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本文使用离散相模型，利用数值模拟的方法对结晶器中的钢液流动、传热、凝固以及夹杂物的运动进行了耦合计算。通过追踪夹杂物的运动轨迹，并在钢渣界面处对夹杂物进行采样分析，最终计算出夹杂物在结晶器中的上浮率。研究表明，夹杂物在结晶器中的上浮率与其尺寸及拉速的大小均有关系，但受夹杂物密度的影响很小。夹杂物越大、拉速越小，越有利于夹杂物上浮至自由液面。小颗粒夹杂在结晶器中并不能被有效去除。对于粒径为50μm的夹杂物，当拉速为1m/min时其上浮率仅为46%，有37%的夹杂物被凝固坯壳捕捉，主要分布在铸坯表皮下10~25mm处。夹杂物被宽面坯壳捕捉的位置多集中在宽面靠近窄面处，在水口下方被捕捉的夹杂物较少。以往的研究认为只要夹杂物上浮至钢渣界面就能够被保护渣吸收，J.Strandh等的研究表明，夹杂物能否被吸收还取决于保护渣的粘度和润湿性等因素。因此，对于粒径较小的夹杂物，必须在精炼后的软吹氩过程中适当增大钢液的静置时间，尽量减少钢液中小颗粒夹杂的数量。另外，结晶器保护渣的选用对钢液中夹杂物的去除也很重要，不仅要满足其对钢液的保温润滑作用，还要考虑其对夹杂物吸附的影响。

关键词: 结晶器;夹杂物运动轨迹;夹杂物去除率

纯水体系SiO2纳米多孔材料的低成本制备与表征

赵晶晶 , 沈军 , 邹丽萍 , 王文琴 , 祖国庆 , 张志华

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150119

以低成本工业级硅溶胶为硅源,水为溶剂,在常压条件下干燥后制备出纳米多孔 SiO2块体材料。在制备过程中,采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)来降低水的表面张力,减少样品在干燥过程中开裂和收缩,避免了繁琐的溶剂替换过程。所制备的SiO2块体密度为150~260 mg/cm3,比表面积为91~140 m2/g,平均孔径为15~27 nm,其室温热导率可达0.048 W/(m·K)。该方法大大缩减了制备SiO2纳米多孔材料的成本,并降低了操作工艺难度和危险,将在很大程度上推动硅纳米孔材料的工业化生产与应用。

关键词: SiO2纳米多孔材料 , 硅溶胶 , 常压干燥 , 表面活性剂

氨基化镁铝类水滑石修饰电极及电化学杀菌

刘春秀 , 王萍 , 赵晶晶 , 陈全鹏 , 艾仕云

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2011.00445

以层间插入十二烷基磺酸钠的镁铝类水滑石(Mg/Al-SDS-HTLc),与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)缩合反应制备了氨基化镁铝类水滑石(Mg/Al-NH2-HTLc).然后以MG/Al-NH2-HTLc修饰热解石墨电极,通过循环伏安法探讨了该电极对吸附在其表面的大肠杆菌的杀灭作用.结果表明,被吸附的大肠杆菌在经过循环伏安扫描后死亡率达到98.68%,大肠杆菌的死亡可能是由于细胞膜中易氧化物质(如鸟嘌呤)被氧化所致.

关键词: 氨基化类水滑石 , 修饰电极 , 大肠杆菌 , 杀灭作用

板坯凝固过程夹杂物运动行为

赵晶晶 , 程树森 , 吴狄峰

钢铁研究学报

利用数值模拟的方法对结晶器中的钢液流动、传热凝固以及夹杂物运动进行了耦合计算.研究表明,钢液对结晶器窄面的冲击严重,导致在冲击点附近的凝固坯壳较薄.夹杂物越大、拉速越小,越有利于夹杂物上浮至自由液面.小颗粒夹杂在结晶器中并不能被有效去除.对于粒径为50 μm的夹杂物.当拉速为1 m/min时其上浮率仅为46%,有37%的夹杂物被凝固坯壳捕捉.夹杂物被坯壳捕捉的位置多集中在窄面和宽面靠近窄面处,而在水口下方被捕捉的夹杂物数量则较少.

关键词: 结晶器 , 凝固坯壳 , 夹杂物

热力机组炉内氯离子的腐蚀机理及其防止对策

赵晶晶 , 黄莉 , 胡学文

腐蚀与防护 doi:10.3969/j.issn.1005-748X.2004.02.006

氯离子对热力机组的腐蚀危害极大,其腐蚀表现形式主要是破坏金属表面的钝化膜,进而向金属晶格里面渗透,引起金属表面性质的变化.本文分析了氯离子对金属腐蚀的机理,并针对热力系统内部氯离子的来源,提出了相应的解决措施.

关键词: 热力机组 , 氯离子 , 腐蚀机理

赵连城院士简介

功能材料

关键词:

纳米共晶晶须复相陶瓷的刚度预报

倪新华 , 刘协权 , 赵忠民

稀有金属材料与工程

用SHS技术制备的纳米共晶晶须复相陶瓷具有较大的断裂韧性和较高的塑性形变行为,其组织结构以纳米共晶晶须为基体.运用Mori-Tanaka方法研究了复合共晶晶须的等效本征应变,并得到了复合共晶晶须的应力应变关系.通过应力应变关系计算出复合共晶晶须的刚度,复合共晶晶须为横观各向同性,具有5个独立的弹性常数.根据复相陶瓷的应变均值,考虑复合共晶晶须方位的随机性,计算出材料的有效弹性模量和泊松比,复相陶瓷材料为各向同性体.

关键词: 纳米共晶晶须 , 刚度预报 , Mori-Tanaka方法 , 横观各向同性 , 各向同性

TA15钛合金动态再结晶晶粒生长模型

欧阳德来 , 鲁世强 , 崔霞 , 吴超 , 李鑫

稀有金属材料与工程

从理论上分析TA15钛合金动态再结晶晶粒生长驱动力,提出动态再结晶晶粒生长等效反驱动力的概念.基于动态再结晶晶粒生长驱动力,建立(描述动态再结晶晶粒尺寸演变)的晶粒生长速率模型及晶粒尺寸模型.以TA15钛合金动态再结晶晶粒尺寸实验测定数据为例,采用遗传算法(GA)优化尺寸模型参数.结果表明,模型计算结果与实验数据能够达到较好的吻合,平均误差为7.4%.

关键词: 驱动力 , 晶粒生长模型 , TA15钛合金