冶金工程

  • 高铁赤泥水热钙化还原过程中铁相转化行为

    田润雨;王兴建;王一雍;

    赤泥是拜耳法生产氧化铝过程中产生的高污染强碱性废渣,存在严重的环境问题和安全隐患。但其中Al_2O_3和Fe_2O_3的含量高,是优质的铝、铁二次资源,具有很高的回收利用价值。本文采用生物质水热钙化还原法,以淀粉作为还原剂,在高温碱性水热条件下处理高铁赤泥。实验结果表明,转型渣中Na_2O质量分数由9.74%降至0.50%,Al_2O_3溶出率最高达到89.77%;大量碱和铝溶出促进Fe_2O_3富集,使其质量分数达到43.31%;转型渣中铁相由Fe_2O_3完全转化为Fe_3O_4,饱和磁化强度达到26.04 kA/m,矫顽力降至223.15 G,磁性特征明显。

    2024年06期 v.47;No.227 401-406+415页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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材料科学与工程

  • Al/CFRP层合板强度理论与实验

    王立萍;吴朋徽;王云龙;程廉升;刘铁;

    现有线弹性理论难以计算铝合金与碳纤维(Al/CFRP)复合材料层合板的拉伸及冲击强度,故本文提出一种适用于Al/CFRP层合板的强度计算公式,并利用实验方法获取系数。选用1060H18铝合金和T300碳纤维材料,采用自成形黏接方法制备Al/CFRP复合材料层合板试件,进行单轴拉伸实验和低速落锤冲击实验,验证公式的合理性。结果表明,用该公式计算得到的Al/CFRP层合板拉伸强度和抗冲击强度的理论值与实测值误差均小于3%,与原公式计算值相比,准确率分别提升63.23%和65.58%,可以预测Al/CFRP层合板的拉伸强度及冲击强度,为Al/CFRP层合板的推广和应用提供参考。

    2024年06期 v.47;No.227 407-415页 [查看摘要][在线阅读][下载 1384K]
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  • 类水滑石材料的机械力化学制备研究现状

    操金林;孙铭霏;辛琪;孟令轩;李钊;赵通林;代淑娟;

    类水滑石材料具有独特的层状结构、结构记忆效应、层板阳离子可替代性以及层间阴离子可交换性,在环境、能源、生物医学等领域展现出巨大的应用潜力。近年来,机械力化学法的固相合成工艺因其简便性、高效性和环保性,在类水滑石材料的制备应用中取得显著成果。本文介绍类水滑石的晶体结构,阐述其独特的理化性质,系统回顾近年来机械力化学技术在类水滑石材料制备和功能开发的成果,展望类水滑石材料机械力化学制备的发展方向。

    2024年06期 v.47;No.227 416-422页 [查看摘要][在线阅读][下载 1069K]
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  • CrN涂层与高速钢基体的形变适应性模拟

    由琪;周艳文;粟志伟;闫彩波;赵卓;

    为了提高W6高速钢的综合力学性能,利用热丝增强等离子体磁控溅射技术在其表面制备CrN涂层,并表征涂层性能。利用ABAQUS软件模拟正应力和正切应力下涂层与基体的形变过程,分析涂层失效机理。沉积涂层后硬度提高到23.09 GPa,磨损率降低至9.7×10-6mm3/(N·m),受正应力和正切应力时均具备良好的协同变形性。模拟结果表明,膜-基界面处受拉应力最大,涂层失效优先起始于界面;划痕模拟中,涂层表面所受应力频繁波动,应力不断累积导致涂层内聚失效。

    2024年06期 v.47;No.227 423-429+471页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K]
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化学工程与技术

  • GAC/α-FeOOH非均相(电)芬顿催化剂处理罗丹明B废水研究

    尹梓珊;王双玉;李沛沛;万春城;王艳秋;

    为解决均相芬顿易产生铁泥、催化剂无法回收等问题,本文采用浸渍法制备非均相芬顿催化剂GAC/α-FeOOH,应用于非均相(电)芬顿体系处理罗丹明B(RhB)废水。采用非均相化学芬顿体系降解RhB,当pH=5,GAC/α-FeOOH投加量35 g/L,H_2O_2体积分数2.2%时,120 min内RhB降解率99.99%,COD去除率96.91%。采用非均相电芬顿体系降解RhB,当电压10 V,pH=7,GAC/α-FeOOH投加量2.5 g,电解质溶液60 mL时,180 min内RhB降解率99%,COD去除率98.1%。淬灭实验证明了·OH的产生,采用UV-Vis和GC-MS对处理过程中的RhB废水进行表征,揭示RhB废水降解机理,RhB在芬顿反应产生的·OH的作用下,断链为小分子物质,进一步被矿化为H_2O和CO_2。

