利用粉煤灰与石英砂制备微晶玻璃,并对其进行不同工艺的热处理.通过对热处理后的试样研究发现:当粉煤灰质量分数为30%,未加TiO2时,试样在780℃加热时首先析出过渡相Ca2SiO4,在随后的高温晶化过程中,过渡相溶解消失,析出更稳定的平衡相钙长石;当TiO2质量分数为0~15%时,随着TiO2含量的增加,在780℃加热时由析出梭形的Ca2SiO4微晶转变为析出粒状的钙长石微晶;当粉煤灰质量分数增加到40%,TiO2质量分数为3.5%时试样中出现网状微晶组织,而加入的形核剂TiO2质量分数达到5%时试样中无网状微晶组织出现,说明TiO2对网状组织的析出具有明显抑制作用

电流体动力喷射3D打印是一种新型微纳增材制造技术,它具有成本低、结构简单、精度高、打印材料广泛等突出特点和优势.但是,由于电流体动力喷射3D打印的打印速度快、喷嘴和基底打印距离小,特别是对于微尺度特征图形的打印,其实际图形及打印质量难以直接观测,而且影响打印图形精度和质量的工艺参数较多,各个工艺参数相互耦合和相应作用.因而直接有效的控制打印图形的精度(线宽)和质量(线边缘粗糙度)是其面临的一个挑战性难题.本文提出一种通过调整打印工艺参数间接控制泰勒锥形状和尺寸,进而实现对于打印图形精度和质量有效控制的新方法.建立了线宽与工艺参数、材料性能和基底关系的理论模型;通过实验,系统研究并揭示了电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响及其规律;优化出针对同一喷嘴较为理想的喷印工艺窗口;并通过典型实验工程案例研究,采用内径60 μm喷嘴实现了最小线宽3 μm打印,验证了实验研究结果的正确性和有效性.本文提出的方法和实验研究结果为电流体动力喷射3D打印的打印精度、图形质量和打印稳定性改进及提高奠定了基础,并为简化和易于操作提供了一种切实可行的方法

为了确定适合工业应用的膏体浓度范围，从屈服应力角度完善了膏体定义：以屈服应力为（200±25） Pa时料浆中固相的质量分数为恰饱和质量分数，反推饱和率为101.5%～105.3%时料浆中固相的质量分数范围，即为工业应用膏体浓度.采用不同矿山的两种尾矿（1#尾矿和2#尾矿）对膏体定义分别进行室内实验和工程验证.结果表明：1#尾矿室内动态压密实验获得的底流中固相的最大质量分数为73.71%，膏体定义预测的理论膏体浓度最大值为73.89%，二者相差0.18%；2#尾矿通过深锥浓密机获得底流中固相的最大质量分数为68%，膏体定义预测的理论膏体浓度最大值为68.97%，二者相差0.97%.完善后的膏体定义对膏体浓度预测更可靠

针对高温含水条件下非氧化物材料经常面临的性能失效问题,以六方BN粉体(平均粒度为1.2μm)为研究对象,利用高温热重分析、X射线衍射以及扫描电镜等手段,考察了BN粉体在不同温度(1273-1373K)含水条件下f水和空气的体积比为3:7)的反应行为,并与其在干燥空气下的反应行为进行对比.BN粉体在含水条件下的反应有如下特点:在反应初期,试样质量增加率快速增加;在反应后期,试样质量增加率变缓.结合热力学分析探讨了BN材料在高温含水条件下的反应机理:质量快速增加阶段主要发生BN与O2之间的氧化反应,试样质量增加率变缓阶段主要是由于氧化产物B2O3与H2O反应生成了挥发性产物.随着温度的升高,两反应阶段试样的质量增加率均有所提高.利用周模型对BN材料在高温含水条件下的反应动力学进行了较为精确且定量的拟合,结果与实验数据吻合良好

为了改善露天矿边坡钻机穿孔作业粉尘质量浓度超标的现状,依据气固两相流动及梯度输送理论,对粉尘在风流中运动、扩散及沉降过程进行分析,建立粉尘在空气中的运动、扩散及沉降方程.以某铁矿S03#采场为例,运用计算流体力学的Fluent软件对边坡钻机粉尘质量浓度分布进行数值模拟,并与现场实测数据对比分析,模拟结果与实测数据基本吻合.研究结果表明:采场内粉尘质量浓度沿测点线方向先急剧上升,达到最大值后迅速下降至一个较小值,后逐步缓慢下降;穿孔开始后,粉尘质量浓度随时间推移逐步升高,至一定值时保持恒定.当采场风速为3.5 m·s-1、供气压力为1 MPa、钻孔深度为12 m及钻具转速为84 r·min-1时,粉尘质量浓度较低

