材料工程

• 钠离子电池负极材料研究进展

  张晓倩;王哲;王伟;焦树强;

  钠离子电池因钠资源丰富、成本低、低温性能优异，并且钠与锂的性质相似，有望成为锂离子电池的替代品。负极材料是钠离子电池的关键组成部分，对电池性能具有重要影响。但是，目前针对钠离子电池负极材料的系统性研究仍显不足。本文综述了最新的碳基类材料、金属类材料和有机化合物类材料作为钠离子电池负极材料的优势与不足之处，并进一步探讨了合成方法对钠离子电池负极材料的影响，为推动钠离子电池技术的发展提供有价值的参考。

  2025年04期 v.45;No.263 253-264页 [查看摘要][在线阅读][下载 1891K]
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• 双钙钛矿结构Cs₂NaErCl₆荧光粉的制备与多模可调发光性能研究

  邱雨轩;张泽;张俊;刘松彬;

  双钙钛矿结构发光材料具有发射光谱窄、发射波长可调、易掺杂稀土离子和晶体学格位灵活多变等优点，是一种优良的发光基质材料。但是，这类材料在实际应用中存在合成方法复杂、激发光吸收效率低和发光强度不足等问题。本研究采用溶解-蒸发法制备了具有大晶胞单元且发光强度优异的双钙钛矿结构卤化物Cs_2NaErCl_6荧光粉。在980、808、1 540 nm的近红外光和380 nm的紫外光激发下，可以分别实现黄色、绿色的上转换发光和红色的下转移发光。此外，利用Yb~(3+)共掺杂可有效提升980 nm响应上转换发光强度，在最优Yb~(3+)掺杂浓度（80%）下，Cs_2NaErCl_6:80%Yb~(3+)荧光粉样品的发光强度比未掺杂Yb~(3+)时增强了17倍，这是因为Yb~(3+)掺杂显著增强了激发光吸收效率及后续的Yb~(3+)-Er~(3+)能量传递效率；Yb~(3+)掺杂还可以降低Er~(3+)高掺杂体系中Er~(3+)-Er~(3+)离子对之间交叉弛豫所引起的无辐射跃迁能量损失，这同样有利于提高上转换发光强度。这类具有多模可调发光性能的双钙钛矿结构荧光粉可应用于红外激光显示、光学温度传感、荧光标记、安全防伪等领域。

  2025年04期 v.45;No.263 265-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K]
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• 旋转永磁场对Au₂₅Cu₇₅合金表面质量及微观组织的影响

  刘继龙;张俊凯;庞启航;李维娟;厉英;郑伟;

  在Au_(25)Cu_(75)前驱体合金凝固过程中施加旋转永磁场，研究了永磁搅拌参数对合金枝晶组织及表面质量的影响，并分析了前驱体微观组织与纳米多孔金结构的关系。结果表明，施加旋转永磁场可显著改善Au_(25)Cu_(75)合金表面质量，减少表面凹坑数量，提高表面光洁度。在洛伦兹力作用下，Au_(25)Cu_(75)合金熔体微观组织显著细化，二次枝晶臂间距降低了33%，枝晶尺寸分布更均匀，缩松缩孔、裂纹等铸造缺陷也得到有效抑制。此外，晶粒细化且成分均匀的前驱体合金在去合金化过程中更利于获得均匀的韧带/孔结构。

  2025年04期 v.45;No.263 274-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 1973K]
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• 球形高镍层状氧化物正极材料制备及其电化学性能研究

  张波;杨瑞明;邓涛;刘杰男;朱勇;刘建波;王文章;闫宇星;

  高镍层状氧化物LiNi_(0.93)Co_(0.05)Al_(0.02)O_2（简称NCA93）具有高能量密度和优异的电化学性能，有望成为下一代锂离子电池正极材料的重要候选材料。本研究通过高温固相法，以球形氢氧化镍（Ni(OH)_2）为前驱体成功制备了球形NCA93正极材料，并通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电化学测试和循环伏安测试等检测手段对其结构和电化学性能进行了系统表征。结果表明，NCA93正极材料具有良好的层状结构和较低的锂镍混排度，主要由纳米级颗粒堆积而成的球形二次颗粒组成，镍（Ni）、钴（Co）和铝（Al）元素均匀分布；NCA93正极材料具有较高的初始比容量（218.3 mA·h/g）、优异的循环稳定性（100次循环后容量保持率为82.3%）和良好的倍率性能（3 C下容量保持率为80.3%）。球形NCA93正极材料在提升锂离子电池性能方面具有巨大的潜力，本研究为高镍低钴正极材料设计提供了新思路。