    2024年06期 v.47;No.227 430-438页 [查看摘要][在线阅读][下载 1759K]
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  • 钢铁冶炼固废低温催化生物质热解研究

    刘佳琦;唐初阳;安新元;宋璇;

    为了资源化利用钢铁冶炼固废,利用碳基固废热解炉在600℃低温热解条件下,选择脱硫灰和氧化铁皮作为催化剂,实验研究两种催化剂及其与木屑配比对热解产物及产率的影响。实验结果表明,脱硫灰和氧化铁皮均可显著提高木屑热解气中H_2的产量。脱硫灰还能提高热解气中CH_4产量,明显抑制CO_2和CO的生成,热解气最大低位热值达到10.26 MJ/m~3,是氧化铁皮催化木屑热解气低位热值的1.34倍。脱硫灰催化木屑热解气的产量、品质和热值均明显高于氧化铁皮催化,脱硫灰对生物质的催化热解效果明显优于氧化铁皮。

    2024年06期 v.47;No.227 439-446页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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控制科学与工程

  • 一类四旋翼无人机的自适应H_∞安全跟踪控制

    毛博文;李小华;刘辉;

    研究一类四旋翼无人机系统的自适应空间安全跟踪控制方法,基于一种安全边界保护法和预设性能有限时间控制,解决飞行器在空间飞行过程中遇到空间边界突变且与期望飞行轨迹冲突情况下的安全跟踪控制问题。设计了x、y、z三个方向的自适应安全跟踪控制器,使无人机在无空间边界突变时正常跟踪期望轨迹,遇到突变与期望轨迹冲突时,无人机则能够自适应地生成新的期望轨迹,并沿此轨迹在安全边界内飞行,从而自主避开障碍物。采用H∞控制,使无人机系统对外界干扰具有较强抑制能力。仿真实验结果证明,所提控制方法能够有效实现四旋翼无人机空间飞行的安全跟踪。

    2024年06期 v.47;No.227 447-458页 [查看摘要][在线阅读][下载 1507K]
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土木工程

  • 钢筋混凝土T形梁桥铰接悬臂板改造实验

    崔露瀛;田帅;胡文静;

    为提高桥面板的承载能力,延长桥梁的使用寿命,对在役钢筋混凝土T形梁桥铰接悬臂板进行改造,采用钢板加固和更换单向板加固两种方法,制备4种试件,进行正截面受弯破坏实验和受力分析。实验结果表明,钢板加固和更换单向板加固对桥面板承载力分别提高41.48%和29.22%。钢板加固的铰接悬臂板最终破坏位置仍在悬臂根部,更换单向板则不存在这个隐患,但是二次浇筑使桥面板的整体性能有所下降。钢板加固使桥面板承载能力由原本的公路-Ⅱ级提高到公路-Ⅰ级的98.57%,钢板加固旧桥的改造升级效果优于更换单向板加固。推导的钢板加固铰接悬臂板受弯承载力和抗弯刚度计算公式,为实际工程改造提供参考。

    2024年06期 v.47;No.227 459-471页 [查看摘要][在线阅读][下载 1913K]
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基础科学

  • 动态二次插值与视觉定向旋转的非洲秃鹫算法

    赵雨微;刘昊;李聪;

    非洲秃鹫算法(African vultures optimization algorithm,AVOA)是模拟秃鹫在自然界中觅食和导航行为提出的一种进化算法。虽然AVOA具有高效的探索能力,但也存在易陷入局部最优及收敛精度不高等缺点。为了克服这些缺点,本文提出一种动态二次插值与视觉定向旋转的非洲秃鹫算法——AVOADV。动态二次插值策略能够提高算法的收敛速度和精度,视觉定向旋转策略能够更广泛地探索解空间,增加解的多样性,不易陷入局部最优。将AVOADV算法与其他四种对比算法在CEC2022测试集上的5个测试函数上进行仿真,实验结果和统计分析证实了AVOADV算法的有效性和竞争力。

    2024年06期 v.47;No.227 472-480页 [查看摘要][在线阅读][下载 1364K]
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