题目：LiF-NdF3熔盐环境下低碳钢表
面渗铝后耐蚀性的测试
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LiF-NdF3熔盐环境下低碳钢表面渗铝后耐蚀性的测试
摘要
随着近几年稀土金属钕需求的不断提高，国内生产的稀土钕的厂家也多了起来，但是生产的方法没有太多的发展，依然采用以前的稀土钕生产工艺，也就是最传统的火法工艺，火法工艺简单来说就是阴极置换得到金属钕。由于电解生产钕的过程中，弧状阳极压板在高温氟化物环境下腐蚀，造成产品中铁的含量超标，且阳极压板的使用寿命只有17天左右，故本文采用合适的渗铝工艺对20钢进行渗铝，并对渗铝20钢在高温LiF-NdF3熔盐环境下进行了850℃、950℃不同时间的热腐蚀实验，通过实验中反应的不用时间温度腐蚀产物的类型、腐蚀速率在不用时间温度下的变化规律以及减重动力学曲线，使得渗铝20钢阳极压板能替代原有的20钢阳极压板，提高其使用寿命，降低生产成本。
关键词：20钢阳极压板；渗铝工艺；热腐蚀；耐蚀性能
In the lithium fluoride and neodymium fluoride molten salt environment was carried out on the surface of aluminized low
carbon steel corrosion resistance test
Abstract
Due to the continuous improvement of rare earth neodymium metal demand in recent years, domestic production of rare earth neodymium manufacturer also more up, but the development of production methods are not too much, still the old production process of rare earth neodymium, which is the most traditional technology of fire, fire process is simply the cathode replacement metal neodymium. Because in the process of electrolysis production of neodymium, arc anode plate corrosion under high temperature of fluoride, iron caused by excessive levels, and the service life of anode plate only 17 days or so, so this article use appropriate alumetizing technology for 20 aluminized steel, and the aluminized 20 steel under the environment of high temperature LiF - NdF3 molten salt hot corrosion experiment, through the experiment in the reaction of no time temperature corrosion products of the type, the corrosion rate in no time temperature change rule and weight reduction kinetics curves of the aluminized 20 steel anode plate can replace the original 20 steel anode plate, improve its service life, reduce the production cost.
Key words:20 steel electrode; Alumetizing technology; Hot corrosion; Corrosion resistance
目录
摘要 .................................................................................................................................... I ABSTRACT ..........................................................................................................................II 第一章文献综述 . (1)
1.1渗铝钢在各种环境下的耐腐蚀性能 (1)
1.1.1渗铝钢在管道应力环境下的耐腐蚀性能 (1)
1.1.2渗铝钢在高温烟气环境下的耐腐蚀性能 (1)
1.1.3渗铝钢在环烷酸环境下的耐腐蚀性能 (1)
1.1.4渗铝钢在硫化氢环境下的耐腐蚀性能 (2)
1.1.5渗铝钢在氯化钾盐膜环境下的耐腐蚀性能 (2)
1.2渗铝工艺的发展 (3)
1.2.1 热浸渗铝工艺 (4)
1.2.2 粉末包埋渗铝工艺 (5)
1.2.3 感应渗铝工艺 (6)
1.2.4 三种渗铝方法优缺点 (7)
1.3电解钕的现状及生产工艺 (8)
1.4本项目的的目的及意义 (10)
第二章试样的制备及实验研究方案的制定 (11)
2.1渗铝样的制备 (11)
2.1.1 渗铝方法及渗铝剂的选定 (11)
2.1.2 渗铝前准备工作 (11)
2.1.3 渗铝 (11)
2.2热腐蚀实验具体参数的制定 (12)
2.2.1 热腐蚀温度的制定 (12)
2.2.2 热腐蚀时间的制定 (12)
2.2.3 热腐蚀所用腐蚀剂及其配比的制定 (12)
2.3热腐蚀试验方案的确定及腐蚀过程 (12)
2.3.1 热腐蚀实验准备 (12)
2.3.2 热腐蚀实验方案 (14)
2.3.3 腐蚀过程 (16)
第三章实验结果及分析 (17)
3.1不同温度下热腐蚀后试样表面宏观形貌观察及分析 (17)
3.1.1 850℃热腐蚀后试样的表面形貌观察及分析 (17)
3.1.2 950℃热腐蚀后试样的表面形貌观察及分析 (18)
3.1.3相同时间条件下不同温度之间腐蚀程度的比较 (19)
3.2外腐蚀层的腐蚀产物分析 (19)
3.2.1 850℃各腐蚀时间试样外腐蚀层腐蚀产物的组成 (19)
3.2.2 950℃各腐蚀时间试样外腐蚀层腐蚀产物的组成 (20)
3.2.3不同温度之间腐蚀产物组成的分析对比 (21)
3.3腐蚀层金相组织的观察及分析 (22)
3.3.1 850℃腐蚀层金相组织的观察及分析 (22)
3.3.2 950℃腐蚀层金相组织的观察及分析 (24)
3.3.3相同保温时间不同保温温度之间腐蚀层金相的比较 (26)
3.4腐蚀反应机理 (27)
3.5腐蚀动力学分析 (28)
3.5.1减薄动力学 (28)
3.5.2减重动力学 (29)
3.5.3腐蚀速率 (31)
第四章结论 (32)
参考文献 (33)
致谢 (35)
第一章文献综述
1.1 渗铝钢在各种环境下的耐腐蚀性能
低碳钢因其机械性能好、成本较低，对一些腐蚀性介质具有一定的抗腐蚀能力，因此在工业生产过程中被广泛用于制造金属构件和设备。石油化工设备大约有80%是用铁碳合金制造的。但是，石油化工生产流程中存在着许多腐蚀性介质，许多工作情况下，低碳钢因腐蚀而导致设备、管道等设备的寿命大大降低。因而，近几年来在表面工程技术领域，利用金属化学热处理技术对低碳钢表面进行改性以提高其耐腐蚀、耐高温氧化、耐磨损等方面的性能。其中，低碳钢渗铝在石油化工、冶金、电力等工业中有广泛的应用[1]。
