铂族金属循环利用技术开发现状及展望

摘要:铂族金属(PGMs)是汽车、石化、能源、国防装备等领域不可或缺的战略性金属资源,但PGMs矿产资源极度匮乏,供需矛盾突出;开展PGMs循环利用是保障PGMs安全供应、支撑关联产业高质量发展的重要举措。本文分析了PGMs的供给和应用情况,明确了当前PGMs市场的供需态势;全面梳理了PGMs湿法回收(含氰化法、盐酸+氧化剂工艺),火法回收(含铅捕集、铜捕集、锍捕集、铁捕集工艺)的技术特征与应用情况;着重从焙烧‒浸出、铁捕集‒酸浸、低温铁捕集‒电解‒离心萃取工艺等方面阐述了PGMs火法‒湿法联合回收技术的研发与应用进展。其中,低温铁捕集‒电解‒离心萃取成套工艺延续了低温铁捕集研究思路,通过低熔点渣型设计将铁捕集温度由1800℃以上降至约1400℃,富集得到Fe-PGMs合金后经电解进一步富集PGMs,再经离心萃取提纯依次得到Pd、Pt、Rh,实现了短流程分离提纯PGMs,具有绿色、高效、低成本的诸多优点。着眼PGMs循环利用产业高质量发展,建议围绕“PGMs富集、分离提纯、污染防控”全流程开展基础研究和技术攻关,加快建设PGMs循环利用全链条标准体系和绿色低碳的产业生态环境,全面开展业务流程的“互联网+”能力建设以实现“回收‒处理‒再利用”全流程的智能化。

电沉积法制备钼涂层的研究进展

  摘 要:钼涂层具有高温强度高、耐腐蚀性好与抗辐照能力强等优异的理化性能,在冶金、航空航天和核工业等领域具有良好的应用前景。本文梳理了钼涂层的主要制备方法,包 括 热 喷 涂、物理气相沉积与电沉积等,比 较 了 不 同 制备方法的优缺点。着

钛双极板表面碳掺杂氮化钛耐腐蚀涂层制备

摘 要:为改善钛双极板在质子交换膜(PEM)水电解槽环境中的耐腐蚀性能和导电性能,采用电泳沉积-热处理两步法在钛基底表面制备碳掺杂氮化钛(C-TiN)复合保护涂层,并在0.5 mol/L 的 H2SO4 和5 mg/L 的 F- 溶液中模拟PEM 水电解槽阳极环境测试其电化学腐蚀性。结果表明,电泳沉积及热处理改善了氮化钛纳米颗粒的连通性,增强了涂层与衬底的粘附力,实现了电子在电活性材料中快速传递。4

铷、铯金属的制备、提纯和检测技术研究进展及应用展望

摘要:中国铷、铯资源储量丰富,但由于成本问题无法有效开发利用。而铷、铯金属因其优异的物理化学特性可广泛应用于战略性新兴产业,为提升资源综合利用价值,开发高附加值的铷、铯金属产品是重要途径之一。目前,铷、铯金属制备技术主要有电解法、热分解法和热还原法,其中电解法因温度高、效率低以及氯气污染问题仍处于实验室研究;热分解法产率低,难以工业化;热还原法工艺简便,最具产业化潜力,但还需对机理、工艺和设备进行研究。提纯技术主要有蒸馏法和偏析法,蒸馏法效率高、金属损耗少但温度高,对设备要求严苛;偏析法温度低、操作简单但金属损耗高。为制备高纯金属,通常需组合应用多种还原、 提纯技术。值得注意的是,现有的检测技术存在成本高、操作复杂和检测效率低等问题,很难满足高纯金属的检测需求,亟需发展快速、精准的杂质元素同步检测方法,建立相应的检测标准。在能源、量子和检测等高端应用领域的推动下, 高纯铷、铯金属的需求持续增长。然而,当前可控核聚变和激光器等研究多处于实验室阶段,其产业化受限于原料成本。因此,未来技术发展应聚焦于建立标准化质量体系和开发热还原- 提纯宏量化生产技术。

钼铼合金在核反应堆中的研究进展

摘要:钼具有良好的抗蠕变性能和与碱金属的相容性,是核反应堆结构材料的候选金属之一,但是由于钼的室温脆性严重限制了其应用。金属钼中加入铼元素,由于“铼效应”的影响提高了钼的再结晶温度,改善了其冷加工性能。其中表现较好的是铼含量为41~47.5 wt.% 和10~15 wt.% 的钼铼合金,具有良好的室温强度和一定的韧塑性。由于铼资源稀缺,如何保障材料性能的同时降低Re含量对钼铼合金发展具有重要意义。阐述了钼铼合金在核反应堆结构材料中的应用以及制备工艺现状,分析了高铼合金和低铼合金的性能优势,最后对钼铼合金还存在的问题进行了总结和展望。