  2025年04期 v.45;No.263 281-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 1651K]
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• 边部加热对奥氏体工艺轧制Ti-IF钢冷轧后板形的影响

  任宝鹏;王磊;高吉;周玉莹;张海华;

  针对Ti-IF钢冷轧后出现的双边浪问题，排除冷轧工艺的影响，分析认为热轧原料卷边部的晶粒度、延伸率等因素是导致冷轧后出现双边浪的主要原因。根据Stefan-Boltzmann定律计算，热轧过程中在粗轧出口处对热轧中间坯距边部100 mm范围内进行边部加热，热轧卷边部晶粒度从无法评级恢复至晶粒度8.0级，两侧边部延伸率（A_(50)）平均值由42.0%提高至55.5%。采用相同的冷轧工艺，对冷轧板同一位置进行浪形检测，经边部加热的钢板两侧边部波高比平均值由未经边部加热时的1.10%降低至0.55%。

  2025年04期 v.45;No.263 288-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
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冶金工程

• 立式搅拌釜内固-液两相流混合性能水模型实验及评价方法

  谢飞;李智蔚;李静;黄金堤;

  针对铜阳极泥搅拌浸出过程中混合效果难以监测的问题，本研究提出了一种基于数字图像处理技术和贝蒂数分析相结合的立式搅拌釜内铜阳极泥固-液两相搅拌混合效果的评价方法。通过搭建1/10等比例缩小的立式搅拌釜水模型实验平台，并采用黑色聚苯乙烯颗粒作为示踪粒子，模拟了固体颗粒在流体中的分散行为。结果表明，所提出的贝蒂数评价方法与传统的电导率法在测定混匀时间上较为一致，偏差小于14%。此外，进一步探究了转速（20～200 r/min）和搅拌桨形状（四叶搅拌桨、分散圆盘桨、三叶搅拌桨）对混合效果的影响。结果表明，在相同转速下，四叶搅拌桨的混合效果最佳，分散圆盘桨次之，三叶搅拌桨最差。当使用四叶搅拌桨时，最佳转速为70 r/min，混匀时间仅需2.68 s。本研究为立式搅拌釜搅拌桨的选型与优化提供了有效的评价方法和理论依据。

  2025年04期 v.45;No.263 293-300页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K]
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• 钢包底吹氩气工艺对钢液洁净度的影响

  苑一波;吴国臣;韩一飞;汪成义;郝振华;杨利彬;

  在某厂120 t钢包吹氩过程中进行连续取样，研究钢包底吹工艺对钢液洁净度的影响。利用惰性气体熔融红外吸收法分析钢中全氧含量和氮含量在钢包吹氩过程中的变化情况，采用ASPEX自动扫描电镜分析钢中夹杂物的数量、尺寸等的变化情况。研究结果表明，在钢包底吹氩气期间，钢液脱氧的关键期为底吹氩气前4 min；钢液的增氮率随着钢包底吹氩气流量增大而提高；夹杂物整体数量随吹氩时间延长而减少，软吹0～6 min夹杂物的吸附率提升最快；对于钢中尺寸大于10μm的夹杂物，底吹氩气流量较小的试验炉次的夹杂物吸附率整体优于底吹氩气流量较大的试验炉次；当钢包底吹氩气流量分别为5、 8、 12、 15 Nm~3/h时，吹氩过程中平均温降分别为1.67、1.88、 4.50、 5.00℃/min。综上所述，对于精炼要求较低的普碳钢生产，120 t钢包底吹氩气流量建议控制在8 Nm~3/h左右，吹氩时间约为6 min。

  2025年04期 v.45;No.263 301-306页 [查看摘要][在线阅读][下载 1397K]
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• 连铸拉速对镀锡板工艺参数和钢液洁净度的影响

  王少军;陈家俊;秦登平;李金岳;陈香;周朝刚;王书桓;