1.1.1渗铝钢在管道应力环境下的耐腐蚀性能
哈尔滨气化厂的高温粗煤气输送管在设计之初采用的是不锈钢管(15CMro和1Crl8NigTi)，但在使用不到一年的时间里就发生了多处开裂渗漏，更换之后新管道后依然在很短时间出现类似问题。经过调查对比，该厂决定采用华中理工大学化工热能研究所研制的渗铝钢这一表面处理的材料，并对焊接等方面进行了合作研究，解决了许多制作和施工中的关键出问题。新研制出的渗铝管线从1995年10月运行至2000年，已安全使用了5年多，特别是新管线经受住了黑龙江地区严冬的考验。故可以认为，渗铝钢这一材料在管道应力环境下的耐腐蚀性能的研究与应用，取得了成功[2]。
1.1.2渗铝钢在高温烟气环境下的耐腐蚀性能
火电厂的锅炉水冷壁、过热器、再热器等部件在烟气的一侧经常因为氧化、腐蚀而失效，特别是一些液态排渣炉的水冷壁及大容量、高参数锅炉的上述部件，因为腐蚀速率较快而严重影响电厂的安全运行，国内外的专家对此进行了大量试验研究工作[3]。从上世纪80年代初，热工研究院便开始进行锅炉管外壁热浸渗铝的防腐试验，通过对国内锅炉外壁的高温腐蚀现状、腐蚀特征及规律、影响高温腐蚀的因素等问题的分析，结合实际生产过程中出现的问题进行了研究。经过实际生产运行的考验，渗铝管道寿命最长的已超过十年，显示出优良的耐腐蚀效果[4]。
1.1.3渗铝钢在环烷酸环境下的耐腐蚀性能
20世纪末，由于辽河原油不断变重，ph值逐年增高，从1988年1.5mgKOH/g上升到1994年的3mgKOH/g以上，期间最高达到4mgKOH/g。ph值的剧烈增长使得设备受到严重的腐蚀。腐蚀最严重的是常减压装置减三线、减四线、减二线和常二中段。
其中腐蚀最严重的减三线1Crl8Ni9Ti环矩鞍填料(0.8mm厚)和常二中1Crl8Ni9Ti浮阀(2mm厚)在使用不到一年时间里，填料就已经腐蚀失效，浮阀受到严重腐蚀导致其全部脱落。上述部件所处环境全都是环烷酸腐蚀剧烈的区域。尽管计划选用更加耐腐蚀的材料替换原有材料，但是提高高了生产成本，使得其不能被广泛应用。低碳钢渗铝在对抗高温氧化和H2S、S02、CO2、碳酸、液氨、水煤气等的腐蚀方面都有优良的表现，特别是在对抗H2S腐蚀方面更为显著[5]。但是渗铝低碳钢能否耐得住环烷酸腐蚀，是否可以把相对廉价的渗铝低碳钢应用在环烷酸腐蚀最严重的部位上，从上世纪末期开始，相关学者开始对低碳钢渗铝耐环烷酸腐蚀进行了研究工作。之后的有关研究表明：低碳钢渗铝在耐环烷酸腐蚀方面是具有可行性的，并且在炼油装置环烷酸腐蚀剧烈的区域内，低碳钢渗铝后的耐蚀性能优于1Crl8Ni9Ti材质，完全可以代替1Crl8Ni9Ti[6]。
1.1.4渗铝钢在硫化氢环境下的耐腐蚀性能
在石油、煤、天然气、化学等工业生产中，都普遍存在着硫化氢腐蚀的问题，这是由于在工业生产中，当以石油、煤和天然气等为原料时，原料中由于普遍都存在各种硫化物，这些硫化物在加工生产过程中一般都分解成硫化氢、其它硫化物及单质硫，对生产环境造成严重的腐蚀。尽管石油化工工业中的设备普遍采用较昂贵的不锈钢、耐蚀钢和耐热钢，可是依然难以避免这些设备在高温硫化氢环境中的大量腐蚀损耗以及由此引发的事故。有关学者通过对渗铝Q235碳素结构钢和普通Q235碳素结构钢以及1Cr18Ni9Ti不锈钢在高温硫化氢腐蚀条件下进行的对比试验，经过研究发现1Cr18Ni9Ti钢耐高温硫化氢腐蚀的能力比渗铝钢差。钢经过渗铝后具有优良的耐高温硫化氢腐蚀性能[。并通过上述实验，为渗铝廉价钢材在合适场合下替代含Cr、Ni等元素的不锈钢、耐蚀钢和耐热钢等材料提供试验依据[7]。
1.1.5渗铝钢在氯化钾盐膜环境下的耐腐蚀性能
近年来由于国家迅速发展经济，国民生活水平的的不断提高，使得垃圾排放量的日益增加。由此利用焚烧法处理固体垃圾的技术也得到了迅速发展。但由于垃圾焚烧的实际工作环境十分恶劣，原料通常都富含各种氯化物、硫化物、重金属、低熔点灰分等腐蚀性极强的元素，焚烧后产生固-气-液等多相混合物，因此垃圾焚烧设备的许多构件使用寿命远低于设计寿命。尤其是由于高氯气氛和低熔点氯化物沉积盐腐蚀所导致的灾难性后果，更是成为制约相关工业发展的重要因素。虽然许多国内外学者对相关材料在富含HCl、Cl2的混合气氛中的腐蚀情况进行了大量的研究，但高温氯化
物腐蚀机理的研究令人不太满意，高温氯化物腐蚀数据相对缺乏。近几年有研究者对表面涂覆有垃圾焚烧气氛中两种典型的盐ZnCl2、KCl及其混合物的材料在450℃条件下腐蚀的试验研究表明，材料在氯化物环境下的热腐蚀与硫酸盐环境下的热腐蚀有很大的不同。Cr元素在硫酸盐热腐蚀条件下具有良好耐腐蚀性能，但在氯盐膜热腐蚀条件下却没有体现出良好的抗腐蚀性能[8]。
渗铝低碳钢在抗高温氧化和硫化物腐蚀方面有很好的耐蚀性能。有关学者通过对比普通20钢和渗铝20钢在垃圾焚烧中常见的KCl盐膜下的腐蚀行为的研究发现，渗铝20钢在KCl盐膜环境下腐蚀增重很小，由于试样表面致密的Al2O3薄膜对材料起到了很好的保护作用，因此，渗铝低碳钢在KCl盐膜环境下具有良好的耐蚀性能[9]。
1.2渗铝工艺的发展
渗铝是一种表面渗金属的热处理方法，属于化学热处理的范畴。它是通过物理或化学的方法，在钢材表面到芯部方向形成一种铁铝合金层，使钢材拥有抗高温氧化性、耐硫化氢腐蚀以及耐环烷酸腐蚀等优良性能[10]。在某些特定的情况下可以用渗铝普通钢材替代不锈钢，因此渗铝钢具有很重要的经济价值。上世纪30年代，国外就已经开始出现渗铝这种化学热处理工艺。
碳钢因为其良好的机械性能、较低的生产成本，对某些腐蚀介质具有一定程度的抵抗能力，因此得到了广泛的应用，在工业中碳钢被用于制造金属构件和设备。石油化工生产过程中，大约有80%的设备是用铁碳合金制造的。但是由于石油化工生产过程中避免不了腐蚀性介质，在许多生产状况下，设备、管道等设备因为碳钢的腐蚀导致使用寿命达不到预期效果。因此，近年来在表面工程领域，大都利用渗铝技术对碳钢表面进行改性，以提高碳钢的耐腐蚀、耐高温氧化、耐磨损等方面的性能。因此，碳钢渗铝在石油化工、电力、冶金等诸多行业领域中有了广泛的应用[11]。渗铝钢的工艺研究和工业化生产在工业发达国家发展很快，应用于工业生产也较多。例如包埋渗铝钢在日本、科威特、南非、韩国等国家用于加氢脱硫等装置上，有的用于加热炉管等，也有的用于反应器周围配管。碳钢渗铝后具有良好的抗氧化、耐腐蚀、耐磨损性能，而且渗铝钢的生产成本不高，大约只是普通碳钢价格的1.5倍；是IrC18iNgiT不锈钢的四分之一。渗铝钢的生产工艺方法有热浸渗铝、粉末包埋渗铝、感应加热渗铝、气相渗铝、料浆渗铝等[12]。目前我国工业生产中常用的是前三种，其中热浸渗铝应用最多，占85%，固体粉末渗铝占10%，其他渗铝只占5%。
1.2.1 热浸渗铝工艺
热浸渗铝工艺具体过程是：钢件表面除油，水冲洗，除锈，水冲洗，表面助镀，水冲洗，烘干，热浸铝，扩散渗铝，水冲洗，晾干入库[13]。除油剂的配比为20%NaOH+5%Na2SO4+10%Na2CO3+水，将除油剂加热到80-100℃，钢件浸入20-30min 即可。如果钢件表面的油污太多，可先进行汽油粗洗，或用燃烧法去除，然后用水冲洗残余的除油剂或者燃烧后的污垢。除锈剂的配比为36%的工业盐酸，钢件在25℃条件下浸泡60-100min，如果氧化严重可一延长钢件的浸泡时间，直到全部露出银白色的表面为止，用水冲去残留在表面的酸液，晾干。当然除锈也可是用用10%-30%H2SO4水溶液，但要注意的是不能酸洗过重，防止酸液腐蚀钢的基体。渗铝前最关键步骤是助镀，如果助镀过程处理不好会造成漏渗，直接影响产品质量。助镀的主要目的是让钢件金属表面在渗铝前一直保持活性，热浸时使这个活性面与铝液直接接触，扩散渗铝时才能保证铝原子直接渗人基体，所以助镀在渗铝古城起到了保护活性面的作用，原因是通过助镀液，渗件的活性表面能在产生一层保护膜，在热浸时保护膜膜溶解，露出渗件原来的活性表面，以便热浸铝。助镀液配比为:0.25-0.5NaNO2+0.075-0.5Cr2O3+0.01-0.02K2MnO4+H2O。室温下渗件在助镀液中浸泡3-10min，取出后用水冲洗去表面残留，然后在80-100℃条件下烘干1h。烘干后最好在12h内进行下一道工艺，因为烘干后渗件放置时间越长，保护膜越容易出现空缺，导致渗件质量不好。将符合国际标准的2级铝锭，放在渗铝池内加热到730-780℃熔化，再将之前已经处理好的钢件浸泡到铝液中5-10s。渗件取出后活性表面已挂上一层银白色的铝。液态的铝表面极易氧化，一般工业生产中都在渗铝池内加入玻璃粉进行保护，防止空气中的氧与铝液接触。扩散渗铝的目的是通过高温加热，使渗件表面的铝原子向基体内部扩散。因为奥氏体比铁素体的扩散系数大，所以扩散温度选在
