王建伟
,
王力军
,
陈伟东
,
张建东
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.01.011
氢化锫是一种理想的固体中子慢化材料,尤其适用于空间核电源的反应堆,但是高氢含量的氢化锫在制备过程中很容易形成裂纹.Nb是氢化锆中的主要添加元素,对氢化锆的裂纹形成和氢含量有一定影响,这是由Nb在氢化锆中的存在形式决定的,对此进行了研究.结果表明,在吸氢充分的情况下,不同Nb含量的Zr - Nb合金氢化后产物的主要组成都是ZrH2,ZrH1.950和ZrH1.801的ε相氢化锆混合物,Nb的添加对氢化锫的晶格常数和晶胞大小影响不大.Nb改善了氢化锫的多缺陷状态,减少了氢富集的位置,从而起到抑制裂纹产生的作用.常压下,Nb的添加会影响合金的最大吸氢量,尤其当Nb含量在10％以上时,会生成低氢含量的NbHx固溶体,影响锆合金的整体吸氢量.Nb在氢化锆中的固溶度较小,Nb含量较低时,大部分Nb以白色含H锫铌固溶体小颗粒的形式弥散分布在氢化锫表面.
关键词:
氢化锆
,
慢化材料
,
裂纹
,
氢含量
,
铌
徐志高
,
吴延科
,
张建东
,
王鑫
,
张力
,
王力军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.03.023
锆铪分离技术是生产核级锆和核级铪的核心技术.描述了锆铪的火法分离和湿法分离技术的现状,特别是甲基异丁基酮-硫氰酸法、磷酸三丁酯法、三辛胺法和改进的N235-H2SO4法等溶剂萃取分离锆铪的工业技术,并对各种工艺流程的优劣进行了技术和经济分析.此外,还重点介绍了锆铪溶剂萃取分离技术的新进展,采用的萃取剂主要包括:酸性含磷萃取剂(P2O4,Cyanex 923,Cynaex 925,PC-88A和Cyanes 272)、异构酸萃取剂(Versatic acid 10)、碱性胺类萃取剂(Aliquat 336)、醚类萃取剂(DC18C6,18C6,B15C5和PEG2000)、螯合萃取剂(LIX84-IC)、协同萃取体系(螯合萃取剂与中性含磷萃取剂)和中性含硫萃取剂(DBSO)等.酸性含磷萃取剂和醚类萃取剂对锆铪分离有较好的效果,对其萃取机制、热力学和动力学等基础性研究较多.这些分离技术仅限于实验室规模的研究,距离产业化应用尚需进行深入研究和扩大实验验证.由于采用溶剂萃取分离锆铪技术会产生环境污染问题,加强绿色锆铪分离工艺的研究和开发是锫铪溶剂萃取分离技术的发展方向.
关键词:
锆
,
铪
,
分离
,
进展
周海东
,
倪晋仁
,
张建东
,
黄文
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2007.02.005
膜错流过滤可实现混合液中物质的分级,在生物工程领域有着广泛的应用,其过滤特性与水力条件及溶液性质有密切关系.分别采用0.45 μm、0.20 μm微滤膜和截留分子量3 000、100 000超滤膜,对其错流过滤透明质酸发酵液的特性参数进行了研究.超滤膜在稳态时的通量大于微滤膜稳态时的通量,微滤膜、超滤膜的最佳操作压力分别为0.1 MPa,0.15 MPa,最佳流速应为1.25 m/s,透明质酸浓度以2 g/L以下为宜.在pH=4,增加的离子强度为0.2～0.25 mol/L NaCl时,微滤膜对透明质酸有85%的透过率,且通量增大,而菌体被完全截留;超滤膜在pH=7,增加的离子强度为0.2～0.25 mol/L NaCl时,蛋白质对透明质酸有很高的筛分系数,透明质酸被选择性截留.研究表明,微滤和超滤相结合可实现发酵液中透明质酸分离.
