多维度调控策略:钢渣体积稳定性处理方法综述

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作者 薛刚 邱永康 +2 位作者 刘江森 赵家康 韩慧超 《工程科学学报》 北大核心 2025年第12期2414-2433,共20页

钢渣是冶金企业产生的主要固体废弃物,因其产量大,有效利用率低,对生态环境造成了严重危害,钢渣体积稳定性差是阻碍其规模化应用的主要原因,如何有效提升钢渣体积稳定性是关键.本文着眼于钢渣体积膨胀特性,多维度分析了钢渣体积稳定性... 钢渣是冶金企业产生的主要固体废弃物,因其产量大,有效利用率低,对生态环境造成了严重危害,钢渣体积稳定性差是阻碍其规模化应用的主要原因,如何有效提升钢渣体积稳定性是关键.本文着眼于钢渣体积膨胀特性,多维度分析了钢渣体积稳定性调控的研究进展.分析结果表明:对于熔融态钢渣,调质法和工艺法均能显著降低钢渣中的活性物质含量,实现对钢渣体积稳定性的调控.对于冷却后的固态钢渣,以其主要利用形式钢渣骨料(SSA)和钢渣微粉(SSP)分别展开论述.SSA体积稳定性调控方法主要为陈化处理、碳化处理、表面改性处理,其中陈化处理为目前SSA体积稳定性处理的主要手段,自然陈化处理周期长且均匀性差,通过施加温度、压力、湿度等外部条件后,可大幅度缩短处理周期,但存在废水处理量大、能耗高、SSA质量下降等缺点;对SSA可采用直接碳化处理及间接碳化法的pH值波动法,其中直接碳化处理通过施加温度、压力、CO_(2)浓度、催化剂等提高SSA碳化效率,从而降低SSA的膨胀风险;表面改性主要分为无机改性和有机改性,改性处理后显著降低SSA体积膨胀风险,但酸处理产生难以处理的废液,有机材料处理存在成膜效果差,弹性高,易脆性损伤等缺点.SSP体积稳定性调控方法主要为研磨处理、碳化处理、表面改性处理及联合处理,机械研磨处理通过降低SSP的粒径提高其水化活性,进而降低SSP的体积膨胀风险;SSP碳化处理方法多样,除直接碳化外,间接碳化通过调节pH值或者使用微生物,诱导SSP中的碱金属离子沉淀,获得了更高的碳化效率,且不依赖传统的碳化设备,虽然步骤繁琐,但不需要严格的外部条件,尤其是微生物碳化法,其碳化效率高达90%~95%;SSP表面改性主要分为无机改性和有机改性,其中有机改性主要为酸处理,处理后SSP的比表面积增加,水化活性提高,体积稳定性增强;联合多种方法对SSP进行预处理效果更好,其中,碳化处理联合其他方法,无论与酸处理,碱活化,还是通过碳化制备人工钢渣骨料,相较于单一处理,进一步提高了SSP体积稳定性.以人工钢渣骨料制备的混凝土表现出优异的性能,缓解了天然骨料匮乏的局面,研究及应用前景广阔. 展开更多

关键词 钢渣 体积稳定性 综述 F-CAO f-mgo 联合处理

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Fe_2O_3含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系微晶玻璃析晶特征的影响 被引量：9

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作者 孔德钰 陈立宗 +1 位作者 吕乃伟 田清波 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1649-1652,共4页

为研究Fe2O3含量对SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃析晶特征的影响,采用高温熔融法制备不同Fe2O3含量的基础玻璃,利用差示扫描量热仪(DSC)、x射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分别研究此基础玻璃的热效应、相组成及组织形貌。结果表明:... 为研究Fe2O3含量对SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃析晶特征的影响,采用高温熔融法制备不同Fe2O3含量的基础玻璃,利用差示扫描量热仪(DSC)、x射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分别研究此基础玻璃的热效应、相组成及组织形貌。结果表明:在不同Fe2O3含量的样品中析出的晶相主要有云母、ZrO2、莫来石及柱晶石,Fe2O3含量超过0.5%时莫来石相消失。随着Fe2O3含量的增加,云母的析出量逐渐提高,且晶体尺寸逐渐变大。但是当样品中Fe2O3含量超过0.8%时,云母晶体析出量反而减少且晶体尺寸变小。 展开更多