图1.1碳钢渗铝层中铝含量图1.2热浸铝和扩散渗铝
的变化规律连续生产作业线
Ac3以上，碳钢应选950-1000℃，保温4-6h。渗铝层中的铝浓度从钢外表面向里逐渐下降，见图1.1。热浸铝和扩散渗铝都是可以连续作业的，见图1.2。扩散渗铝件在出炉后一般采用空冷处理，这样可以使晶粒细化，从而改善渗件的机械性能。渗铝结束后，用水将渗件表面杂物冲洗干净，晾干后包装人库。
1.2.2 粉末包埋渗铝工艺
粉末包埋渗铝工艺过程是:钢件表面除油除锈，渗铝剂的配制，装渗铝箱，加热渗铝，开箱清理渗铝件，成品人库。在渗铝前，钢件表面同样需要除油、除锈，去除方法与热浸渗铝除油除、锈方法相同[14]。与热浸渗铝所不同的是，粉末包埋渗铝对一些锈蚀不太严重的钢件，是不需要进行除油除锈处理的，在渗铝是可以把钢件直接装入渗铝箱中进行加热渗铝。这种渗铝方法非常简洁，被称为“带锈粉末包埋渗铝工艺”。因为在渗铝过程中，由于温度的原因，锈层内的氧化铁分解成氧和铁，由于氧与铝的亲合力大于氧与铁的亲和力，因此在去除锈层的过程中需要消耗一部分铝源。在钢件的氧化铁锈层被破坏后，渗铝剂中的铝原子可直接扩散钢得表面，通过长时间的高温反应逐渐形成渗铝层。渗铝剂由三部分组成：最主要的部分为铝源：Al粉或者Fe-Al 粉，二者之和占整个配方的50%-80%。铝源的粉末粒度为200目左右。Fe-Al粉通过电炉冶炼获得，Fe-Al粉中Fe粉占铝源45%-50%，杂质占5%左右，铝粉占大约50%左右。填充剂由Al2O3或陶土组成，粒度为180目左右。催渗剂大多使用卤盐，一般用NH4Cl，用量占渗铝剂配方比重的0.5%-1.5%。其余为填充剂的重量。渗铝剂配方见表1.1。把配好的渗铝剂与钢件按要求放进一个渗铝箱内，见图1.3。渗件要完全被渗铝剂包围，并将渗铝箱密封好。渗铝箱在1000℃条件下，保温4-6h，保温结束空冷或随炉冷却后取出渗铝箱，开箱后清除渗件表面杂物，水冲洗后干燥。为防止氧化，
表1.1 粉末包埋渗铝剂的三种配方
编号组分及含量组分粒度（目）
1 Al粉（50％-60％）+Al2O3(48％-37％)
+NH4Cl(1.5％)
Al粉：150-20
Al2O3粉：200
2 Fe-Al粉（78％）+Al2O3(20％)
+NH4Cl(1％-1.5％)
Fe-Al粉：150
Al2O3粉：200
3
Fe-Al粉（或Al粉）（74％-78％）
+Al2O3(22％-26％)+NH4Cl(1％-2％)
Fe-Al粉：150
Al2O3粉：200
箱盖在渗铝是铅封住。高温下箱内的气体可以从铅液中溢出，又可以防止外面空气进
人渗铝箱内。冷却时铅凝固又可以起密封作用[15]。
图1.3 渗铝箱结构
1.2.3感应渗铝工艺
感应渗铝工艺过程是:钢件表面喷砂处理，热喷涂铝层，涂防氧化层，感应加热渗铝，矫直与补漏，超声波探伤，成品入库。中频感应加热渗铝，一般情况下是针对长钢管渗铝[16]。与上述两种渗铝方法不同的是，感应渗铝前表面除油除锈只用喷砂一道工序即可完成。除油除锈过程选用一般喷砂方法就行，喷砂结束后用风去除钢件表面灰尘。热喷涂铝采用火焰喷铝工艺，具体喷涂参数为：乙炔瓶输出压力0.105MaP，氧气瓶输出压力0.112MaP，空压机输出压力0.42MaP，铝丝送进速度15-20Kg/h，喷铝层厚度0.12-5mm，喷枪口距钢件表面80-100mm。喷铝结束后钢件表面还要涂上一层水玻璃作为防氧化层，
中频感应加热渗铝装置见图 1.4。理论上感应渗铝可渗任意长的钢管，且只需要架起足够高的架子就行。渗铝时利用无级变速箱调速，钢管上下移动，移动速度为6m/h。在感应圈下面100-300mm处放一个预加热到1000℃的1-2m高的电阻炉，它的目的是为了延长渗铝时间，减少热应力，防止渗铝层崩裂。渗完后吊出钢管停留15-30
图1.4 感应渗铝加热装置
表1.2 钢管和电阻炉参数
钢管型号钢管规格（mm）
电阻炉温度
（℃）
电阻炉功
率（kW）
电阻炉电压
（V）
钢管移速
（m/h）
20钢Φ127×10×120001000 15 220 6
表1.3中频感应电源参数
功率（kW）电压（kV）电流（A）频率（Hz）感应温度（℃）75-80 40 250 1200 1000-1100
min再放下。渗铝装置及工艺参数见表1.2、表1.3。
在渗铝管冷却后，用砂轮打磨去除渗件表面残余杂物。如果发现有漏渗可用NiCr 高合金粉末火焰喷焊补漏。如果渗铝管有弯曲，可在自制的矫直机上矫直，检验的具体做法是12m长管子拉直线，二者的最大间隙不大于9mm为合格，一根管子有时最少要矫5-6次才能成功。最后用超声波探伤，达到国际标准的2级为合格。
1.2.4 三种渗铝方法优缺点
以上三种渗铝方法各有优缺点，三种渗铝方法的比较见表 1.4，生产过程中要因地制宜，依据所用设备和技术条件，钢件的大小形状、生产成本、经济效益、客户的具体要求等因素采用合适的方法[17]。本节通过对渗铝工艺试验的研究，优化了20钢固体粉末包埋渗铝的工艺配方。
表1.4 三种渗铝方法比较
项目投资小小大
机械化程度高低中
渗件质量差好一般
生产效益高低较高
劳动强度小大较大
环境污染小大较大
技术难度大小小
产品占有率85 10 <5
漏渗情况多无少（可补焊）
渗层深度浅深浅
身兼形状中小件复杂形状中小件长钢管
1.3电解钕的现状及生产工艺
从上世纪80年代以来，稀土功能材料领域中，钕铁硼永磁材料从研制开发到进入全面商品化的进程非常迅速。到了上世纪90年代，由于电子信息技术行业的快速发展，钕铁硼永磁材料的生产呈现出一种迅速增长的态势。全球范围内烧结钕铁硼永磁材料的产量从1990年的1430t增长到1999年的10630t，年均增长28.5%；粘结钕铁硼永磁材料从1991年的400t增长到1997年的2100，年均增长31.8%[18]，由于钕铁硼永磁材料的生产量逐年提高，导致稀土钕的需求量和质量要求在逐年增加[19]，并在20世纪末到21世纪初需求量连年增长。
随着钕铁硼永磁材料的性能要求不断提高，相关钕铁硼永磁材料的生产企业对作为钕铁硼永磁材料核心原料的稀土钕的原材料质量、稳定性和一致性提出了更高的标准。同时，由于钕铁硼永磁体的应用领域不断扩大，生产企业在提供大量质优价廉的稀土钕方面也在不断探索[20]。
我国从上世纪70年代开始对氧化物电解制备稀土金属及合金进行研究。包头稀土研究院、长春应用化学研究所和北京有色金属研究总院在最开始就对这方面进行了大量研究。可惜的是由于电解槽材料、槽型结构等诸多设备问题，使得氧化物电解制备稀土金属及合金的计划搁浅，一直未能应用到实际生产中。一直到上世纪80年代，包头稀土研究院才成功解决了电解槽材料及槽型结构等设备问题，成功研制了敞开式氧化物电解槽，并且首次在工业环境下成功进行了氧化钕电解制取稀土钕和钕铁合金的试验[21]。现如今该电解槽已得获国家发明专利。到目前为止，国内大多数稀土生产企业将该工艺应用在实际工业生产中，并且该工艺还成为我国稀土钕工业化生产的唯一方法。
目前该电解工艺单槽生产规模为1800～2500A，通常称为3kA规模电解槽，其月生产稀土金属能力为1.7～2.3t。电解槽寿命大多不超过150d。
