检索结果-内蒙古大学图书馆

热加工工艺 2025年

作者：牛墉泰王英杰翟亭亭冯佃臣陈丕生王永光轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古科技大学稀土产业学院北方稀土贮氢电池有限公司

稀土AB2型合金普遍存在氢致非晶化现象。采用真空感应熔炼炉炼制了La1-xYxMg Ni3.8Al0.2（x=0～0.4）合金，通过XRD、SEM、P-C-T储氢测试仪等设备对合金的相结构、显微组织和储氢性能进行测试及分析。结果表明：合金主要由LaMgNi4相和La... 详细信息

稀土AB2型合金普遍存在氢致非晶化现象。采用真空感应熔炼炉炼制了La1-xYxMg Ni3.8Al0.2（x=0～0.4）合金，通过XRD、SEM、P-C-T储氢测试仪等设备对合金的相结构、显微组织和储氢性能进行测试及分析。结果表明：合金主要由LaMgNi4相和La（Ni Al）5相组成，当x≥0.1时，又出现了Ni3Y相。合金吸氢后为LaMgNi4H4.85和La0.91（Ni Al）5H4.43相，含Y合金中出现少量YH2相。铸态合金为针状组织，并且随着Y替代量的增多合金组织更加均匀，更加细化。Y的替代明显提高了合金的活化性能。313 K温度，3 MPa氢压下x=0、0.1、0.2、0.3、0.4的合金最大吸氢量分别为1.663wt%、1.656wt%、1.632wt%、1.635wt%和1.641wt%。x=0.1的合金的动力学性能最好，达到最大吸氢量的85.2%。合金的吸放氢焓变值ΔH随着Y含量增加而升高。x=0.3的合金的循环性能最好，在循环50次后，容量保持率在81.67%。

关键词： LaMgNi系合金元素替代储氢性能循环性能

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固体氧化物电池复合氧电极的电化学性能

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硅酸盐学报 2025年

作者：于博政刘长洋卞刘振傅鹏彭继华安胜利彭军内蒙古科技大学稀土产业学院(稀土工程技术学院) 内蒙古科技大学内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室内蒙古科技大学轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室

固体氧化物电池（SOCs）在不改变电池结构条件下可以在燃料电池和电解池双重模式下工作，具有较高的转化效率。随着工作温度的降低，氧电极材料是电池性能及寿命的限制性环节。(La0.6Sr0.4)0.95Co0.2Fe0.8O3–δ（LSCF）作为典型的SOCs... 详细信息

固体氧化物电池（SOCs）在不改变电池结构条件下可以在燃料电池和电解池双重模式下工作，具有较高的转化效率。随着工作温度的降低，氧电极材料是电池性能及寿命的限制性环节。(La0.6Sr0.4)0.95Co0.2Fe0.8O3–δ（LSCF）作为典型的SOCs氧电极材料，其催化活性和稳定性仍需要进一步改善。本工作制备了LSCF和Sm0.2Ce0.8O2–δ（SDC）复合电极材料，探究SDC引入对材料晶体结构、电导率、热膨胀系数和电化学性能的影响。结果表明复合量为6：4的LSCF/40SDC氧电极具有更为匹配的热膨胀系数和ORR/OER活性，在750 ℃的极化电阻仅为0.010 Ω·cm2。LSCF/40SDC单电池在750 ℃条件下的功率密度达到了1132 mW/cm2；1.3V下电解水的电流密度达到–875 mA/cm2。单电池在750 ℃和1000 mA/cm2的放电电流下稳定工作了400 h，电池的衰减率仅为7.15%/1000 h，表明LSCF/40SDC是一种很有潜力的SOCs氧电极材料。

关键词：固体氧化物燃料电池氧电极镧锶钴铁钐掺杂氧化铈电解水

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分散的LiMn6对Li1.17Ni0.17Fe0.17Mn0.49O2层状正极材料结构稳定性及氧化机理的影响研究

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化学学报 2025年第4期83卷 369-376页

作者：张旭郭鑫张纪阳刘继洪祝佳鹏黄超洋黎明贾桂霄安胜利内蒙古科技大学材料科学与工程学院内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古科技大学稀土产业学院贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室