  镀锡板对夹杂物含量和尺寸的要求极高，是高附加值的深加工产品。首钢京唐钢铁联合有限责任公司镀锡板密封吹氩合金成分调整法（CAS）冶炼效果良好，但是在连铸过程非稳态浇铸时期，连铸拉速变化会导致钢水在结晶器内状态紊乱，引起“卷渣”现象，并促生外来夹杂物。为进一步提高生产效率，将连铸拉速从1.3 m/min提高到1.5 m/min进行试验，对结晶器液位振幅、结晶器宽面铜板平均温度、铸坯总氧浓度和夹杂物情况进行研究。结果表明，拉速对钢液位起伏的影响在生产允许范围内；拉速由1.3 m/min提高至1.4 m/min时，铸坯中总氧含量平均值降低3.33×10~(-6)，最低值达到9.27×10~(-6)左右；大于10μm的夹杂物的面积百分数和数量密度随着拉速提高而逐渐减小；拉速提高，结晶器冷却水量不变，可降低包晶反应强度，并能改善坯壳形成过程的均匀性。

  2025年04期 v.45;No.263 307-316页 [查看摘要][在线阅读][下载 2594K]
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• 炼铁技术发展现状及展望

  杜永刚;张明弈;葛志伟;

  随着全球经济的持续发展和工业技术的不断进步，炼铁技术在过去几十年中取得了显著成就。本文综述了炼铁技术的发展现状，包括高炉炼铁、直接还原炼铁和熔融还原炼铁等主要技术路线，对比了这些技术的优缺点及适用条件，分析了不同技术路线的发展前景。此外，本文还探讨了炼铁技术的未来发展趋势，包括节能减排技术、氢基冶炼和智能化生产等，以期推动炼铁技术的深入发展和高效应用。

  2025年04期 v.45;No.263 317-324页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K]
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• 炼钢厂金属废弃物的循环利用研究及应用

  卫国强;杨利彬;戴雨翔;施加贵;王龙星;李洪涛;范富华;商思凯;徐维利;

  基于最少废弃物排放原则，本文对金属废弃物在炼钢厂内的循环利用进行了研究。通过冷压球团技术将炼钢厂金属废弃物制备成冷压球。热力学分析表明，在炼钢温度下，冷压球中的铁氧化物可被钢液中的碳还原为金属铁，冶炼过程产生的CO无法将铁氧化物还原。转炉冶炼前期和中期碳活度较高，因此适宜增加冷压球的加入比例。动力学分析结果表明，渣中的铁氧化物向渣-金界面的扩散是冷压球还原的限制性环节，提高冶炼前期和中期炉渣的流动性有助于金属铁的回收。实验结果表明，提高冶炼前期冷压球加入量并降低氧枪枪位，可以显著提升化渣速率，并提高渣中碱度。SEM-EDS分析结果显示，降低枪位并增加冷压球加入量，可以使冶炼初期渣中硅酸三钙（3CaO·SiO_2）向硅酸二钙（2CaO·SiO_2）转变，渣中FeO含量增加，铁酸钙（CaO·Fe_2O_3）开始富集，此时低熔点高氧化性炉渣开始生成，石灰熔化速率加快，炉渣流动性变好，为脱磷提供了良好的动力学条件。冶炼终点钢水质量明显提高，综合灰耗量降低，钢铁料消耗降低了3.62 kg/t，炼钢成本显著降低。本研究为炼钢工艺的技术升级和成本控制提供了良好的思路。

  2025年04期 v.45;No.263 325-334页 [查看摘要][在线阅读][下载 1354K]
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• 《江西冶金》期刊简介

  <正>创刊时间:1981年主管单位:江西省教育厅主办单位:江西理工大学、江西省金属学会刊期:双月刊地址:江西省赣州市红旗大道86号电话:0797-8312806网址:https://jxyj.publish.founderss.cn电子邮箱:yjbj2016@126.com《江西冶金》(ISSN 1006-2777;CN 36-1105/TF)主要刊登矿山、焦化、耐材、冶炼、轧钢、理化检测、自动控制、冶金设备等方面具有应用前景的创新性基础科学研究和创造性科研技术成果的相关论文,介绍冶金领域的新发现、新理论、新方法、新技术、新产品及相关科技信息。

  2025年04期 v.45;No.263 250页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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