运用差示扫描量热法、采用XRD检测等手段探讨研究了Fe-Ni-O-C体系中Fe、Ni的还原行为,样品主要包括NiO+C、Fe2O3+C、NiFe2O4+C、NiO+Fe2O3+C和Ni+Fe2O3+C等5种体系.结果表明:NiO+Fe2O3体系中由于NiFe2O4及Fe-Ni合金的生成使得该体系被还原的反应开始温度高于纯NiO,且最大反应速率对应的温度及还原反应结束温度均高于纯NiO但低于纯Fe2O3物质;相对于NiO+Fe2O3,NiFe2O4被C还原的开始及结束温度均更高,且还原速率更小;Fe2O3被C还原可分为三个阶段,金属Ni的存在能够明显促进铁氧化物的还原,主要是促进了Fe的各种氧化物形式(Fe2O3、Fe3O4和FeO)直接向金属Fe形式的转换;数据显示C还原NiFe2O4的过程也基本可分为三个阶段,不同阶段中产物的形态和种类均存在一定差别

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

对宣化钢铁公司石灰厂所用的石灰石的分解过程进行了动力学研究.以升温速率分别为10、15、20、25和30℃/min的方式将过200目筛子的石灰石粉末加热到1000℃,通过测量其热重曲线,得出分解过程的机理方程为F(α)=(1-α)-1;所用碳酸钙的热分解反应的速率常数为$k=54325{{\\rm{e}}^{-\\frac{{98873}}{{RT}}}}$.通过对(0.02 m×0.02 m×0.02 m)的石灰石样品在1223、1323和1423 K进行的分解实验,确定了CO2在该石灰石生成CaO过程中的扩散系数和温度的关系为$\\lg D=-\\frac{{2506}}{T}+2.28$,得到了石灰石分解的动力学模型,并用此模型作了预测,与实际吻合较好

利用ZrO2·MgO固体电解质定氧探头测定了实验1kg级铁水喷吹CaO系熔剂同时脱磷脱硫处理过程中反应初始和终了的铁水氧位,并进行了热力学分析。测定的初始氧位范围为Po2=10-8.45~10-9.75Pa(10-13.46~10-14.70atm),比按C/O、Si/O平衡反应计算的氧位提高1~3个数量级,测定的终了氧位范围为Po2=10-7~10-9Pa(10-12~10-14atm),比初始氧位提高1~3个数量级,与热力学计算的最佳氧位值(Po2=10-7.88Pa(10-12.88atm))吻合良好。结果表明,随铁水终了氧位升高,脱磷率增加、终了磷含量下降,脱硫率则稍有降低、终了硫含量稍微升高。此外,还从电化学上对同时脱磷脱硫处理的最佳氧位-电位区域进行了分析,并探讨了铁水罐喷吹脱磷脱硫处理的反应机理

通过单因素实验考察了还原温度、还原时间及碳氧摩尔比(nC/nO)对钒钛磁铁矿含碳球团还原的影响,结合扫描电镜照片解释了钒钛磁铁矿的还原机理.实验结果表明,适当升高还原温度、延长还原时间及增加碳氧摩尔比均可以促进钒钛磁铁矿的还原,并且金属化率随还原温度的升高先急剧升高而后趋于平缓,随着还原时间的延长及碳氧摩尔比的增加而先升高后降低,而残碳量随着反应的进行不断降低.当还原温度为1350℃,还原时间为30 min,碳氧摩尔比为1.2时,球团的金属化率达到最大值.通过扫描电镜照片可以看出,球团在还原过程中形成了铁连晶,并且在不同的还原条件下铁连晶的大小及形态不同

通过粗、细两种颗粒花岗岩的冻融循环试验和岩石力学试验,研究了不同粒径岩石的冻融循环作用对岩石物理力学特性的影响.利用核磁共振技术对冻融循环前后的岩样进行检测,得到了横向弛豫时间谱的变化和岩样核磁共振成像,分析了岩样在冻融前后的孔隙度变化、空隙结构及分布的演化特性等.采用宏观唯象损伤理论和自洽理论对不同粒径花岗岩在冻融条件下的宏、细观损伤演化规律进行了分析.研究发现在冻融循环作用下,岩石内部的孔隙逐渐增多,不断造成岩石的强度损失;损伤模型的计算值与实际相符,但不同损伤理论对花岗岩损伤程度趋势变化的反应存在差异;细颗粒花岗岩呈现出较高冻融耐久性