富锂层状氧化物（LLOs）是下一代高容量锂离子电池正极材料的有利竞争者.然而,LLOs材料常掺杂的Co元素不仅价格昂高,且环境有害.因此,本工作使用价格便宜、环境友好的Fe元素代替Co,构建了具有聚集和分散LiMn6的Li1.17Ni0.17Fe0.17Mn0.4... 详细信息

富锂层状氧化物（LLOs）是下一代高容量锂离子电池正极材料的有利竞争者.然而,LLOs材料常掺杂的Co元素不仅价格昂高,且环境有害.因此,本工作使用价格便宜、环境友好的Fe元素代替Co,构建了具有聚集和分散LiMn6的Li1.17Ni0.17Fe0.17Mn0.49O2体系.使用密度泛函理论（DFT）计算方法对体系结构、氧化过程、氧释放焓、过渡金属离子迁移及Fe掺杂作用等进行了研究.研究发现,掺杂的Fe激活了更多的氧参与电荷补偿,分散的LiMn6抑制了由Fe引起的Jahn-Teller效应畸变、氧的释放和Mn4+的迁移,进而稳定了结构.特别需要指出的是不同环境O的活性不同,线性Li-O-Li中O是主要氧化还原中心,主导氧化还原反应;其次Fe-O-Li中O也参与氧化,LiTMO2相O前期参与氧化,LiTMO2与Li2MnO3相的边界O后期参与氧化.本工作为设计无Co且结构稳定容量高的锂离子电池富锂层状正极材料提供了新的见解.

关键词：分散LiMn6 Fe掺杂 Jahn-Teller效应 Mn4+的迁移第一性原理计算

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二元碱度对CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-CeO_(2)-La_(2)O_(3)渣系黏度和熔渣结构的影响

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矿冶工程 2025年第1期45卷 92-96,102页

作者：赵付恒辛文彬邓永春张婧姜银举曹祚君王利勇内蒙古科技大学稀土产业学院(稀土工程技术学院) 内蒙古包头014010 内蒙古科技大学轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010

为合理选择熔渣成分以服务于含稀土熔渣高效富集稀土,采用旋转柱体法和红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱研究了不同二元碱度条件下混合稀土渣系的黏度和熔体结构。结果表明:二元碱度为0.50、0.86、1.00、1.20时,1550℃下渣系对应的... 详细信息

为合理选择熔渣成分以服务于含稀土熔渣高效富集稀土,采用旋转柱体法和红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱研究了不同二元碱度条件下混合稀土渣系的黏度和熔体结构。结果表明:二元碱度为0.50、0.86、1.00、1.20时,1550℃下渣系对应的黏度分别为1.30、0.87、0.60、0.36Pa·s,对应的活化能分别为268、220、216、202kJ;Q^(1)(Si)和Q^(2)(Si)在熔渣中的面积分数均在24%以上;随着二元碱度增加,桥氧(O^(0))面积分数减少,非桥氧(O^(-))和自由氧(O^(2-))面积分数增加,代表熔渣聚合度的K值逐渐从0.53降至0.10。随着二元碱度增加,熔渣结构体系趋于简单化是混合稀土渣系黏度降低的主要原因。

关键词：稀土渣碱度黏度熔渣结构稀土结晶相渣系

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稀土抗菌材料研究进展

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化工新型材料 2025年第6期53卷 33-39页

作者：范君昌吴锦绣柳召刚胡艳宏张晓伟李健飞冯福山内蒙古科技大学稀土产业学院包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室包头014010 内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室包头014010

抗菌材料对防止感染传播、预防疾病传播、减少抗生素耐药性及保障医疗环境安全具有重要意义,抗菌材料也是维护公共健康、环境清洁、保护医疗和食品行业安全的重要支持,但目前抗菌材料面临环境适应性、细菌抗性、成本及抗菌效果可持续性... 详细信息

