通过现有铁源利用及碳冶金流程分析,提出了太阳能光伏非碳冶金概念.太阳能光伏非碳冶金研究包括高温冶炼、非碳还原介质的选择及还原-熔融三个方面.自主设计制造了1kg容量的太阳能非碳冶金系统,进行了三类非碳冶金实验.实验结果表明太阳能光伏非碳冶金在技术上可行,自主设计制造的太阳能光伏非碳冶金系统均能满足冶炼要求.高温冶炼实验光伏电池转换率9.8%,钢水热焓占总能量消耗5%;非碳还原制铁实验电解法电流效率平均为85.1%,最高可达97.6%;氢还原Fe2O3还原度影响因素由强到弱依次为:气氛、温度、时间、粒度.根据实验结果,研究还需深化,以寻求太阳能光伏非碳冶金系统更好的经济性、稳定性及可操作性

提出了描述合金的腐蚀动力学存在两种腐蚀极化图:(1)合金的表观腐蚀极化图——以电极电位相对单位合金面积上的阳极电流和阴极电流为坐标系;(2)合金的真实腐蚀极化图——以电极电位相对合金中各相的真实阳极电流密度和阴极电流密度为坐标系.研究了在活化极化控制下,阴阳极面积比对合金腐蚀动力学的影响,获得了在两种坐标系中合金腐蚀动力学的定量关系式,由此建立了表观腐蚀极化图与真实腐蚀极化图之间的关系.将表观和真实腐蚀极化图两者结合起来,既可以直观地表示出合金的腐蚀速率,又可以清楚地分析控制腐蚀电池过程的机理

研究了Bi2O3-BaO-SiO2-RxOy玻璃体系的结构及封接性能.应用密度泛函理论计算获得了Bi2O3在SiO2玻璃网络中的能量最优结构,从理论上确定了铋作为网络中间体最可能以[BiO3]形式存在,并讨论了Ba2+、Al3+等在玻璃中的作用及其存在的可能结构.结果表明,该玻璃的热膨胀系数在50~530℃温度为11×10-6 K-1,与氧化钇稳定氧化锆(热膨胀系数10.2×10-6 K-1)电解质和不锈钢SUS430(热膨胀系数11.3×10-6 K-1)合金连接体相匹配.对玻璃粉体进行物相分析表明,该硅酸盐玻璃为非晶体,与理论分析相一致.将氧化钇稳定氧化锆电解质和SUS430合金连接体用Bi-Ba-Si-O玻璃在高温下进行封接实验,结果说明三相界面结合紧密,气密性良好.实验选定的Bi-Ba-Si-O玻璃材料基本满足固体氧化物燃料电池对封接材料的要求

采用X射线衍射仪、投射电镜仪和扫描电镜仪等测试手段,系统地研究了不同聚乙烯亚胺(PEI)浓度对ZnO纳米线阵列膜的形貌、线密度和尺寸的影响及ZnO纳米线阵列膜的光电性能.研究结果表明,在PEI浓度从3.2 mmol·L-1变化到9.3 mmol·L-1所制备的所有ZnO纳米线阵列膜中,使用7.3 mmol·L-1PEI浓度合成的ZnO纳米线阵列膜,制成染料敏化太阳能电池后获得0.66%的最高的光电转换效率

采用特殊设计的闭塞腐蚀电池实验,并利用能量色散谱仪分析腐蚀产物成分,研究了磷对低碳钢蚀孔扩展的影响机理.结果表明:在模拟蚀孔的闭塞区钢样阳极表面沉积物中有磷酸根离子存在,在蚀孔活化腐蚀过程中,钢中磷转化成磷酸根离子是在金属表面进行的,并形成磷酸盐沉积在金属表面,对蚀孔的扩展起抑制作用;磷含量不同的钢,表面沉积物中磷酸盐及磷酸根离子含量可相差很大,从而对蚀孔扩展的抑制作用也会有明显差异;同一钢样中,由于磷的偏析,在蚀孔扩展过程中高磷部位腐蚀速率较低,低磷部位腐蚀溶解速率较高,磷的偏析带导致了凸凹腐蚀沟槽的形成

选择六种冶金因素各有特点的低碳钢和一种低合金钢,通过模拟闭塞腐蚀电池实验,结合冶金特点和腐蚀形貌分析,研究冶金因素对孔蚀扩展的影响.结果表明,钢中固溶氧量、夹杂物、钙处理、磷含量及其偏析和合金元素镍铬等对点蚀扩展有重要影响.钢中固溶氧量高、钙处理、高磷量和高镍铬量有利于抑制蚀坑扩展

综述了BaCeO3基和SrCeO3基钙铁矿型固体电解质.从结构、不同气氛中导电性方面进行了介绍,对其应用方面进行了较为详细的分析.在燃料电池、电解池、薄膜反应器、气体传感器等方面的应用分析表明这2类固体电解质有广泛的应用前景

利用DSD酸生产过程产生的铁泥,研制出既能用作常规冶金原料,又能用于处理DSD酸氧化废水的水处理用海绵铁.研究表明:在配碳量27%、反应温度1160℃、反应时间16min的情况下,以铁泥为原料制备的常规海绵铁的金属化率可达90%以上;用于处理DSD酸氧化废水的海绵铁适宜配碳量为29%,用制备出的海绵铁处理DSD酸氧化废水,在pH值3~5、反应时间40min时,出水的CODCr去除率可达68%、色度的去除率达90%、可生化性指标BOD/COD提高到0.425.海绵铁中所含C,Fe3C和其他一些杂质元素,这些元素能与铁在水中形成无数微小原电池产生大量[H],[OH]和[Fe2+],从而氧化还原废水中的有机物,达到污染物降解和提高废水可生化性的目的.海绵铁的微孔结构非常发达,使其具有比表面积大、活性高的特点.是一种替代常规铁屑的理想材料

异化金属还原菌通过络和剂、电子传递中间体、直接接触三种方式异化还原金属氧化矿.以Geobacter metallireducens还原铁氧化物为实验体系,利用微生物燃料电池考察了以上三种方式对异化还原铁氧化物的影响.结果表明,微生物异化还原铁氧化矿时,NTA,AQDS在初始阶段显著加速铁氧化物的还原,但也加速磁铁矿的生成,阻碍反应继续进行;直接接触方式起着重要作用,吸附形成的生物膜是一个关键因素,其形成是一个相对较长的过程.生物膜的形成阻碍电子传递中间体发挥作用

使用以稳定的ZrO2为电解质的高温固体电解质电池电动势方法测量了Ni3Ga非整比金属间化合物1073至1273K均相范围内Ga的活度,计算了偏摩尔焓和偏摩尔摘等热力学性质.考虑4种点缺陷,即分别在2个亚晶格上的反结构原子和空位共存于该Ll2型化合物中,各缺陷生成自由能为可调参数:Ef(Aβ)=0.60eV,Ef(Bα)=0.60eV,EfV(α)=1.5eV,EfV(β)=2.0eV,用统计热力学方法推导了Ni3Ga非整比化合物均相范围内缺陷浓度及其与温度和成分的关系,得到1123K时整比处的无序参数α'=0.0009