关键词:
微滤
,
超滤
,
错流过滤
,
透明质酸
,
发酵液
,
分级
朱露
,
罗远辉
,
张建东
,
张力
,
王力军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.05.021
采用等摩尔的NaOH-KOH混合碱作为锆英砂的分解剂,并采用正交实验和单因素实验,主要研究了NaOH-KOH混合碱分解锆英砂矿过程中碱熔温度、碱熔时间、碱矿摩尔比和锆英砂矿粒度对锆英砂分解率的影响.正交实验结果表明:在实验研究范围内,各个因素对锆英砂分解率影响的大小顺序为碱熔温度＞碱矿摩尔比＞碱熔时间＞锆英砂矿粒度；单因素实验得出,最佳的锆英砂分解实验条件是碱熔温度为550℃,碱矿摩尔比为5∶1,碱熔时间为60 min,锆英砂矿粒度为100～ 125 μm；按照最佳实验条件进行实验,锆英砂的分解率可达到95％以上.碱熔料的扫描电镜( SEM)结果分析指出,在碱熔过程中发生着明显的团聚现象,增加间歇式的搅拌,可以改善碱熔料的粘壁现象,但不保证能得到疏松散状碱熔料.
关键词:
锆英砂
,
碱熔
,
氢氧化钠
,
氢氧化钾
,
分解率
张建东
,
陈伟东
,
吴延科
,
徐志高
,
王力军
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2010.06.027
锆英砂碱熔法(一酸一碱法)生产氯氧化锆错生大量的废碱水和锆错硅渣,直接排放将对环境造成极大的污染,也是对烧碱和锆资源的巨大浪费.简要介绍了废碱水和废硅渣的来源及性质,重点介绍了废碱水和锆硅渣的回收利用方法及其研究进展.废碱水回收利用方法主要有制备水玻璃、工业用氢氧化钠、偏硅酸钠等,锆硅渣回收利用方法主要有制备复合型聚合硅酸铁铝(PSAF)絮凝剂、白炭黑以及中和处理、锆元素回收等,并对各种回收利用方法的优劣进行了技术和经济分析.相比之下,利用废碱水生产工业用氢氧化钠和锆硅渣中锆元素回收具有流程短、设备简单、投资少等优点,且经济和环境效益显著,将有极好的应用前景.此外,还介绍了废碱水和锆硅渣综合回收利用方法,主要有制备五水偏硅酸钠、层状硅酸钠等.综合回收利用可较为充分的回收废碱水和锆硅渣中有价成分,不产生二次污染,有较好的应用前景.但目前还停留在实验室研究阶段,距离工业化应用尚需进行深人研究和扩大实验验证.
关键词:
废碱水
,
锆硅渣
,
回收利用
,
进展
张建东
,
陈洋
,
张顺利
,
王力军
钛工业进展
以氧化钙替代部分氢氧化钠进行混合碱分解锆英砂实验,研究了反应温度、原料配比和反应时间对锆英砂分解率的影响,探讨了氧化钙与氢氧化钠混合分解锆英砂的机理.结果表明:随着反应温度的升高和反应时间的延长,锆英砂分解率逐渐增加;在反应温度800℃和反应时间1h的条件下,氧化钙与锆英砂物质的量比在0.25 ～0.75时,锆英砂分解率高于97％,物质的量比超过0.75时,分解率逐渐降低.进一步的机理分析表明:氧化钙与Na4SiO4反应生成Na CaSiO4和Na2O,Na2O扩散到锆英砂表面继续进行分解反应.
关键词:
锆英砂
,
分解率
,
氧化钙
,
氢氧化钠
陈超
,
周叮
,
刘朵
,
张建东
玻璃钢/复合材料
以预应力CFRP加固简支梁为例,研究梁上表面受荷载作用时CFRP预应力和层数对简支梁应力和位移分布的影响.首先,将简支梁和CFRP沿界面切开各自进行分析,基于二维弹性力学理论,对简支梁进行分析;利用受张力的弦变形理论,对预应力CFRP层进行分析.然后,根据梁和CFRP层间的界面应力和位移连续条件以及梁上表面的载荷条件确定待定系数,最终得到CFRP加固简支梁的应力和位移精确解析解.数值结果与有限元软件ANSYS分析高度一致.研究表明CFRP的预应力和层数对简支梁的应力和位移分布均有影响,预应力越大、层数越多,梁的正应力和竖向位移越小.