抗菌材料对防止感染传播、预防疾病传播、减少抗生素耐药性及保障医疗环境安全具有重要意义,抗菌材料也是维护公共健康、环境清洁、保护医疗和食品行业安全的重要支持,但目前抗菌材料面临环境适应性、细菌抗性、成本及抗菌效果可持续性等挑战。因此,需要不断研发新型抗菌材料以应对挑战。稀土复合抗菌材料比传统抗菌剂具有高效广谱、长效稳定、安全环保的显著优势。综述了稀土抗菌材料的研究进展及其发展趋势,对稀土抗菌材料的抗菌机理进行了归纳和总结,最后介绍了稀土抗菌材料在医疗卫生、食品加工、环保等方面的应用。

关键词：稀土抗菌材料抗菌机理应用

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CeO2和La2O3对炼钢用低碳镁碳砖性能影响研究

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炼钢 2025年

作者：张鑫卢堃朱家兴刘爽彭军安胜利内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室(内蒙古科技大学) 教育部轻稀土资源绿色提取与高效利用重点实验室(内蒙古科技大学)

研究了添加稀土CeO2、La2O3对低碳镁碳砖强度及抗渣侵蚀能力的差异化影响。添加稀土CeO2后，低碳镁碳砖的显气孔率减小，体积密度、常温耐压强度增大，抗渣侵蚀性能有改善。添加CeO2后低碳镁碳砖更加致密，体积密度由3.00 g/cm3增加至3.... 详细信息

研究了添加稀土CeO2、La2O3对低碳镁碳砖强度及抗渣侵蚀能力的差异化影响。添加稀土CeO2后，低碳镁碳砖的显气孔率减小，体积密度、常温耐压强度增大，抗渣侵蚀性能有改善。添加CeO2后低碳镁碳砖更加致密，体积密度由3.00 g/cm3增加至3.04 g/cm3，显气孔率由3.57%降低到3.16%。随着稀土CeO2的加入，低碳镁碳砖的强度亦上升，抗压强度由34.7MPa增加至41.3 MPa。但是添加La2O3后低碳镁碳砖自粉化严重，体积密度由3.00 g/cm3降低至2.62 g/cm3，显气孔率由3.57%提高到了8.2%。随着稀土La2O3的加入，低碳镁碳砖的强度下降，抗压强度由34.7MPa降低至23.0 MPa。添加稀土CeO2、La2O3后低碳镁碳砖的抗渣侵蚀能力均增强，1 600℃下在精炼渣中浸泡3 h后，未加稀土的低碳镁碳砖熔损厚度为0.83 mm，添加CeO2后熔损厚度为0.40 mm，添加La2O3后熔损厚度为0.18 mm。

关键词：低碳镁碳砖稀土氧化物微观组织强度抗渣侵蚀能力

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稀土铈对20CrMnTi钢中TiN相析出热力学计算及分析

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钢铁 2024年第4期59卷 66-73,84页

作者：王健彭军张芳彭继华刘爽安胜利内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头014000 内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古包头014010 教育部轻稀土资源绿色提取与高效利用重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古包头014010 内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古包头014010

TiN夹杂物尺寸和形貌对20CrMnTi齿轮钢产品质量、服役性能均有影响,控制TiN析出尺寸及形貌是提高20CrMnTi钢服役稳定性的关键。利用计算及试验等方法,对添加稀土铈元素前后20CrMnTi钢中TiN夹杂形核行为进行了研究。并对钢中夹杂物形貌... 详细信息

TiN夹杂物尺寸和形貌对20CrMnTi齿轮钢产品质量、服役性能均有影响,控制TiN析出尺寸及形貌是提高20CrMnTi钢服役稳定性的关键。利用计算及试验等方法,对添加稀土铈元素前后20CrMnTi钢中TiN夹杂形核行为进行了研究。并对钢中夹杂物形貌、种类、尺寸等进行了表征及统计分析;研究了稀土铈对20CrMnTi钢中TiN夹杂物改质的行为机理。结果表明,热力学计算TiN析出温度为1744 K。温度为1873 K时,钢液中无法析出TiN等夹杂物,即TiN只能在钢液凝固过程中析出长大。当钢中钛质量分数大于0.03%时,Ti-N平衡趋于平缓,温度对其析出影响相对较小,并且20CrMnTi钢中析出的TiN易富集长大形成大尺寸含钛夹杂物。加入稀土铈元素后,钢中会形成Ti、O、Ce、Al、N等元素富集的复合相,该复合相棱角收缩,外形为球形或者椭球形状,较TiN、Al_(2)O_(3)-TiN夹杂物尺寸更小。经相鉴定分析可知,该复合相为钢中稀土铈与Al_(2)O_(3)反应生成的CeAlO_(3),可作为TiN夹杂物的形核核心,形成椭球型的CeAlO_(3)-TiN复合夹杂物,进而达到改质含钛夹杂物的目的。铈元素加入后,钢中含TiN夹杂物总面积并没有减小,但形成了更为细小的含TiN复合相CeAlO_(3)-TiN。因形成尺寸更小的复合夹杂物CeAlO_(3)-TiN,使钢中尺寸大于5μm夹杂物占比降低了17.2%,细化了钢中含TiN夹杂物,有效减小了钢中TiN夹杂物尺寸,从形貌和尺寸上,达到改质钢中TiN的效果。

