胶结充填采矿协同利用垃圾焚烧飞灰是解决飞灰日益激增的新思路,可大量资源化利用飞灰并固化其中的重金属离子.本文以矿渣-钢渣基胶凝材料(简称冶金渣胶凝材料)分别结合4种城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰制备胶凝材料,并以全尾砂作为骨料制成胶结充填料,测定充填料试样的流动度、抗压强度以及Cd2+浸出质量浓度:冶金渣-垃圾焚烧飞灰基充填料试样的流动度为240~265 mm,满足矿山充填的泵送要求;28 d抗压强度均大于8.88 MPa,满足一般矿山充填1~6.5 MPa的强度要求;Cd2+浸出液质量浓度低于饮用水标准5 μg·L-1的限值.通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热重-差示扫描量热法(TG-DSC)分析表明胶凝材料的主要水化产物组成为钙矾石、Friedel盐和C-S-H凝胶;通过X射线光电子能谱(XPS)发现Cd2+对Al2+的结合能有较大影响,钙矾石、Friedel盐可能对镉离子有固化作用

使用分析纯试剂配料,在1350℃保温1 h的条件下合成了A/S=5（Al2O3与SiO2质量比）的铝酸钙熟料.研究了钙铝比C/A（除去与SiO2结合的CaO后CaO与Al2O3的摩尔比）对熟料中12CaO·7Al2O3晶体结构及其氧化铝浸出性能的影响,并通过X射线衍射和X射线荧光等分析手段对其作用机理进行了探讨.结果表明：由于12CaO·7Al2O3量的增加,C/A=1.0~1.4时,石灰烧结法熟料溶出率随着C/A的提高而提高；在C/A=1.4时,熟料溶出率最高可达93.30%,此时CaO的缺失形成了有缺陷的12CaO·7Al2O3,且其中CaO的物质的量小于11.3 mol；钙铝比提高到1.7时熟料溶出率又出现了下降趋势,这是由于CaO的饱和导致12CaO·7Al2O3晶体择优生长取向发生变化,由（211）面开始向（420）晶面转变

本文采用光学显微镜,电子探针及穆斯堡尔效应等手段对MgO在烧结矿和球团矿中的赋存状态及其对冶金性能的影响进行了微观分析研究。显微镜下观察表明,随烧结矿中MgO含量增加,赤铁矿及铁酸钙明显减少。当MgO约达4%以上时,烧结矿渣相中开始出现少量镁质硅酸盐矿物。电子探针扫描分析表明,MgO主要分布于除赤铁矿之外的铁相矿物中,在烧结矿中形成含镁磁铁矿,在球团矿中形成镁铁矿,少部分分布于渣相中。对杭钢球团矿所做的穆斯堡尔谱学研究表明,在焙烧过程中,Mg2+大量进入磁铁矿八面体晶位,揭示了MgO在人造富矿中富集于铁相及引起物相变化的机理。基于上述试验研究,分析了MgO对人造富矿冶金性能的影响

采用Gleeble-3800热模拟试验机研究Fe-36Ni合金在900～1200℃的热塑性行为，并用FactSage软件、扫描电镜及透射电镜等研究该合金热塑性的影响因素及作用机理.结果表明：合金中主要形成Al2O3+Ti305＋MnS复合夹杂，夹杂物颗粒尺寸集中分布在0.5μm以下.合金热塑性在900～1050℃受晶界滑移及动态再结晶共同影响.晶界上分布的纳米级别（200nm）夹杂物则促进显微裂纹在晶界滑移过程中的形成和扩展，损害合金热塑性.当温度高于1050℃时，较高的变形温度使再结晶驱动力大于钉扎作用力，合金发生动态再结晶，有效提高热塑性.在1100～1200℃区间内，枝晶间裂纹的形成、晶界滑移的加剧及动态再结晶晶粒尺寸增大都降低合金热塑性

探索了用变质方法改善钒白口铸铁中碳化物的形貌和分布。用稀土综合变质剂对钒白口铸铁进行了变质处理,使钒白口铁中方块状先共晶碳化物和条状共晶碳化物变为圆整时球状碳化物,韧性和机械性能明显提高。研究表明,一定的钒量是碳化物获得球化的必要条件。变质过程中产生的大量的高熔点的硫化物、氮化物是VC非均质形核的基体,对VC以离异共晶方式生长起着重要作用。稀土的脱硫脱氧作用,提高了VC—熔体间的界面能,降低了VC的表面能的各向异性,使VC各个生长锥以在致相等的速度增长,从而长成球形。同时,高的界面能有利于在生长过程中球面的稳定性。稀土综合变质剂正是综合了提供非均质形核基体与提高VC—熔体界面能、降低界面能各向异性的优点,而且前者与后者之间互相促进,因而发挥了较强的球化作用