关键词:
简支梁
,
预应力CFRP
,
弹性力学解
,
位移
,
应力
陈峰
,
周叮
,
刘朵
,
张建东
玻璃钢/复合材料
采用弹性力学方法分析预张拉CFRP加固简支梁的动力特性,研究各参数对加固梁自由振动特性的影响.首先将简支梁和CFRP沿界面分开,基于二维弹性力学理论对梁进行动力学分析,利用弦理论对预张拉CFRP进行动力学分析,通过界面间应力和位移的连续条件得到频率方程,由行列式搜根法数值计算各阶固有频率,数值结果与有限元软件ANSYS进行了比较,显示出了很好的一致性.研究表明,CFRP的加固效果随层数和预拉力增加而增强.
关键词:
梁
,
CFRP
,
预张拉
,
加固
,
固有频率
孙玉璞
,
张建东
,
吴明
,
闫国庆
,
彭家庆
,
王力军
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.XY15121101
以氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂为分解剂对氧化铪靶材废料进行了碱分解的对比实验.结果表明:反应温度在500 ～800℃范围内,分解剂与氧化铪摩尔比3∶1,反应时间2h,氧化铪粒度38 ～ 45μm时,选择KOH为碱分解剂,氧化铪的分解率明显高于选用其他两种分解剂的分解率,因此选择氢氧化钾为分解剂进行氧化铪靶材废料的碱分解实验.实验研究了反应温度、配比、原料粒度和反应时间等因素对氧化铪分解率的影响.结果表明:提高反应温度、物料配比、反应时间和减小原料粒径均能提高氧化铪的分解率,在温度为800℃,氢氧化钾与氧化铪的摩尔比2.7∶1.0,原料粒度45～53 μm,反应时间2h的实验条件下,氧化铪的分解率可达到96％以上.研究配比对产物影响表明:当KOH/HfO2摩尔比为3∶1,高于理论值(2∶1)时,发生反应:HfO2+2KOH=K2HfO3;KOH/HfO2摩尔比为1∶1时,在反应的初始阶段,氢氧化钾与氧化铪反应生成K2HfO3,K2HfO3包裹在颗粒表面与氧化铪继续发生反应:K2HfO3+ HfO2=K2Hf2O5,生成K2Hf2O5.
关键词:
氧化铪废料
,
氢氧化钾
,
碱分解
,
分解率
杨小莉
,
张建东
,
刘孝波
功能材料
以芳香二元胺2,6-二-4-氨基苯氧基苯甲腈(BDB)为固化交联剂,采用溶液聚合的方法制备了不同预聚程度的含联苯醚腈链段的双邻苯二甲腈(2PEN-BPh)聚合物,并研究了预聚程度对其性能的影响.通过DSC和流变研究了2PEN-BPh聚合物在交联剂作用下的固化反应行为,使用TGA跟踪了聚合物不同反应阶段的热性能.结果表明,2PEN-BPh具有可交联反应活性,其交联过程可以通过控制固化交联剂BDB的含量来控制;当交联剂含量为3%(质量分数)时,2PEN-BPh的最佳预聚时间为2h.TGA结果显示2PEN-BPh聚合物具有优异的热稳定性和热氧稳定性,完全固化的2PEN-BPh在氮气和空气中的起始分解温度均在515℃以上,分解5%的温度超过556℃,800℃时的残炭率在氮气中达78%以上,而在空气中也仍有44%以上.
关键词:
联苯醚腈
,
双邻苯二甲腈
,
加工性
,
热稳定性