关键词：齿轮钢稀土铈微合金化夹杂物形核核心

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LSM阴极材料的Bi3+ 掺杂改性与电化学性能

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中国稀土学报 2025年

作者：李冬梅田瑞雪薛柯王碧燕安胜利内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室(内蒙古科技大学) 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学) 北京科技大学化学与生物工程学院

本文通过溶胶凝胶法制备出La0.8-xBixSr0.2MnO3-δ(LBSMx)（x=0.1，0.2，0.3，0.4）阴极粉体。采用XRD确定其为六方钙钛矿晶体结构和化学相容性，探究了Bi3+掺杂对LSM阴极材料电导率、极化阻抗和单电池性能的影响。在500℃-800℃温度范... 详细信息

本文通过溶胶凝胶法制备出La0.8-xBixSr0.2MnO3-δ(LBSMx)（x=0.1，0.2，0.3，0.4）阴极粉体。采用XRD确定其为六方钙钛矿晶体结构和化学相容性，探究了Bi3+掺杂对LSM阴极材料电导率、极化阻抗和单电池性能的影响。在500℃-800℃温度范围内，随着Bi3+掺杂量的增加，电导率逐渐降低，但均大于100 S/cm。XPS测试结果表明，Bi3+掺杂增强了阴极材料对氧的吸附和解离能力。通过组装的LSM|SDC|LSM和LBSMx|SDC|LBSMx对称电池，测得在800℃时，LBSM0.3阴极材料极化阻抗与未掺杂Bi3+的LSM相比，由0.71 Ω·cm2降低到 0.11 Ω·cm2，极化阻抗降低了6倍。采用XRD测定LBSMx阴极材料与SDC的混合粉体的衍射谱发现没有新的物相产生，表明LBSMx阴极材料与SDC具有较好的化学相容性。以YSZ为电解质，NiO-YSZ为阳极，SDC为隔离层，LBSMx为阴极，组装了阳极支撑型单电池NiO-YSZ|YSZ|SDC|LBSMx。当以3% H2O的氢气为燃料时，测得的单电池的输出功率密度随着温度的升高而增大，随着Bi3+掺杂量的增多先增大后减小。在800℃时，LBSM0.3阴极单电池输出功率密度达到最大值937 mW/cm2，较LSM阴极电池的输出功率密度621 mW/cm2提高了33.72%。在750℃，0.8 A cm2下，LBSM0.3阴极单电池运行50小时，输出电压稳定，没有出现衰减。实验结果显示，随着Bi3+掺杂量的增加，虽然电导率逐渐降低，但阴极极化阻抗减小，输出功率密度显著提高，表明适量的Bi3+掺杂可以提高单电池电化学性能。

关键词：固体氧化物燃料电池 LSM阴极 Bi 掺杂改性电导率极化阻抗

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钢渣处理技术及资源化利用研究进展

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钢铁 2025年第3期60卷 1-12页

作者：安胜利黄兰柴轶凡陈宇昕彭军张芳内蒙古科技大学稀土产业学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古包头014010

钢铁工业在经济社会发展过程中占有十分重要的地位。随着中国钢铁产量的持续增长,钢渣的后续处理问题日益突出。由于钢渣稳定性差、耐磨性高和胶凝性低等问题,钢渣的处理和资源化利用受到限制,大量钢渣被堆放处理,不仅占用土地资源,而... 详细信息

