究了氟对细菌的抑制机理,明确了氟的真实毒性形态HF,发现了氟对细菌存在跨膜抑制作用,氟胁迫条件下,干细胞内氟离子质量分数明显高于无氟对照组达到18%以上.选择在生物冶金体系中常见Fe3+做为研究对象,研究了Fe3+对F-的络合解毒作用,热力学分析结果可知,Fe3+可以与HF发生一级竞争络合反应,破坏HF络合结构.在铁离子存在条件下,细菌最高可以耐受F-质量浓度1.0 g·L-1的环境下生长.铁氟络合形态分析可知,只有当培养基中Fe3+质量浓度5倍过量于F-质量浓度,细菌才能正常生长,对应的FeF2+在氟化物中质量分数达45%时,而游离氟离子浓度为2.87×10-5 mol·L-1.络合机理实验结果表明,根据配位化学原理,随着F-/Fe3+浓度比的减小,配体浓度相对较低,氟与铁的络合物向低配位方向移动,可以通过调整培养基中的氟铁浓度比来调整氟铁络合产物,使细菌在高氟环境中生长成为可能

系统研究了Ti-IF钢冶炼过程和铸坯中含Ti夹杂物的组成、分布与微观形貌，揭示了含Ti夹杂物的衍变规律.热力学分析和实验结果表明：在IF钢冶炼过程中无TiN生成，含Ti夹杂物的存在形式是以TiO2为主的钛氧化物结合其他氧化物的复合夹杂：而在连铸凝固过程中，由于钢液温度降低和元素的偏析作用，TiN夹杂以异质形核的方式生成.IF钢铸坯中非金属夹杂物主要是大尺寸Al2O3颗粒和存在中间过渡层的TiN—Al2TiO5-Al2O3复合夹杂物，其形核长大过程是[Al]、[Ti]和[O]先在细小的Al2O3颗粒上反应生成一层Al2TiO5，然后TiN在Al2TiO5表面形核长大.根据连铸过程和铸坯中含钛夹杂物的研究得出，Ti-IF钢铸坯中TiN夹杂难以去除，但是可以使其变性以实现对钢中含钛夹杂物的控制

对标准大气压强下的[Al]-[O]平衡和不同压强下[C]-[O]平衡进行了热力学计算，得到了钢液中[O]含量的最小理论值.温度一定的条件下，采用[Al]脱氧时钢液中[Al]和[O]呈U型关系；过小或过大的[Al]含量对减少钢液中[O]均不利；提高温度可进一步降低[Al]脱氧条件下的钢液中[O]含量的最小理论值.对[C]脱氧而言，温度一定的条件下，提高真空度可提高[C]的脱氧能力；且随着钢液中[C]的增加，钢液中[O]呈减少趋势.温度为1873 K，真空度100 Pa时，钢液中[C]含量大于0.0015%的条件下，[C]的脱氧能力大于[Al]的脱氧能力.利用实际数据分别对[Al]脱氧和[C]脱氧平衡曲线最低值理论公式验证，且与实际结果均符合较好

通过热力学分析和计算，得出紧凑式带钢生产技术（CSP）流程低碳低硅铝镇静钢优化精炼渣成分（质量分数）为：CaO 50%~55%，Al2O3 30%~36%，SiO2 1%~6%.在[Al%]=0.03时与之平衡的钢液成分为：[Si]0.2%~0.4%，氧活度（a[O]）小于4.5×10-6，[Ca]2×10-5~4×10-5.优化的精炼渣有很好的脱氧、脱硫和控硅能力，同时其有较低的熔点，优良的流动性和吸收夹杂物能力.实验室渣-钢平衡实验和工业试验均证明，优化的精炼渣系能够很好地控制钢液成分和夹杂物，有效提高钢水的洁净度.使用优化渣系后冷轧板由于表面质量问题而降级使用的比率由原来的1.23%降低为0.8%，而且吨钢钢包（LF）精炼成本降低了4.30元，接近10%

将Al2O3以及固态的钙铝酸盐均视为未反应核，确定铝离子在液态钙铝酸盐层的扩散是铝镇静钢钙处理后Al2O3夹杂物变性的限制性环节，由未反应核模型建立了Al2O3夹杂物变性的动力学模型，并且通过热力学分析计算了模型参数.模型结果显示：随着Al2O3夹杂物直径的增大，其完全变性为液态钙铝酸盐的时间大幅延长.钢液中Ca在一定范围内增加，不仅在热力学上有利于Al2O3变性，也使其变性速率迅速增大，但Ca超过一定值时对变性速率促进减弱.温度升高不利于Al2O3夹杂物变性反应，从而使变性的驱动力减小，对夹杂物变性促进作用不很明显.模型结果与工业试验和夹杂观察结果基本相符

第一节 扩散定律及其应用 THE LAW OF DIFFUSION AND ITS APPLICATION 菲克第一定律(稳态扩散) 菲克第二定律(非稳态扩散 ) 第二节 扩散的微观机制 THE MICRO-MECHANISM OF DIFFUSION 扩散的主要机制 扩散系数 扩散激活能 第三节 扩散的热力学分析及反应扩散 扩散的驱动力 反应扩散 第四节 影响扩散的因素 FACTORS AFFECTING THE DIFFUSION 温度的影响 晶体结构的影响 固溶体类型 晶体缺陷的影响 化学成分 应力 第五节 离子晶体中的扩散 本征热缺陷 扩散机制 扩散特点 电导率与扩散系数的关系 第六节 高分子的分子运动 分子链运动的起因及其柔顺性 分子的运动方式及其结构影响因素 高分子不同力学状态的分子运动解说

采用SEM、EDS等手段研究了闪速燃烧合成的氮化硅铁及其原料FeSi75的组成、结构,并结合闪速燃烧合成工艺和热力学分析,揭示氮化硅铁中FexSi粒子的形成机理.结果表明:在以74μm的FeSi75氮化制备氮化硅铁过程中,金属硅和ξ(FeSi2.3)相中部分硅氮化为氮化硅,而氮化硅铁中FexSi粒子则来源于ξ相的氮化;当ξ相被氮化到其中的[Si]摩尔分数降低近25%时,[Si]的活度aSi趋于0,氮化趋于平衡,ξ相中不能被继续氮化的部分即为FexSi粒子,其Fe:Si原子比例大约为3:1;FexSi粒子的大小、均匀分布状况与ξ相颗粒粒径大小及分布状况有关

以液态合金的多相结构模型为基础,对电脉冲作用下高硅铝合金熔体结构变化进行了热力学分析,并研究了电脉冲作用下Al-22%Si合金凝固组织的显微硬度以及凝固相变点的变化.实验结果表明,电脉冲促进了呈\胶体\状态存在的Si粒子在Al-22%Si合金熔体中的分解,提高了熔体的均匀程度,部分消除了来自Si原料的遗传性;电脉冲孕育处理提高了Al-22%Si合金熔体的过冷能力,增加了Si粒子在基体组织中的过饱和度,提高了基体的显微硬度;Al-22%Si合金基体显微硬度值的变化显示熔体对于电脉冲频率的响应比较敏感