关键词 SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃 析晶 FE2O3

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钢渣引起水泥体积安定性问题的探讨 被引量：48

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作者 侯新凯 徐德龙 +1 位作者 薛博 李虎森 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期588-595,共8页

应用X射线衍射分析、差热-热重分析、扫描电子显微镜-能量色散仪观察分析等手段,研究转炉钢渣中MgO,f-CaO相和RO相的微观结构特征、水化特点和膨胀规律.结果表明:转炉钢渣中MgO与FeO,MnO形成MgO基连续固溶体RO相,化学式为MgO.1.20FeO.0.... 应用X射线衍射分析、差热-热重分析、扫描电子显微镜-能量色散仪观察分析等手段,研究转炉钢渣中MgO,f-CaO相和RO相的微观结构特征、水化特点和膨胀规律.结果表明:转炉钢渣中MgO与FeO,MnO形成MgO基连续固溶体RO相,化学式为MgO.1.20FeO.0.05MnO.0.03CaO,压蒸条件下稳定.MgO固溶FeO和MnO会使其水化活性下降,当FeO/MgO摩尔比和MnO/MgO摩尔比分别为1︰1和0.5︰1时,RO相是稳定相.钢渣对水泥安定性的不良影响是由其f-CaO相水化反应造成的.钢渣中f-CaO相固溶0.15mol FeO,晶粒大,晶胞参数小,分布均匀,标准沸煮法检验只有46.2%(质量分数)水化消解,即使沸煮8h也只有70.8%(质量分数)水化消解.钢渣水泥安定性应采用压蒸法检验.钢渣水泥20℃水养护条件下快速膨胀2个月、慢速膨胀约15个月,膨胀缓和、周期长,有补偿大体积混凝土温度应力的作用. 展开更多

关键词 安定性 钢渣水泥 RO相 游离氧化钙 氧化镁

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SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系微晶玻璃的受压析晶 被引量：5

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作者 田清波 孔德钰 +2 位作者 代金山 王修慧 高宏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期409-413,共5页

用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了SiO2-Al2O3-MgO-F系块状玻璃在受压条件下的析晶特征。采用高温熔融法制备基础玻璃,在热处理过程中施加压力制备微晶玻璃。结果表明:样品在热压过程中析出主要晶体为云母相,施加压力对析出... 用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了SiO2-Al2O3-MgO-F系块状玻璃在受压条件下的析晶特征。采用高温熔融法制备基础玻璃,在热处理过程中施加压力制备微晶玻璃。结果表明:样品在热压过程中析出主要晶体为云母相,施加压力对析出晶体的种类影响不大。但是不同阶段施加压力对析出晶体的形态有显著的影响,在核化阶段施压可以形成晶体的定向生长,在晶化阶段施压对晶体的择优生长有较大影响。但是仅在核化阶段施压,卸载后再析晶则会降低晶体择优长大的趋势。 展开更多

关键词 微晶玻璃 SIO2-AL2O3 -MgO-F系玻璃 定向析晶 云母相

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钢渣中非稳定性物质微观结构和性能的研究现状与展望 被引量：9

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作者 李恩硕 胡晨光 +1 位作者 苏航 付佳伟 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第7期250-258,共9页