我国3kA氧化物电解法生产金属钕工业生产技术指标经过多年的不断努力已有一定的提高，其指标为:电流效率65%～78%；每千克金属钕电耗11～13 kW·h；每千克金属钕消耗氧化钕(包括氧化钕和电解质中氟化钕折合为氧化钕)1.25-1.27kg。
氧化物电解法制备金属钕产品质量是在钕铁硼永磁体性能不断提高，对金属钕产品中杂质含量要求不断降低的情况下不断提高的。目前我国金属钕产品的稀土总量为99%～99.7%；氧含量小于0.05%；氟含量小于0.03%；碳含量0.01%～0.10%；钨含量0.01%～0.05%；钼含量0.01%～0.05%。氧化物电解法制备金属钕产品纯度主要取
决于：①所用原辅材料的纯度；②电解工艺制度及操作的影响；③电解装置和操作工具在电解过程中带入非稀土杂质的影响等。
3kA规模氧化物电解槽应用于生产金属钕在我国虽有十几年的时间，但仍属于开发中的技术。目前主要存在以下几方面的问题:
(1)由于这种电解槽规模较小以及其固有的槽型特点，导致电解生产过程中电解工艺参数无法实现稳定控制，严重地影响了生产工艺和产品质量的稳定。
(2)辅助设备落后，机械化水平低，限制了我国现有氧化物电解生产整体工艺技术水平的提高和发展。
(3)氧化物电解制备稀土金属所采用的氟化物电解质体系物理化学和电化学方面的基础研究虽然已进行了一些工作，但较系统的研究工作较少，尚有待于加强。
图1.5 电解钕生产流程
(4)欲形成较大规模生产只有采取增加现有小型电解槽数量的办法实现，不利于大规模工业化生产。
(5)目前氧化物电解制备稀土金属所用的氟化物电解质体系中稀土氧化物溶解度较低，其成本相对较高，给电解生产既带来一定的困难，无法更有效地降低电解质成本。因此，寻求廉价、大溶解度电解质体系是今后研究工作之一[22]。
电解生产稀土钕的工艺流程见图1.5。
1.4本项目的的目的及意义
由于电解生产Nd的过程中，弧状阳极压板在高温氟化物环境下腐蚀，造成产品铁的含量超标，且阳极压板的使用寿命只有17天左右，故本文研究了渗铝20钢在高温LiF-NdF3熔盐环境下的耐腐蚀性能，通过实验中反应的不用时间温度腐蚀产物的类型、腐蚀速率在不用时间温度下的变化规律以及减重动力学曲线，使得渗铝20钢阳极压板能替代原有的20钢阳极压板，提高其使用寿命，降低生产成本。
第二章试样的制备及实验研究方案的制定实验研究的总体方案步骤是将多块同一尺寸的20钢进行表面渗铝，渗铝样涂抹氟盐后在850℃、950℃分别保温不同时间后进行腐蚀结果分析，并与同样处理的未渗铝20钢作对比，得出结论。
2.1 渗铝样的制备
钢样：20钢（30mm×20mm×2 mm）。渗剂：20％铝粉，40％Al2O3，20％石墨，18％Fe2O3，1％NH4Cl。仪器：SX13-YBL型箱式高温电阻炉，渗铝罐。除油剂：丙酮。除锈剂：12%工业盐酸。砂纸：600目SiC砂纸。除油：除油剂采用丙酮有机溶液在室温下钢件浸泡20～30min，清洗干净即可。除锈：除锈剂采用质量分数为12%的工业盐酸，钢件可在室温下浸泡直到表面出现光亮的金属表面为止。除锈后用水冲去残留在金属表面的酸液，表面冲洗酒精后吹干。
2.1.1 渗铝方法及渗铝剂的选定
本实验采用的渗铝方法为固体粉末法，在上述三个渗铝方法中，可以看到固体粉末法机械化程度低，使用方便，且渗铝效果明显优于其他两种方法。固体粉末法渗铝的基本原理是热状态下活化金属原子的扩散渗透能力，在钢铁表面形成合金层的化学热处理过程[23]。具体做法是将被渗工件与固体粉末渗铝剂装入渗铝箱密闭，在加热炉内按一定要求进行加热、恒温，使产生一系列化学反应，让渗剂中的铝原子活化并渗透扩散到钢铁表层基体中，在表面形成具有特殊性能的Fe-Al合金层。由于高温扩散的工艺使铝表面钝化过程被强化，Al2O3层增厚，故使其防腐抗氧化功能远远超过不渗铝的钢。通过查找相关渗铝方法文献以及研究渗铝剂配方对于渗铝效果的影响，本实验采用的渗铝剂配方最终确定为20％铝粉，40％Al2O3，20％石墨，18％Fe粉，2％NH4Cl。
2.1.2渗铝前准备工作
用砂纸对试样表面打磨处理，将渗铝剂混合均匀后一并装入渗铝罐内，渗铝罐底部及上部填30-40 mm的渗剂层，每层试样中间放5-6mm渗剂，盖上渗铝罐内盖，内盖与外盖之间用高铝粘土密封，外盖用高铝粘土密封后放置阴凉干燥处24h去除多余水分。
2.1.3 渗铝
将渗铝罐装入箱式电阻炉内采用分段式加热的热处理工艺对渗铝罐加热，如
图2.1。先加热升温至200-300℃保温1 h，再升温至980℃保温8h，保温结束后，取出渗铝箱空冷至100℃，并开箱取出试样。试样取出后经过简单的清理使其表面呈现黑色，光洁、没有渗剂粘结。试样渗铝后所得到的渗层见图2.2，经测量渗铝层厚度约为0.3 mm左右。
图2.1 渗铝热处理曲线图2.2 渗铝20钢渗铝层组织
2.2 热腐蚀实验具体参数的制定
2.2.1 热腐蚀温度的制定
工厂生产电解钕的过程中，熔池内熔盐温度为1000℃左右，弧状阳极压板浸泡在熔盐内，用测温枪测得压板表面温度为950℃左右，考虑到实验过程中进行不同温度对腐蚀的影响的研究，故选用850℃和950℃两个温度。
2.2.2热腐蚀时间的制定
在实验进行初期，作者查阅相关资料，发现渗铝钢的在各种环境下的腐蚀实验的周期一般在100小时左右，且本试验要研究不用时间温度腐蚀产物的类型、腐蚀速率在不用时间温度下的变化规律以及减重动力学曲线，所以热腐蚀时间制定为1h、3h、5h、10h、20h、30h、50h、80h、100h。
2.2.3热腐蚀所用腐蚀剂及其配比的制定
在实验初期，作者进行调研时发现工厂生产电解钕的原料为Nd2O3，电解质为87.5％NdF3，12.5％LiF，生产过程中，熔池液面上方全部为电解质，弧状阳极压板受高温电解质熔盐的腐蚀，使用寿命不高，为了模拟实际生产环境下的腐蚀过程，故而腐蚀剂定为87.5％NdF3+12.5％LiF。
2.3热腐蚀试验方案的确定及腐蚀过程
2.3.1 热腐蚀实验准备
使用数显游标卡尺和电子天平测量每个渗铝样的尺寸和质量，进行编号，记录。
如表2.1。
表2.1 试样详细情况
编号质量（g）长度（mm）宽度（mm）厚度（mm）腐蚀面（cm2）
1 14.7
2 29.62 20.31 3.31 6.015822
2 13.74 30.06 19.97 3.15 6.002982
3 14.31 30.05 20.49 3.19 6.157245
4 14.39 30.0
5 20.55 3.34 6.175275
5 13.61 30.0
6 20.02 3.15 6.018012
6 13.86 30.0
7 20.11 3.19 6.047077
7 14.09 29.96 19.9 3.36 5.96204
8 14.11 30.06 20.43 3.17 6.141258
9 14.34 29.77 20.57 3.3 6.123689
10 12.79 30.06 19.62 3.01 5.897772
11 13.77 30.02 19.86 3.19 5.961972
12 14.1 30.01 20.27 3.31 6.083027
13 13.76 30.02 20 3.16 6.004
14 14.3 30.06 20.25 3.35 6.08715
15 13.91 29.99 19.76 3.3 5.926024
16 13.83 30.09 19.83 3.18 5.966847
17 14.49 29.95 20.5 3.33 6.13975
18 13.99 30.09 20.06 3.3 6.036054
19 13.18 28.9 20.15 3.11 5.82335
20 14.3 30.12 20.03 3.31 6.033036
21 13.99 29.71 19.97 3.35 5.933087
22 14.27 29.97 20.38 3.31 6.107886
23 13.74 30.08 20.27 3.13 6.097216
24 14.88 30.16 20.66 3.39 6.231056