探讨了1873 K时不同氧硫条件下镁对钢中夹杂物变质的影响.在本实验条件下，Mg在钢液中优先变质氧化物夹杂，随后变质硫化物夹杂，低硫实验钢中镁脱氧产物转变顺序为Al2O3→MgAl2O4→Mg-Al-O-S.镁合金加入1或5min，就可实现氧化物的完全变质，但硫化物的变质则要缓慢的多.当高硫实验钢中元素含量满足一定条件时，镁可以将氧化物、硫化物同时变质成为复合氧硫夹杂物，夹杂物按照Al2O3→MgO→MgO+MgAl2O4+MgS转变，但由于其变质产生的MgO-MgAl2O4产物层阻碍了变质反应的进一步发生.这种夹杂物可以起到固定硫的作用，同时有效控制夹杂物直径的增大

以铁品位为58.58%、TiO2品位为12.04%的海滨钛磁铁矿精矿为试样，进行煤基直接还原–磁选试验。从反应产生的CO和CO2气体组成、总反应的气化速率、CO分压值、金属化率、矿物组成等角度进行分析，查明了CaO在海滨钛磁铁矿精矿直接还原?磁选工艺中的作用机理。研究结果表明，CaO可以提高还原剂的气化速率，促进钛磁铁矿的还原，增加CO2气体的产生量，从而降低CO分压值。同时发现CaO可以参与固固反应，降低含钛矿物中的FeO含量，也有利于钛、铁组分的迁移和富集，促进金属铁颗粒的聚集长大。因此，添加CaO有利于通过磨矿?磁选促进钛铁分离与回收

通过水溶液还原法在80 ℃合成Cu纳米线，再利用液相还原法在低温水溶液中将Au负载于其表面，最后通过暴露的Cu纳米线与Pt前驱体盐发生Galvanic置换反应，将Pt负载在Au?Cu纳米线表面，构成Pt?Au?Cu三元核壳结构纳米线。根据对样品形貌、结构的表征和分析，探讨了Pt?Au?Cu纳米线的合成机理。结果表明：合成纳米线物相组成为单质Cu，平均直径约为83 nm；负载Au后的Au?Cu纳米线平均直径约为90 nm，表面附着的小颗粒为单质Au颗粒，构成了核壳结构；负载Pt后得到Pt?Au?Cu三元核壳结构纳米线，平均直径约为120 nm。Cu纳米线表面Au颗粒的形成依赖于异相形核与长大机制，并遵循先层状后岛状生长的混合生长模式。负载Pt过程中存在Pt、Cu互扩散，使得最终纳米线表面多为Pt颗粒而整体则形成CuPt 合金相

采用非等温热重的方法,在30% CO+70% N2(体积分数)气氛下,以10 K·min-1升温至1123 K的过程中,比较了铁酸钙与赤铁矿的逐级还原过程及其还原动力学.结果表明:铁酸钙和赤铁矿开始还原温度分别为873 K和623 K;由反应速率与反应度的关系及分阶段X射线衍射物相分析发现,铁酸钙还原过程为两段式反应(CaO·Fe2O3→2CaO·Fe2O3→Fe),而赤铁矿还原过程为传统的三段式反应(Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe).通过Freeman-Carroll法计算得知铁酸钙和赤铁矿的还原平均活化能分别为49.88和43.74 kJ·mol-1;铁酸钙还原过程符合随机成核随后生长模型,动力学模式函数为Avrami-Erofeev方程,其积分形式为[-ln (1-α)]n;而赤铁矿还原过程动力学机理分为两部分,在还原度α为0.1~0.5时,为三级化学反应模型,模式函数积分形式为1-(1-α)3;在α为0.5~0.9时,符合二维圆柱形扩散模型,动力学模式函数为Valensi方程,其积分形式为α+(1-α)ln (1-α)