钢渣中f-CaO、f-MgO和RO相等非稳定性物质是影响其安定性的主要物质,限制了钢渣大规模资源化利用。直接法研究表明:在中、高碱度钢渣中存在大量的大尺寸球形呈聚集分布的f-CaO,降低碱度和气淬、热焖等处理方式可降低f-CaO含量和颗粒尺寸... 钢渣中f-CaO、f-MgO和RO相等非稳定性物质是影响其安定性的主要物质,限制了钢渣大规模资源化利用。直接法研究表明:在中、高碱度钢渣中存在大量的大尺寸球形呈聚集分布的f-CaO,降低碱度和气淬、热焖等处理方式可降低f-CaO含量和颗粒尺寸;化学合成CaO法研究表明,Fe和Mn离子掺杂会使f-CaO致密度升高,晶粒尺寸减小,其中Mn^(2+)对晶粒尺寸减小作用更强。进一步论述了钢渣中f-CaO水化特性、钢渣体积膨胀率,以及f-CaO水化膨胀的相应数学模型和钢渣集料体积膨胀演化模型,压蒸粉化率与单粒径钢渣膨胀力的相互关系等进展。之后,综述了钢渣中f-MgO和RO相微观结构和水化特性,结果表明:钢渣碱度增加可促进方镁石形成,有利于MnO固溶到MgO-FeO固溶体;RO相水化活性与碱度、KM=nMgO/n(FeO+MnO)直接相关,钢渣中RO相并非稳定,当KM≥1时可能造成稳定性破坏。最后,指出了今后的研究方向:在不同钢渣碱度、处理工艺、陈化时间、水化程度等因素下,非稳定性物质在钢渣中水化反应速度、离子传输过程、显微结构层面力的传导机制;钢渣中活性矿物水化产物离子对非稳定性物质水化过程影响及其与钢渣膨胀特性、长期稳定性的关系;钢渣稳定性的判定标准、评价方法与其长期稳定性的关系。 展开更多

关键词 F-CAO f-mgo RO相 微结构 水化和膨胀性能

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晶化温度对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F系微晶玻璃析晶的影响 被引量：2

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作者 孔德钰 陈立宗 +1 位作者 张萌 田清波 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期44-45,50,共3页

为研究晶化温度对SiO2-Al2O3-MgO-F系云母微晶玻璃的析晶特征的影响,将制得的基础玻璃在不同晶化温度下进行热处理。采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分别对样品进行晶体组成分析和组织形貌观察。结果表明:玻璃中析出的晶体主... 为研究晶化温度对SiO2-Al2O3-MgO-F系云母微晶玻璃的析晶特征的影响,将制得的基础玻璃在不同晶化温度下进行热处理。采用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分别对样品进行晶体组成分析和组织形貌观察。结果表明:玻璃中析出的晶体主要是云母、柱晶石、莫来石和ZrO2晶体。在晶化温度为730℃时,玻璃样品中只析出粒状ZrO2晶体;在晶化温度为790℃时,玻璃中出现很多分相区域,分相促进棒状晶体和花形晶体析出;在晶化温度为870℃时,云母晶体开始析出,莫来石和柱晶石晶体为主晶相;在晶化温度为950℃时,玻璃中主晶相变为云母晶体;在晶化温度为1030℃时,片状云母晶体定向排列。 展开更多

关键词 SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃 析晶 晶化温度

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钢渣中游离氧化镁含量的测定 被引量：11

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作者 张杰 田秀梅 +1 位作者 戚淑芳 王莹 《中国无机分析化学》 CAS 2011年第2期54-57,共4页

研究和提出了以硝酸铵-乙醇作为提取剂提取活性氧化镁（即游离氧化镁）的分析方法。通过正交实验,选取了最佳的提取条件。样品平行测定的相对标准偏差在0.51%-2.13%之间,回收率实验结果为98.2%-99.0%,表明该实验的精密度和准确度均较好... 研究和提出了以硝酸铵-乙醇作为提取剂提取活性氧化镁（即游离氧化镁）的分析方法。通过正交实验,选取了最佳的提取条件。样品平行测定的相对标准偏差在0.51%-2.13%之间,回收率实验结果为98.2%-99.0%,表明该实验的精密度和准确度均较好。采用硝酸铵-乙醇作为提取剂提取游离氧化镁的分析方法,实现了钢渣中游离氧化镁的快速、准确测定,为钢渣的回收再利用提供了依据。 展开更多