25 13.89 29.78 19.83 3.35 5.905374
26 14.15 30.02 20.37 3.17 6.115074
27 14.61 30.11 20.25 3.36 6.097275
28 14.71 30.07 20.44 3.37 6.146308
29 14.02 29.99 20.35 3.32 6.102965
30 13.43 30.06 19.65 3.14 5.90679
31 14.06 30.04 20.38 3.18 6.122152
32 14.15 30.12 19.78 3.35 5.957736
33 14.45 30.08 20.43 3.34 6.145344
34 14.38 30.11 20.37 3.3 6.133407
35 13.41 29.95 19.77 3.13 5.921115
36 14.54 30.17 20.35 3.35 6.139595
37 13.95 30.12 20 3.17 6.024
38 14.75 29.78 20.45 3.35 6.09001
39 13.78 30.16 19.83 3.14 5.980728
40 13.83 29.89 20.3 3.16 6.06767
41 13.78 30.12 19.99 3.16 6.020988
准备渗铝样、腐蚀剂：87.5％NdF3，12.5％LiF粉末混合剂、中温电阻炉。将腐蚀剂加水搅拌成泥状，均匀涂抹在渗铝样的一侧表面，平均每面1.2g腐蚀剂，晾干后放在耐火砖上入炉。
2.3.2 热腐蚀实验方案
试样分为18组，每组两个样品，分别在850℃、950℃保温1、3、5、10、20、30、50、80、100h，为了每组样品质量相差不多，故将质量从小大排列差别小的为一组，其余留做备用。实验研究方案具体见表2.2。
表2.2 热腐蚀实验方案
温度时间试样编号
850℃1h
35
30 3h
2
23 5h
13
11 10h 39
41
20h 16 40
30h 6 25
50h 15 37
80h 18 21
100h 29 31
950℃
1h
7
12 3h
8
26 5h
10
14 10h
20
3 20h
9
34 30h
4
33 50h
17
36 80h
27
28 100h
38
24
一、红外光学玻璃与红外晶体材料光学特性： 1.晶体材料 晶体材料包括离子晶体与半导体晶体离子晶体包括碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包括Ⅳ族单元素晶体、Ⅲ～Ⅴ族化合物和Ⅱ～Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变化围比其它类型材料丰富得多。可以满足不同应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器材料。[1] 按部晶体结构晶体材料可分为单晶体和多晶体 ①单晶体材料 表1.1 几种常用红外晶体材料[1] 名称化学组成透射长波限/μ m 折射率/4.3μ m 硬度/克氏密度/(g·cm-3)溶解度 /(g·L-3)H2O 金刚石C30 2.48820 3.51不溶锗Ge25 4.02800 5.33不溶硅Si15 3.421150 2.33不溶石英晶体SiO2 4.5 1.46740 2.2不溶兰宝石Al2O3 5.5 1.681370 3.98不溶氟化锂LiF8.0 1.34110 2.600.27氟化镁MgF28.0 1.35576 3.18不溶氟化钡BaF213.5 1.4582 4.890.17氟化钙CaF210.0 1.41158 3.180.002溴化铊TLBr34 2.35127.560.05金红石TiO2 6.0 2.45880 4.26不溶砷化镓GaAs18 3.34(8μm)750 5.31不溶氯化钠NaCl25 1.5217 2.1635硒化锌ZnSe22 2.4150 5.27不溶锑化铟InSb16 3.99223 5.78不溶硫化锌ZnS15 2.25354 4.09不溶KRS-5TLBr-TLI45 2.38407.370.02 KRS-6TLBr-TLCl30 2.19357.190.01
铝电解电容的寿命 电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。希望有助于提高国人的知识水平。说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。仅供参考。 Chapter 1铝电解电容的特性 1.1 Circuit model （等效模型） The following circuit models the al uminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性） C A C c R P ESR L D = Anode capacitance (阳极电容) = Cathode capacitance(阴极电容) = Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻) = Series resistance, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感 = Over and reverse voltage 等效稳压管 The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数） The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加） The inductance L is the equivalen t series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数） The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加） The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the cap acitor’s surge voltage rating causes high。（D模拟过压及加反向电压时特性）Leakage current and a constant voltage-operating mode quite like the reverse conduction of a zener diode. Applications of reverse voltage much beyond 1.5 V causes high leakage current quite like the forward conduction of a diode. Neither of these operating modes can be maintained for long because hydrogen gas is produced, and the pressure built up will cause failure. （加到电容两端的反向电压不能大于1.5V） 1.2 Capacitance （电容的容量） The rated capacitance is the nominal capacitance and it is specified at 120 Hz and a temperature of 25°C. Capacitance is a measure of the energy storage capability of a capacitor at a given voltage. （额定容量：标称电压，120Hz, 25°C时测量）。 The capacitance decreases under load conditions and increases under no load conditions over time. When