钢铁工业在经济社会发展过程中占有十分重要的地位。随着中国钢铁产量的持续增长,钢渣的后续处理问题日益突出。由于钢渣稳定性差、耐磨性高和胶凝性低等问题,钢渣的处理和资源化利用受到限制,大量钢渣被堆放处理,不仅占用土地资源,而且可能对周围环境造成危害。在“绿色可持续发展”和“碳中和”背景下,为满足现代钢企对环保和资源再利用的迫切需求,发展钢渣的处理和资源化利用技术势在必行。综述了钢渣处理技术和资源化利用的研究进展,总结了目前主流的钢渣处理工艺,包括预处理工艺、钢渣改性工艺和湿法处理工艺。详细阐述了不同处理工艺的技术特点、资源回收及产品潜在的应用途径,分析对比了不同处理工艺的技术优势。此外,还讨论分析了钢渣应用于环境修复领域的探索和研究进展,指出了钢渣在该领域的应用潜能和未来的研究方向。中国钢渣资源化利用仍面临着预处理和高质化应用领域拓展技术突破等诸多问题。旨在通过对钢渣处理技术以及资源化利用的综述分析,提出未来钢渣研究在关注显热的充分利用、铁等有价资源回收的同时,更应着重关注和加强钢渣成分和物相演变调控等基础研究。在此基础上,应锚定环境修复、新材料及高值化产品的制备等方向开发新技术,拓展钢渣高质化利用,提高钢渣综合利用率。

关键词：钢渣预处理技术改性工艺湿法工艺技术优势资源化利用高值化产品环境保护

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高炉渣调质钢渣的黏度与物相组成及结构

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钢铁 2025年第3期60卷 166-177页

作者：王琳罗果萍郝帅安胜利柴轶凡张志明李晓莉内蒙古科技大学稀土产业学院(稀土工程技术学院) 内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古包头014010 包钢股份有限公司冶金渣公司内蒙古包头014010

为实现钢渣的高效处理与资源化利用,研究利用高炉渣作为“改性剂”来调质改性高碱度钢渣,改善钢渣的物理性能,优化钢渣的矿物组成,揭示熔渣微观结构对黏度的影响机制。使用高温物性测定仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM-EDS)和拉曼光... 详细信息

为实现钢渣的高效处理与资源化利用,研究利用高炉渣作为“改性剂”来调质改性高碱度钢渣,改善钢渣的物理性能,优化钢渣的矿物组成,揭示熔渣微观结构对黏度的影响机制。使用高温物性测定仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM-EDS)和拉曼光谱(Raman)对试验原料和改性渣分析。结果表明,随着混合渣碱度(1.6~2.4)的升高,其熔化温度先降低后升高。碱度为2.0时,高温物性最佳,此时高炉渣比例为35.19%(质量分数)、熔化温度为1383.30℃、熔化时间为1.05 s,黏度(温度超过1405℃时)低于0.25 Pa·s;均质反应效果良好,各矿物结构清晰,分布均匀,主要物相由钙铝黄长石(Ca_(2)Al_(2)SiO_(7))、镁蔷薇辉石(Ca_(3)MgSi_(2)O_(8))以及胶凝性矿物硅酸二钙(Ca_(2)SiO_(4))和铝酸三钙(Ca_(3)Al_(2)O_(6))等组成,实现了稳钙改质和胶凝材料富集。此外,碱度由1.6升高至2.0,熔渣微观结构中高聚合度单元发生解聚反应,低聚合度单元Q_(Si)^(0)相对含量增多,简化了微观结构,聚合度参数n(BO/T)e(网络结构中每个四面体平均拥有的桥氧数)降低至最低值0.87;碱度由2.0升高至2.4,[AlO_(4)]参与网络构建的作用增强,高聚合度单元Q_(Al)^(3)和Q_(Al)^(4)增多,n(BO/T)e值增加至1.69,熔渣聚合度的计算值与黏度试验结果吻合度较高。该研究可为高炉渣调质钢渣的黏度、优化钢渣的物相组成及结构的相关研究提供参考,有望促进钢铁固废(高炉渣、钢渣)的资源化利用。

关键词：钢渣高炉渣调质改性碱度黏度熔渣矿物组成微观结构

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