关键词 钢渣 游离氧化镁(f-mgo) 硝酸铵

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MgO对含钾钠氟球团还原膨胀性能的影响 被引量：7

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作者 罗果萍 刘安康 +1 位作者 王永斌 朱建国 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期14-18,25,共6页

包头铁精矿球团中含有钾、钠、氟等有害元素,造成球团还原异常膨胀。而MgO可有效地降低球团还原膨胀率。采用压团、焙烧、分段还原法(Fe_2O_3→Fe_3O_4、Fe_3O_4→Fe_xO、Fe_xO→Fe),测量铁氧化物各还原阶段的还原膨胀率,采用光学显微镜... 包头铁精矿球团中含有钾、钠、氟等有害元素,造成球团还原异常膨胀。而MgO可有效地降低球团还原膨胀率。采用压团、焙烧、分段还原法(Fe_2O_3→Fe_3O_4、Fe_3O_4→Fe_xO、Fe_xO→Fe),测量铁氧化物各还原阶段的还原膨胀率,采用光学显微镜及SEM观察焙烧试样和还原产物的形貌。研究结果表明,MgO促进了铁酸镁的形成,抑制了氟质量分数低的试样在Fe_2O_3→Fe_3O_4阶段的还原膨胀;但MgO抑制了铁酸钙的形成,反而促进了氟质量分数高的试样在Fe_2O_3→Fe_3O_4阶段的还原膨胀;MgO对第二阶段还原膨胀率的影响因试样中钾、钠、氟质量分数不同而有所差异;MgO抑制了铁晶须生长,降低了第三阶段的还原膨胀率。 展开更多

关键词 MGO 还原膨胀率 钾 钠 氟

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CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-(F)微晶玻璃的析晶及特征 被引量：3

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作者 王玥 田清波 +2 位作者 岳雪涛 王修慧 高宏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期692-695,共4页

采用熔融法制备了不同P2O5及F含量的CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)基础玻璃试样,研究了CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)系微晶玻璃的析晶及特征。结果表明:在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-8.0wt%P2O5玻璃中,表面析晶和内部析晶同时存在,析出晶体主要... 采用熔融法制备了不同P2O5及F含量的CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)基础玻璃试样,研究了CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)系微晶玻璃的析晶及特征。结果表明:在CaO-MgO-Al2O3-SiO2-8.0wt%P2O5玻璃中,表面析晶和内部析晶同时存在,析出晶体主要为钙长石(CaAl2Si2O8)相、硅灰石(CaSiO3)和α-磷酸钙(Ca3(PO4)2)。玻璃中P2O5含量的提高抑制玻璃的表面析晶,同时促进了玻璃的整体析晶和α-磷酸钙晶体析出。同时添加P2O5和F的玻璃试样以整体析晶为主,析出晶体为块状氟磷灰石和粒状钙长石相。 展开更多

关键词 生物微晶玻璃 α-磷酸钙晶体 氟磷灰石 CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-(F)玻璃

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谈原子吸收光谱法测定水泥样品中的氧化镁含量 被引量：1

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作者 方明 《河南建材》 2016年第2期24-24,26,共2页

介绍了水泥氧化镁含量测定的必要性和原子吸收光谱法测定氧化镁含量的工作原理,叙述了相应的样品溶液制备方法和分析步骤,并谈及了仪器分析的特点和局限性。

关键词 仪器分析 原子吸收光谱法 氧化镁含量 f-mgo

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CaO-MgO-Al2O3-SiO2-P2O5-F玻璃中Si-O键性研究 被引量：1