作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 Al2O3晶体 氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ 材料基本性能： CaF2晶体
折射率： MgF2晶体 氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F 2
折射率： LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 材料性能：
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? 寿命计算式
A) DC加载保证品 B) 纹波电流加载保证品 C) 螺丝端子型(额定电压350V以上) 螺丝端子型(额定电压 以上) D) 导电性高分子电容器
? 温度测定方法
A) 周围温度测定方法 B) 单元中心发热温度测定方法 1) 单元中心温度测定 2) 周围温度/电容器表面温度测定 3) 纹波电流测定 >>> 发热温度计算
注意事项
纹波电流频率修正系数与温度修正系数使用方法
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A) DC加载保证品 ) 加载保 品
Lx L = Lo × 2
Tx ? To 10
×2
? ?T 5
Lx (hrs):推定寿命 Lo (hrs):保证寿命 Tx (℃):最大可能周围温度 To (℃):实际使用周围温度 ( ) 纹波电流发热温度 ⊿T (℃):纹波电流发热温度 <应用系列> 贴片型:全般 引钱型:SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ 引钱型 SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ SME-BP/KME-BP/LLA
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第二章 晶体结构与晶体中的缺陷 1、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9％。 解：设球半径为a ，则球的体积为4/3πa 3，求的z=4，则球的总体积（晶胞）4×4/3πa 3，立方体晶胞体积：33216)22(a a =，空间利用率=球所占体积/空间体积=74.1%， 空隙率=1-74.1%=25.9%。 2、金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为1.74克/厘米3，求它的晶胞体积。 解：ρ=m/V =1.74g/cm 3，V=1.37×10-22。 3、 根据半径比关系，说明下列离子与O 2-配位时的配位数各是多少? 解：Si 4+ 4；K + 12；Al 3+ 6；Mg 2+ 6。 4、一个面心立方紧密堆积的金属晶体，其原子量为M ，密度是8.94g/cm 3。试计算其晶格常数和原子间距。 解：根据密度定义，晶格常数 )(0906.0)(10906.094.810023.6/(43/13/183230nm M cm M M a =?=??=- 原子间距=)(0641.02/0906.0)4/2(223/13/1nm M M a r ==?= 5、 试根据原子半径R 计算面心立方晶胞、六方晶胞、体心立方晶胞的体积。解：面心立方晶胞：333 0216)22(R R a V === 六方晶胞（1/3）：3220282/3)23/8()2(2/3R R R c a V =???=?= 体心立方晶胞：333033/64)3/4(R R a V === 6、MgO 具有NaCl 结构。根据O 2-半径为0.140nm 和Mg 2+半径为0.072nm ，计算球状离子所占据的体积分数和计算MgO 的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？ 解：在MgO 晶体中，正负离子直接相邻，a 0=2(r ++r -)=0.424(nm) 体积分数=4×(4π/3)×(0.143+0.0723)/0.4243=68.52% 密度=4×(24.3+16)/[6.023×1023×(0.424×10-7)3]=3.5112(g/cm 3) MgO 体积分数小于74.05%，原因在于r +/r -=0.072/0.14=0.4235>0.414，正负离子紧密接触，而负离子之间不直接接触，即正离子将负离子形成的八面体空隙撑开了，负离子不再是紧密堆积，所以其体积分数小于等径球体紧密堆积的体积分数74.05%。 7、半径为R 的球，相互接触排列成体心立方结构，试计算能填入其空隙中的最大小球半径r 。体心立方结构晶胞中最大的空隙的坐标为（0，1/2，1/4）。 解：在体心立方结构中，同样存在八面体和四面体空隙，但是其形状、大小和位 置与面心立方紧密堆积略有不同（如图2-1所示）。
氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石，Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ CaF2晶体 折射率：
氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F2
LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 材料性能： YVO4晶体 钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离器、环形器、分光器，
铝电解电容器寿命的计算方法 LIFETIME CALCULATION FORMULA OF ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITORS 铝电解电容的寿命的计算公式 1. Lifetime Calculation Formula 寿命计算公式 L : Life expectancy at the time of actual use. 实际使用平均寿命 Lb : Basic life at maximum operating temperature 最大工作温度下的基本寿命Tmax : Maximum operating temperature 最大工作温度 Ta : Actual ambient temperature 实际环境温度 ΔTjo : Internal temperature rise when maximum rated ripple current is https://www.doczj.com/doc/0911911774.html,R, USC, USG : 10℃VXP : 3.5℃Other type : 5℃ 加上最大额定波纹电流后，电容器的内部温升USR, USC, USG :：10℃VXP ：3.5℃其它类型：5℃ ΔTj : Internal temperature rise when actual ripple current is applied. 