针对现行铌钽矿HF酸处理工艺氟污染严重的问题,提出以KOH溶液替代高毒性HF介质的铌钽矿碱性水热体系浸出新方法,研究了铌钽矿在KOH碱性水热体系浸出规律.结果表明,在KOH质量分数50%范围内,KOH质量分数和反应温度的提高会促进铌钽矿分解生成可溶性六铌(钽)酸钾,但过高的KOH质量分数和反应温度会使可溶性六铌(钽)酸钾向不溶性偏铌(钽)酸钾转化,造成铌、钽浸出率的下降.在KOH质量分数35%、反应温度200℃、碱矿质量比4:1以及反应时间2 h的最佳浸出条件下,铌和钽浸出率仅为18.73%和9.4%;通过机械活化对铌钽矿进行预处理后,铌和钽浸出率可大幅度提高至95%和60%,说明机械活化可显著强化铌钽矿碱性水热浸出过程.铌钽矿经机械活化后,矿物粒度减小,比表面积增加,晶格畸变增大,无定形化程度增加,内部缺陷程度增加,矿物的反应活性大大增加,铌钽矿的浸出率显著提高

在硅钼炉中，1400℃的条件下，利用硅钙合金、稀土硅、铝基脱磷剂等对高磷硅锰合金进行还原脱磷实验研究.脱磷实验采用CaO-CaF2（质量比为25∶75）为覆盖渣，渣金比为0.2∶1.采用ICP光谱仪检测脱磷后合金中的磷含量，X射线衍射检测渣样物相成分，着重分析了不同脱磷剂及其用量对高磷硅锰合金还原脱磷的影响.结果表明：随脱磷剂用量的增加，硅锰合金脱磷率呈上升的趋势.其中，铝基脱磷剂脱磷效果最好，当其质量分数达到8%时，合金中磷的质量分数可降至0.21%，符合国标要求（≤ 0.25%），脱磷率达78%；硅钙合金次之，当其质量分数达到10%时，脱磷率为47%；稀土硅的脱磷效果最差，当其质量分数达10%时，脱磷率仅22%.铝基脱磷剂为本实验条件下的最佳脱磷剂

采用竖直管式炉研究了焦炭粒径、黏附层、黏附比、焦粉比例对不同类型准颗粒质量转化率和燃料氮转化率的影响.结果表明, 对于S和S'型准颗粒, 质量转化率均随焦炭粒径的增大而降低; 对于S'型准颗粒, 燃料氮转化率随着焦炭粒径的增大而减小, 而对于存在黏附层的S型准颗粒, 内核焦炭粒径越大, 燃料氮转化率越大; 通过对比S和S'型准颗粒的燃烧情况, 发现黏附层的存在有利于提高准颗粒的质量转化率和燃料氮转化率; 对于C型准颗粒, 黏附比越大, 质量转化率和燃料氮转化率均越小; P型准颗粒的质量转化率随着焦粉比例的增加而减小, 燃料氮转化率在焦粉比例为50%时达到最低值

研究了酸浸处理高磷铁矿脱磷及其影响因素.实验用鄂西鲕状高磷矿Fe的质量分数为51.7%,P的质量分数约0.5%,S的质量分数为0.34%.通过硫酸浸出,浸出矿中磷的质量分数降低至0.07%左右,而铁损只有0.18%,S的质量分数为0.35%,满足钢铁生产的要求.通过扫描电镜观察和能谱分析表征了高磷矿中磷的脱除,在实验酸度下能明显看出磷灰石溶解,而铁相基本不反应,并得到了热力学计算证明.实验确定了最佳的酸浸条件:浸出时间1 h,液固比100mL:8 g,酸度0.2 mol·L-1,振荡频率150 Hz.通过微波加热预处理,高磷铁矿中产生微裂纹,增加了矿石的比表面积,但是这并没有明显促进酸浸脱磷的进行.通过补酸的方式循环利用酸浸液处理高磷铁矿能得到较好的脱磷效果,脱磷率稳定在80%,能有效减少酸耗、保护环境

为了深入探究MgO对烧结矿矿物组成及冶金性能的影响，采用扫描电子显微镜和荷重软化熔滴设备研究了MgO对含钛烧结矿矿相结构与软熔滴落性能影响.实验结果表明，随着烧结料中MgO质量分数从2.04%增加到3.96%，烧结过程液相生成量逐渐减少，烧结矿中的赤铁矿和铁酸钙等含量都有不同程度的降低，赤铁矿质量分数从13.57%降低到9.99%，铁酸钙的质量分数由38.7%降低到30.17%，磁铁矿、硅酸盐和烧结矿中的孔洞逐步增加.因此，增加烧结矿中MgO会降低烧结矿中液相生成量，不利于烧结矿转鼓强度和还原性的提高.高碱度含钛烧结矿中的镁主要分布于烧结矿中复合铁酸钙相中，进一步提高烧结矿中镁的质量分数，烧结矿的磁铁矿相比例将增加，有一部分镁固溶于磁铁矿中；在高镁烧结矿中，也会形成一定量的橄榄石，其中固溶有少量镁、钛等元素.随着烧结矿中MgO质量分数的增加，开始软化温度逐渐升高，试样软化开始温度均在1120℃以上，软化温度区间ΔtA随着MgO含量的升高而逐渐变宽