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作者 罗澜 李家治 +1 位作者 吉昂 吴梅梅 《上海建材学院学报》 CSCD 1992年第4期280-285,共6页

Ca-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F系统具有较强的二液分离倾向。本工作在考查了P_2O_5对该系统玻璃分相的作用的基础上,进一步根据红外光谱和拉曼光谱的变化以及X射线荧光光谱中SiK_β线的化学位移,深入探讨了P_2O_5对该系统玻璃中Si-O键... Ca-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F系统具有较强的二液分离倾向。本工作在考查了P_2O_5对该系统玻璃分相的作用的基础上,进一步根据红外光谱和拉曼光谱的变化以及X射线荧光光谱中SiK_β线的化学位移,深入探讨了P_2O_5对该系统玻璃中Si-O键的强度和[SiO_4]的聚合程度的影响。研究表明,随着玻璃中P_2O_5含量的增加,[SiO_4]四面体中的非桥氧逐渐减少,同时SiK_β线逐渐向低能方向位移,玻璃中Si-O键不断增强。研究还表明,P_2O_5对玻璃中Si-O键的这种影响是与它使玻璃产生分相密切相关的。 展开更多

关键词 玻璃 分组 Si-O键 化学位移

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CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F系微晶玻璃初晶相Ca_5(PO_4)_3F析晶过程的研究

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作者 罗澜 李家治 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1990年第3期200-205,共6页

本文应用透射电镜:选区电子衍射和微区成份分析并结合扫描电镜形貌观察,深入研究了 CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F 系可切削生物微晶玻璃初晶相 Ca_5(PO_4)_3F 的析晶机理。研究表明,玻璃首先发生二液分离,形成了能够析出初晶相 Ca_5(... 本文应用透射电镜:选区电子衍射和微区成份分析并结合扫描电镜形貌观察,深入研究了 CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5-F 系可切削生物微晶玻璃初晶相 Ca_5(PO_4)_3F 的析晶机理。研究表明,玻璃首先发生二液分离,形成了能够析出初晶相 Ca_5(PO_4)_3F 晶体的富 P^(5+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Ti^(4+)的液滴相。在进一步的热处理中,液滴相发生整体核化,并逐步形成由大量细小晶粒镶嵌生长构成的球形 Ca_5(PO_4)_3F 聚集体。随着热处理温度的提高,这些球形 Ca_5(PO_4)_3F 聚集体逐渐转变为广泛分布于微晶玻璃另一主晶相氟金云母中的六方短柱状 Ca_5(PO_4)_3F 微小晶体。 展开更多

关键词 微晶玻璃 磷酸钙 生物微晶玻璃

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碳化处理含钢渣建筑材料的体积安定性研究进展 被引量：2

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作者 邵旭阳 贺智敏 陈鑫 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第16期1-10,共10页

钢渣是炼钢排出的固体废渣,我国钢渣产量巨大,但综合利用率低,占用土地且污染环境,迫切需实现钢渣的资源化利用。近年来已开始将钢渣作为胶凝材料或骨料应用在建筑材料中,已有研究和工程实践表明,钢渣中f⁃CaO和f⁃MgO在服役期间遇水会造... 钢渣是炼钢排出的固体废渣,我国钢渣产量巨大,但综合利用率低,占用土地且污染环境,迫切需实现钢渣的资源化利用。近年来已开始将钢渣作为胶凝材料或骨料应用在建筑材料中,已有研究和工程实践表明,钢渣中f⁃CaO和f⁃MgO在服役期间遇水会造成体积膨胀,引发建筑材料的体积安定性不良问题,故解决钢渣的体积安定性问题是实现钢渣资源化利用的关键。研究发现钢渣具有较高的碳化反应活性,碳化反应可消耗钢渣中的f⁃CaO和f⁃MgO,通过碳化处理可改善含钢渣建筑材料的体积安定性不良问题,为钢渣的推广应用提供新途径。基于已有研究,综述了碳化处理含钢渣建筑材料的体积安定性研究进展,介绍了钢渣的组成和分类,探讨了钢渣的膨胀机理,综述了碳化温度、水固比、湿度、粒径和级配、CO_(2)浓度和压力、碳化时间、外加剂等碳化因素对含钢渣建筑材料体积安定性的影响,针对研究现状和存在的问题提出了碳化钢渣建筑材料进行工程应用的研究方向。 展开更多