加入实际波纹电流后，电容内部的温升 F : Frequency coefficient 频率系数［这个不李理解］ Io : Rated ripple current at maximum operating temperature 最高工作温度时的额定波纹电流 I : Actual ripple current 实际波纹电流 2. Ambient Temperature Calculation Formula 环境温度计算公式 If measuring ambient temperature (Ta) is difficult, Ta can be calculated from surface temperature of the capacitor as follows. .Ta = Tc –ΔTj/α如果测量环境温度Ta有困难，Ta可以根据电容器的表面温度按下式计算：Ta = Tc –ΔTj/α Ta : Calculated ambient Temperature 计算所使用的环境温度 Tc : Surface Temperature of capacitor 电容器的表面温度 α : Ratio of case top and core of capacitor element ［此处不太理解］ CaseφD ≤ 8 10,12.5 16, 18 20, 22 25 30 35 α 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 3. Ripple Current Multiplier 额定电流系数 (1) Temperature coefficient 温度系数 Temperature coefficients are shown as below. 温度系数选取如下：
铝电解电容器与温度之间的关系 BIT 销售经理郑淋先生 现如今市场上铝电解电容器的温度标准有85度、105度、125度、130度等几种，很多工程师的选择的时候不是很在意这个问题，所以就会导致很多时候电容没用多长时间就出问题。 铝电解电容器作为电子产品的重要部件，在电路中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状况与整体产品的寿命息息相关。当电路中铝电解电容器发生损坏，特别是铝电解电容器爆炸，电解液外溢时，那到底是电容器的质量出问题还是整体线路设计不合理呢？了解铝电解电容器的寿命与温度之前的关系，能为电子工程师提供一些判断依据。 阿列纽斯方程是用来描述化学物质反应速率随温度变化关系的经验公式。电解电容内部是由金属铝等和电解液等化学物质组成的,所以电解电容的寿命与阿列纽斯方程密切相关。 阿列纽斯方程公式：k=Ae－Ea/RT或lnk=lnA—Ea／RT(作图法) K化学反应速率, R为摩尔气体常量， T为热力学温度，
Ea 为表观活化能， A 为频率因子 根据阿列纽斯方程可知,温度升高，化学反应速率（寿命消耗）增大，一般来说，环境温度每升高10℃，化学反应速率(K 值)将增大2-10倍，即电容工作温度每升高10℃，电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降10℃，其寿命增加一倍，所以,环境温度是影响电解电容寿命的重要因素 根据阿列纽斯方程结论可知，铝电解电容器使用寿命与温度之间的计算公式如下 L=L 0×2T0?T110 L:环境温度为T1时铝电解电容器的使用寿命，单位：H L 0：额定寿命，单位：H T 0：额定最高使用温度，单位：℃ T 1：环境温度，单位：℃ 举例说明：如果产品的额定温度为85度，2000小时的额定寿命，那么如果环境温度在55度时，铝电解电容器的使用寿命则为16000小时（约1.8年），那换成BIT 的铝电解电容器呢，那么同样是85度的产品，那使用寿命则为24000小时（约2.7年），
氧化铝晶体（白宝石，蓝宝石， Al2O3）是一种很重要的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方面，它具有如下优良的特性： (1)光透过范围从300nm到5.5μm (2)3-5μm波段红外透过率大于85% (3)具有高硬度，高透过率,抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的能力 (4)优良的热传导性能 (5)低散射率0.02在λ=26到31μm，880℃ CaF2晶体 氟化钙晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 折射率：
氟化镁晶体被应用在环境要求很苛刻的光学系统中，它的透过波段为0.11μm--8.5μm。辐照不会导致色心的产生，它有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通常的切向为光轴垂直于晶片表面。 氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性： (1)、在真空紫外到红外(0.11～8.5μm)波段有很高的透过率. (2)、抗撞击和热波动以及辐照 (3)、良好的化学稳定性. (4)、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中 (5)、四方双折射晶体性能，可用于光通讯. (6)、UV 窗口材料 Ba F2
折射率： LiF 氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特性： 1、在真空紫外到红外(0.12-6μm)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。
YVO4晶体 钒酸钇晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离器、环形器、分光器，还有其它的偏振光学器件等。 钒酸钇是用提拉法生长的正向单轴晶体,具有较好的机械和物理特性，宽的透过范围和大的双折射率使它成为了理想的光偏振组件。在许多的应用方面，它是方解石和金红石的多种应用优良的人造的替代品，如光纤光学隔离器和循环器、分束器，格兰起偏器以及其它起偏器等。 与其它双折射晶体相比较: 与方解石相比，钒酸钇具有更好的温度稳定性及物理和机械特性。方解石易潮解和低硬度是使得很难得到高光学质量晶体。 与高硬度的金红石 (TiO2)相比，钒酸钇更易于进行光学表面加工，这也就相应降低了加工成本，尤其对批量生产来说。 与铌酸锂相比，它们具有相似的机械和物理性能，钒酸钇的双折率确比铌酸锂大三倍，这使得设计更加紧凑。 ZnS晶体和ZnSe晶体 硫化锌和硒化锌（ZnS和ZnSe）晶体具有如下优良的特性，是一种很重要的光学晶体，特别是应用于远红外波段。 CVD ZnSe的透光范围为0.5μm--22μm，用于高能CO2激光。单晶的ZnSe具有更低的吸收，从而更适合CO2光学系统。
稀土合金的研究进展 作者：濮军指导教师：吴根华 （安庆师范学院化学化工学院，安庆246011） 摘要：稀土元素独特的 4f 层电子结构使得稀土金属或合金具有耐腐性、高磁性、超导性、光电转化等许多显著的物理、化学性质，在新型功能材料开发研究中占重要地位。稀土合金是指含有稀土金属的合金，稀土合金作为一种重要的材料广泛的运用在各国的钢铁及其他工业生产中,稀土合金已经被广泛地应用于纳米材料的合成，而且稀土金属热还原法制取单一稀土金属的重要原料, 此外，它还运用于各国军事工业上，如隐形涂料等等，近年来利用稀土镁、铝合金等材料的特性也不断开发出多种新用途。因此，稀土材料合金越来越受到国际社会的关注。 关键词：稀土合金；络合物；功能材料；稀土材料；应用；磁性材料；研究性能 引言 稀土，系指元素周期表中第ⅢB族镧系元素以及与镧系元素在化学性质上相近的钪和钇，共计17种元素。是芬兰学者加多林(Johan Gado1in)在1794年发现的[1]。 稀土合金的作用非常之大，特别是在钢铁方面，出现了众多与稀土有关的课题，炉外精炼、模铸、连铸等不同工艺的稀土应用领域，极大地推动了稀土处理钢生产的发展。 我国拥有丰富的稀土资源，所以对稀土合金及其材料的研究显得尤其重要。近年来已经开发出像Mg-Y-Ce 稀土阻燃镁合金、Ni-Nd-P 稀土合金薄膜等多种稀土合金材料。 1 稀土元素的性质 1.1 稀土元素的一般性质 在过渡元素中，稀土元素是强化学活性的金属，它们的氧化还原电位较负，从-2.52V(镧)到-1.88V(钪)[2]，电离能较低，它们的第一电离能接近于碱金属，它们的电负性也在钙附近，这足以说明它们是活泼的金属，稀土金属是强还原剂，有较大的氧化物生成热，它能将铁、钴、镍、铜等金属氧化物还原成金属，稀土金属能与周期表中绝大多数元素作用，形成非金属的化合物和金属间化合物，稀土金属还能分解水，在冷水中作用缓慢，在热水中作用较快，并迅速地放出氢气：