采用温挤压技术对40Cr钢进行成形试验，考察了不同温度下温挤压试样的摩擦-磨损行为.通过扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了40Cr钢磨损后表面形貌、化学元素分布和物相组成，讨论了40Cr钢温挤压的磨损机理.结果表明，在挤压温度为550℃时试样晶粒尺寸细小，残余奥氏体含量较高，硬度最高，其磨损性能为最佳；而当温度为650℃和750℃时，晶粒尺寸较粗大，残余奥氏体含量降低.在5N载荷作用下，挤压温度为550℃时，摩擦因数为0.7667；当挤压温度达到650℃，摩擦因数为0.8587，提高了12.01%，磨损性能降低；750℃时，摩擦因数为0.8764，相比550℃提高了14.31%，磨损性能进一步变差；在550、650和750℃时，磨损形式主要为磨粒磨损

通过水热-热分解法制备球形介孔氧化镍粉末,并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面积仪对氧化镍粉末的形貌和结构进行表征;通过循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱的测试,系统研究该种粉末在碱性介质中对乙醇的电催化氧化活性.结果表明:所得到的氧化镍粉末为球形,比表面积为35 m2·g-1,平均孔径为15.88 nm;该粉末对乙醇具有良好的催化活性,氧化电流随乙醇浓度和扫描速率的增大而增大,在0.60 V电位下保持1000 s,球形多孔氧化镍对乙醇氧化催化的电流衰减率为0.075%,稳定性比较好.循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱测试表明,球形介孔NiO/玻碳电极(NiO/GCE)对乙醇的催化氧化反应机理为扩散控制

采用水/CO2体系模拟研究钢液/(N2、H2)过饱和体系中气泡生长动力学行为,分别建立水溶液和钢液中气泡形核长大机理模型.基于三种不同的气泡生长数学模型,分别研究水/CO2和钢液/(N2、H2)体系数学模型中气泡生长动力学,并采用水模型实验数据对数学模型进行验证.分析钢液/(N2、H2)体系前期和后期处理压力以及钢液深度等因素对气泡生长的影响.研究表明:采用气泡浮选去除夹杂物技术时,前期处理压力对气泡生长有显著促进作用;后期处理压力对气泡生长有阻碍作用,随着后期处理压力的升高影响逐渐加强;钢液深度对气泡生长有阻碍作用,随着钢液深度的增加影响逐渐减弱;相比氮气,钢液中氢气气泡析出长大更快

采用Gleeble-3500热模拟试验机测定了不同温度下中锰钢的变形抗力,并通过分阶段拉伸、扫描电镜、电子背散射衍射、X射线衍射等实验手段,对温轧中锰钢中逆转变奥氏体的相变行为进行观察和分析。研究发现,热轧马氏体中锰钢经过600℃温轧及退火后,获得较多较稳定的残余奥氏体,从而实现强度859 MPa和延伸率36%的优良力学性能。拉伸变形前期,锯齿状流变应力现象明显,残余奥氏体提供持续的TRIP效应来提高塑性,此过程中尺寸较大的逆转变奥氏体稳定性差,变形时先发生转变;拉伸变形后期,锯齿状波动消失,超细晶铁素体和马氏体发生塑性变形,马氏体强化及铁素体中的位错强化为主要强化方式

针对镜铁矿精粉成球性及可烧性差的特点,采用分流预成型强化制粒工艺对进口镜铁矿精粉制粒及烧结性能开展研究.与常规制粒工艺烧结指标相比,采用分流造球强化制粒烧结工艺,焦粉配比从4.85%降至4.20%,利用系数从1.44 t·m-2·h-1提高至1.71 t·m-2·h-1,转鼓强度从57.60%提高至63.80%,固体燃耗从76.46 kg·t-1降至65.24 kg·t-1;采用分流辊压预成型强化制粒烧结工艺,焦粉配加量从4.85%降至4.70%,利用系数从1.44 t·m-2·h-1提高至1.64 t·m-2·h-1,转鼓强度及固体燃耗基本不变.因此,分流预成型强化制粒工艺较常规制粒工艺能显著改善镜铁矿烧结性能.其作用机理为:镜铁精矿经分流预成型后能改善混合料的透气性,降低焦粉配比,提高烧结料层氧位,生成更多的铁酸钙及赤铁矿,所得成品烧结矿结晶完善,矿物之间胶结紧密,内部气孔由不规则大孔变为总体分布较为均匀且大小适中的规则球形,改善了烧结矿的强度和还原性