粉末冶金多孔钨的研究现状与发展

摘要:多孔钨是由钨骨架及其内部的高比例孔隙构成,兼具了难熔金属钨和多孔材料的优良特性,因具有优异的耐高温、耐腐蚀、高比表面以及高渗透性等性能而被广泛应用于航空、电子、高温等领域。多孔钨在金属钨本征特性的基础上利用了孔隙的连通、填充、储存和过滤等功能,因此,得到稳定可控的孔隙是制备高性能多孔钨以及进一步拓宽其应用的关键。本文以制备过程中孔隙特性变化为主线,首先阐述了多孔钨孔隙特性在其主要应用中的关键作用,然后从粉末特性、成形方法、烧结工艺等方面对多孔钨孔隙特性的影响进行了总结,最后对多孔钨的研究方向和发展趋势提出了展望。

纳米析出强化高熵合金的研究进展

摘要: 纳米析出强化是提高高熵合金强度的重要方法,理解纳米析出相的形成机理及其对高熵合金力学性能的影响机制,对设计和开发高性能高熵合金具有重要意义。系统综述了纳米析出强化高熵合金的研究进展和未来展望,重点讨论了共格析出、非共格析出和复合析出等不同析出形式对高熵合金力学行为和强韧化机制的影响。共格析出相凭借其与基体良好的晶格匹配性和应力传递能力,在显著强化合金的同时保持了良好的塑性; 非共格析出相可显著增强合金的加工硬化能力,但需要合理调控其形貌、尺寸和分布,并充分利用高熵合金基体优异的塑性和应变硬化能力,也可以实现强韧性的良好匹配; 多种纳米相的复合析出可有效发挥不同析出相的集成优势,为高熵合金的性能优化提供了新思路。需要指出,尽管纳米析出强化高熵合金极具应用前景,但在热稳定性、高温性能和工业化生产成本等方面仍面临挑战,需要进一步深入研究。对纳米析出强化高熵合金的研究现状和关键问题进行了系统归纳,可为今后设计高性能高熵合金提供重要指导依据。

低活化中/高熵合金的研究进展与展望

摘要:核能的发展对解决世界能源问题意义重大,现代核反应堆对核用材料提出了更加严苛的要求,亟需开发具备低活化特性的新型结构材料。中/高熵合金因其低活化、高强度、良好延展性、抗辐照与耐腐蚀等特性,成为有力的候选材料之一。本文围绕具有低活化特性的中/高熵合金,针对合金成分设计与相组成、力学性能与辐照性能开展综述,对低活化中/高熵合金体系研究进展做了全面的总结与展望,指出现有研究中的不足,为低活化中/高熵合金的设计与开发提供思路。

纳米或超细WC-Co粉体制备过程强化研究进展

摘要:【目的】总结纳米或超细碳化钨钴(WC-Co)粉体制备过程的研究,解决WC-Co做为热喷涂原料对机械零件的磨损和腐蚀的影响。【研究现状】 总结纳米或超细WC-Co制备过程强化、反应路径,以及Co对还原碳化过程的作用等;其中机械作用力强化包括球磨强度的影响、氧化钨原料的影响、反应温度的影响,原子或分子水平强化包括气相化学合成、喷雾转化,气相碳质强化反应过程包括烃类物质、一氧化碳;纳米或超细WC-Co制备过程反应路径包括还原过程、碳化过程;对还原碳化过程的作用包括Co对氧化钨还原碳化过程具有催化作用、Co影响WC-Co产物粒径、Co含量增加降低碳化温度、Co促进气态碳源析碳等。【结论与展望】提出WC-Co粉体制备反应路径方面,应深入揭示制备反应路径,应进一步分析缺碳相η物相在制备过程中的作用,对W、Co、C扩散的影响机制;认为模拟分析反应过程中还原碳化气与固体原料之间的热量、质量传递过程,可为制备过程进一步优化调控和反应器放大设计奠定理论基础;同时WC-Co粉体热喷涂性能方面,用于机械件的喷涂处理时,应测试涂层的抗磨损和腐蚀性能,反馈调控优化和制备过程。

放射性含钴废水吸附材料的研究进展

摘要:随着核技术的快速发展,放射性废水受到关注,作为主要活化腐蚀产物的60Co,一旦进入水环境后易对生物和人体造成潜在威胁。吸附法是放射性废水除钴的重要手段之一,其关键在于吸附材料的开发,而目前吸附材料在性能、成本效益、稳定性和再生性等方面仍有较大提升空间。本文以处理放射性含钴废水的吸附材料为主要研究对象,探讨了钴的吸附等温线和吸附动力学,并对无机、有机和生物吸附材料进行了评估和总结,最后对放射性含钴废水吸附材料的开发和工程应用提出了展望。本文指出未来研究应致力于开发新型高效吸附材料、研发配套工艺、深入明晰吸附除钴的规律和机理,采用多种模型和方法更准确地考察吸附过程,以期为除钴吸附材料的开发及关联技术的工程化应用提供参考。