汽车尾气催化剂中铂族金属回收工艺概述

摘要:我国铂族金属资源稀缺,从二次资源中回收铂族金属,对于实现可持续发展和环境保护都具有重要意义。综述了目前从报废汽车尾气净化催化剂中回收铂族金属的研究进展,包括预处理、富集和精炼与分离过程。预处理作用是打开废催化剂的包裹或增大与溶液的接触面积。富集是最回收废催化剂最为关键的步骤,湿法富集过程繁琐,周期较长、废水量较多,回收率不稳定。火法富集,以铁、铅、铜、锍的金属熔炼捕集为主,铅、锍熔炼过程会产生毒性物质,铜价格昂贵,而铁捕集具有经济廉价、且工艺流程短、无污染等特点,是未来处理汽车尾气催化剂的发展方向之一。精练与分离步骤包括沉淀、萃取、离子交换以及电解,其中电解法是未来的方向。

WC含量对激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层组织及耐腐蚀性能的影响

摘要:为了延长脱硫浆液循环泵叶轮的寿命,采用激光熔覆技术在脱硫浆液循环泵叶轮的母材30CrMnSiA钢表面制备了WC增强CoCrFeNiTi-WCx(x=0,5,10,15,20,质量分数,%)高合金涂层,研究了WC含量对涂层的显微组织、力学和耐蚀性能影响。研究发现 CoCrFeNiTi高熵合金涂层相组成为fcc(Fe-Ni)、bcc(Fe-Cr)、Laves(CoTi2)和AB-type(Ti的化合物),随着WC含量增加,Laves相衍射峰强度增强,且生成了新相碳化物(WC、TiC、Cr7C3和Fe3C)。CoCrFeNiTi高合金涂层主要组织为底部的胞状晶和顶部的等轴枝晶,随着WC含量增加,涂层组织主要为等轴枝晶,且晶粒尺寸逐渐细化。WC的加入提高了涂层的性能,其中CoCrFeNiTi-20%WC涂层硬度(HV0.2)最大,为6419MPa,且摩擦系数(0.664)和磨损率(1.3×102μm(s-N)-1)最小,耐磨性能最好,磨损机制主要为轻微的黏着磨损和磨粒磨损。此外,随着WC含量的增加,涂层表现出更低的腐蚀速率和腐蚀电流。其中,CoCrFeNiTi-20%WC涂层腐蚀电流最小,耐腐蚀性能最好。

高熵合金熔盐腐蚀行为研究进展

摘要:高熵合金因其优异的耐腐蚀性能在高温熔盐环境中的应用备受关注。综述了高熵合金在热腐蚀环境、熔盐堆、聚光太阳能发电系统以及铝电解工业等多种不同熔盐中的腐蚀行为,分析了不同腐蚀机理与高熵合金成分设计、微观组织调控之间的关系。最后,提出了目前高熵合金在熔盐腐蚀环境中应用和研究的局限性,并对其发展趋势进行了展望。

基于能量的金属疲劳断裂熵综述

摘要:金属疲劳过程本质上是金属损伤的过程, 金属损伤是一种不可逆的能量耗散过程。通过能量法表征疲劳损伤程度对于了解金属疲劳过程具有重要意义, 且更能从本质上研究疲劳程度。疲劳断裂熵作为能量不可逆的度量, 逐渐被学者用来表征疲劳过程中的不可逆损伤过程, 并以此来进行寿命预测分析。概述了现有的疲劳断裂熵相关计算统计方法以及基于此类方法的寿命预测分析。对不同条件下的疲劳断裂熵进行了统计意义上的分析, 得到了疲劳断裂熵产作为金属疲劳损伤指标的变化规律, 说明了疲劳断裂熵评估疲劳损伤的有效性, 总结了疲劳断裂熵恒定以及随加载条件变化的具体试验范围规律。疲劳断裂熵对于统一牛顿力学和热力学以及表征疲劳损伤过程都有重要意义。

湿法冶金工艺提铌现状与展望

摘要:铌具有耐高温、耐腐蚀、超导性好等优良特性,是现代工业中不可或缺的关键原材料。湿法冶金是生产高纯铌产品(纯度>99.5%)的主要工艺。HF能将90%铌矿分解,但仅适用于高品位铌矿,工业生产中多采用H2SO4-HF二元浸出体系,在使用H2SO4浸出铌矿时需严格控制H2SO4浓度和矿石中硅质和钙质脉石的含量,草酸等有机羧酸也可减少对HF的依赖,但单独使用效果较差。碱性介质分解工艺用钾盐和钠盐分解铌矿,可用于处理低品位铌矿,但存在碱消耗量大及对设备要求高等弊端。亚熔盐法可提高铌矿分解效率并减少碱的消耗,有望实现低品位铌矿的高效提取。在铌矿浸出液的萃取分离中,MIBK、TBP、CHO和2-OCL是4 种商业化萃取剂,存在依赖HF、溶剂损失大、萃取效果波动大等不足;离子交换工艺研究较少,却有望用于低浓度铌矿浸出液的提取;化学沉淀工艺常用于萃取后富液的处理,将可溶性铌盐转化为沉淀再经过煅烧获得铌产品,该工艺选择性较差,产品纯度较低。未来应着力开发高效选冶联合和火法湿法联合工艺,开展铌矿分解和浸出的动力学研究,探明影响铌矿分解的控制性步骤,开发针对低浓度铌矿浸出液的高效、低耗和高选择性提取工艺。