关键词 钢渣 体积安定性 游离氧化钙 游离氧化镁 RO相 碳化

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MgO插层对NiFe各向异性磁电阻薄膜信噪比的影响

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作者 李建伟 《磁性材料及器件》 CAS CSCD 2022年第2期27-30,共4页

用磁控溅射法在不同温度下退火分别制备有无MgO插层的NiFe薄膜,对比了两种薄膜退火前后的AMR、灵敏度和微观结构。制备态下有无MgO插层的NiFe薄膜的1/f噪声相差不大,退火后无MgO插层薄膜的1/f噪声因扩散而明显上升,退火后有MgO插层的NiF... 用磁控溅射法在不同温度下退火分别制备有无MgO插层的NiFe薄膜,对比了两种薄膜退火前后的AMR、灵敏度和微观结构。制备态下有无MgO插层的NiFe薄膜的1/f噪声相差不大,退火后无MgO插层薄膜的1/f噪声因扩散而明显上升,退火后有MgO插层的NiFe薄膜的1/f噪声则大幅下降,信噪比提高。电镜分析表明MgO插层在退火过程中会晶化,MgO/NiFe界面更加平整,界面应力下降,缺陷浓度降低,从而使1/f噪声大幅下降。 展开更多

关键词 NiFe薄膜 MgO插层 1/f噪声 信噪比 退火

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热处理工艺参数对钢渣中MgO含量分布的影响

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作者 王斌云 王春芳 孙敏 《江苏建材》 2015年第1期30-32,45,共4页

采用不同热处理工艺处理钢渣,通过化学相分离方法定性、定量研究不同热处理工艺参数对热处理钢渣中MgO的含量分布,同时研究了钢渣水泥的压蒸安定性。实验结果表明:钢渣中的MgO主要固溶于RO相中,也存在一定量的f-MgO;随着热处理温度的升... 采用不同热处理工艺处理钢渣,通过化学相分离方法定性、定量研究不同热处理工艺参数对热处理钢渣中MgO的含量分布,同时研究了钢渣水泥的压蒸安定性。实验结果表明:钢渣中的MgO主要固溶于RO相中,也存在一定量的f-MgO;随着热处理温度的升高和保温时间的延长,热处理钢渣中胶凝矿物的含量随之增加,固溶体RO相含量越多,游离MgO含量减少,有利于MgO的固溶。但当温度过高和保温时间过长时,游离MgO的含量反而会增加;采用急冷制度效果更加显著。 展开更多

关键词 钢渣 热处理 安定性

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冲击波处理结晶氧化镁的催化性能研究

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作者 刘建军 徐康 +3 位作者 贺红亮 谭华 张菊 郑小明 《分子催化》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期67-71,共5页

冲击波处理结晶氧化镁的催化性能研究１）刘建军徐康２）（中国科学院兰州化学物理研究所兰州７３００００）贺红亮谭华（西南流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室成都６１０００３）张菊郑小明（杭州大学催化研究所杭州３１００... 冲击波处理结晶氧化镁的催化性能研究１）刘建军徐康２）（中国科学院兰州化学物理研究所兰州７３００００）贺红亮谭华（西南流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室成都６１０００３）张菊郑小明（杭州大学催化研究所杭州３１００２８）关键词冲击波氧化镁ＴＰＤＥＳ... 展开更多

关键词 冲击波 氧化镁 催化剂 催化性能 结晶氧化镁

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