WC基硬质合金腐蚀行为研究进展:机理、表征与应用

摘要:本综述介绍了硬质合金在腐蚀环境当中的失效行为以及相应机理,分析了其电化学腐蚀的本质以及在不同环境之下的腐蚀特性,总结了近些年来在腐蚀表征方法以及应用方面的研究进展情况。研究显示,WC基硬质合金出现腐蚀的情况,主要是因为WC硬质相和黏结相之间存在电化学电位差,这种电位差引发了微电偶腐蚀。极化曲线、电化学阻抗谱等电化学方法能够有效地表征腐蚀动力学行为。基于腐蚀机理研究,对硬质合金成分进行优化、对微观结构加以调控以及采用表面工程技术,能够显著地提升合金的耐腐蚀性能。在未来的研究当中,应该着重关注多场耦合环境下的腐蚀机制解析以及原位微区表征技术,从而为实现硬质合金在苛刻环境中的长寿命可靠服役提供相应的支持。

柔性镍基碳化钨金属布真空钎焊工艺研究

摘要:将NiCrBSi粉末、碳化钨粉末及粘结剂按比例混合后,通过研磨、球磨和辊压制备出柔性镍基碳化钨金属布。柔性金属布被裁剪成适当尺寸,包覆于Q235低碳钢表面,并借助真空钎焊技术制备了镍基碳化钨耐磨涂层。研究了不同碳化钨含量(30%~70%,质量分数)对剪切强度、涂层硬度和耐磨性的影响。结果表明:碳化钨含量从30%提高至70%时,涂层的剪切强度从486.6MPa显著下降至8MPa。由于碳化钨含量为60%和70%的镍基碳化钨涂层与钢基体之间的冶金结合力太低,无实际应用价值,因此分析碳化钨含量从30%提升到50%的镍基碳化钨涂层硬度及耐磨性。碳化钨含量从30%提升到50%时,涂层硬质层的平均硬度从817HV10提高至929HV10,其硬度是基体的6~8倍,这说明碳化钨颗粒作为硬质相能显著提升涂层的硬度。此外,摩擦系数从0.5降低至0.44,摩擦磨损损失量则从0.0052g减少到0.0024g,表明碳化钨的加入有效提高了涂层的耐磨性,它在磨损中起到了显著的支撑和抗磨作用。因此,当碳化钨含量为50%时,涂层的硬度和耐磨性达到最佳,同时剪切强度仍能保持较高水平。本研究结果为耐磨涂层设计的优化和工业应用提供了重要参考依据。

磷化铟量子点及其电致发光研究现状和挑战

摘要:量子点作为一种理想的发光材料,一直以来引起了科学家和工业界的广泛关注,推动了生物成像、照明、显示等领域的发展。随着生态环境保护的意识逐渐增强,磷化铟量子点(InP QDs)作为镉基量子点的最好替代者之一,受到了广泛的关注:一方面,InP QDs具有与镉基量子点相媲美的发光和光电性质;另一方面,其发光光谱范围可覆盖整个可见光区,且合成工艺与镉基量子点共通。然而,因为InP QDs与传统镉基量子点相比,在元素价态、核壳晶格匹配性、反应动力学过程等方面具有特殊性,其合成化学的发展还不成熟,限制了其光电应用的研究进程。本文结合量子点显示的发展现状和未来需求,针对InP QDs体系进行了综述,通过分析其研究现状,分析其发展问题和挑战,并对其进行了展望,期望为量子点及其电致发光器件的进一步探索研究提供一些启示和帮助,推动无镉、低毒、高色纯度量子点体系的发展。

氮化钼薄膜的制备、性能及其应用研究进展

摘要:氮化钼作为过渡金属氮化物的典型代表,具有良好的导电性以及优异的力学性能、电化学性能,在催化、储能、集成电路、保护涂层等领域有着广泛的应用前景。然而,目前国内有关氮化钼薄膜的综述较少。首先总结了氮化钼的分子结构及其物理性能和力学性能;其次总结了氮化钼薄膜的主要制备方法,包括溶液法、溅射法、原子层沉积法以及化学气相沉积法等,归纳了各种氮化钼薄膜制备方法的优缺点及其适用的场景;最后,对氮化钼薄膜的潜在应用前景进行了总结和展望。

耐腐蚀性化学镀镍基镀层的研究进展

摘要:化学镀镍基镀层因其优异的耐腐蚀性能,在电子信息、能源石化及航空航天等工业领域得到广泛应用。然而,传统二元合金镀层受限于成分单一性,其耐蚀性难以满足复杂工况需求。近年来,通过引入多元合金元素与微纳米颗粒构建新型复合镀层成为重要的研究方向。系统梳理了镍基化学镀复合镀层的耐蚀性优化策略及其防护机制。研究表明,合金元素的引入通过各合金元素间的相互作用细化晶粒尺寸及调控钝化行为来提升耐蚀性;微纳米颗粒则基于孔隙填充效应与腐蚀路径延展机制增强耐腐蚀性能。此外,多元颗粒的协同作用可优化界面结合强度与应力分布等,从而突破单一增强相的性能局限,延长使用寿命。在工艺革新层面,微波退火与超声辅助镀覆通过抑制晶界缺陷形成,提高镀层致密性,而响应面法等数据处理技术为工艺参数精准调控提供了新思路。上述研究进展为耐腐蚀镍基镀层的开发与应用提供了系统的理论支撑。