TO : PI Electronics HK Life Estimation Formula ?For Input Filtering (ripple frequency 100 - 120Hz) : 160V or Higher Rated Voltage Available to apply KMG, KMH, KMM, KMQ, SMH, SMM, SMQ and some other series for input filtering .........................................................................…........... Page 2 - 4?For Output Filtering (ripple frequency 10k - 100kHz) : Low-ESR Radial Type Capacitors up to 100V Rated Voltage Available to apply KY, KZE and KZH series for output filtering ................................… Page 5 Available to apply LXJ, LXV, LXY, LXZ, KMY series for output filtering.................... Page 6 - 8?For Snap-ins and 105o C Radial up to 100V rated items ..................................... Page 9 Available to apply KMH and SMH series for Snap-ins Available to apply KMQ, KMG, KME, KMF series for 105o C Radial ?For other types, general use capacitors .............................................................. Page 10 Available to apply Chip, 5mm height, 7mm height, Other Radial ?Appendix ..................................................................................................................... Page 11, 12 Nippon Chemi-Con Corporation Revised May03, 2004 HCC Engineering Koh Ohno
一、红外光学玻璃与红外晶体资料光学特性： 1. 令狐采学 2.晶体资料 晶体资料包含离子晶体与半导体晶体离子晶体包含碱卤化合物晶体, 碱土—卤族化合物晶体及氧化物及某些无机盐晶体。半导体晶体包含Ⅳ族单位素晶体、Ⅲ ～Ⅴ族化合物和Ⅱ ～Ⅵ族化合物晶体等。离子型晶体通常具有较高的透过率, 同时有较低的折射率, 因而反射损失小, 一般不需镀增透膜, 同时离子型晶体光学性能受温度影响也小于非离子型晶体。半导体晶体属于共价晶体或某种离子耦合的共价键晶体。晶体的特点是其物理和化学特性及使用特性的多样性。晶体的折射率及色散度变更规模比其它类型资料丰富很多。可以满足不合应用的需要, 有一些晶体还具备光电、磁光、声光等效应, 可以用作探测器资料。[1] 按内部晶体结构晶体资料可分为单晶体和多晶体 ①单晶体资料 表1.1 几种经常使用红外晶体资料[1] 名称化学组成透射长波 限/μm 折射率 /4.3μm 硬度/克氏密度 /(g·cm3) 溶解度 /(g·L3)H2 O 金刚石 C 30 2.4 8820 3.51 不溶锗Ge 25 4.02 800 5.33 不溶硅Si 15 3.42 1150 2.33 不溶石英晶体SiO2 4.5 1.46 740 2.2 不溶兰宝石Al2O3 5.5 1.68 1370 3.98 不溶氟化锂LiF 8.0 1.34 110 2.60 0.27 氟化镁MgF2 8.0 1.35 576 3.18 不溶氟化钡BaF2 13.5 1.45 82 4.89 0.17
氟化钙CaF2 10.0 1.41 158 3.18 0.002 溴化铊TLBr 34 2.35 12 7.56 0.05 金红石TiO2 6.0 2.45 880 4.26 不溶砷化镓GaAs 18 3.34(8μm)750 5.31 不溶氯化钠NaCl 25 1.52 17 2.16 35 硒化锌ZnSe 22 2.4 150 5.27 不溶锑化铟InSb 16 3.99 223 5.78 不溶硫化锌ZnS 15 2.25 354 4.09 不溶KRS5 TLBrTLI 45 2.38 40 7.37 0.02 KRS6 TLBrTLCl 30 2.19 35 7.19 0.01 ②多晶体资料 表1.2红外多晶资料[1] 资料透射规模 /μm 折射率 /5μm 硬度/克氏熔点/℃密度 /(g·m3) 在水中溶 解度 MgF2 0.45～9.5 1.34 576 1396 3.18 不溶 ZnS 0.57～15.0 2.25 354 1020 4.088 不溶 MgO 0.39～10.0 1.7 640 2800 3.58 不溶 CaF2 0.2～12.0 1.37 200 1403 3.18 微溶 ZnSe 0.48～22 2.4 150 5.27 不溶 CdTe 2～30 2.7 40 1045 5.85 不溶 经常使用的红外单晶资料包含Ge、Si、金红石、蓝宝石、石英晶体、ZnS、GaAs、MgF2、NaCl、TlBr、KHS6(TlBrTlCl) 和KHS5(TlBrTlI) 等，具有熔点高、热稳定性好、硬度高、折射率和色散化规模年夜等优点，但晶体尺寸受限、成秘闻对较高。经常使用的红外多晶包含MgO、ZnS、ZnSe 和CdTe、MgF2多晶和CaF2等，具有本钱低、可制备年夜尺寸及庞杂形状的优点。适用于中红波段的玻璃光学元件主要包含铝酸盐玻璃、锗酸盐玻璃和锑酸盐玻璃等体系，光学均匀性好、易于制成不合尺寸与形状，但其红外波段透射规模较窄、抗热冲击和机械冲击性能较差。塑料在近红外和远红外具有良好的透过率，但在中红外波段透过率较低；已实现实用化的塑料包含丙烯酸脂和聚四氟乙烯，前者在常温下用于红外发光二极管等的封装资料，后者用作2~7μm 波段呵护膜和小型民用红外激光器窗
一、电解电容寿命设计 本文主要是通过纹波电流的计算，然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度，在得到中心点温度后，也就是得到电容的工作点最高的问题后，通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。 首先，电容等效成电容、电阻（ESR ）和电感（ESL ）的串联。关于此请参考其他资料，接下来演示电容寿命计算步骤： 1 、纹波电流计算 纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数，在设计电容时候，我们必须首先确定下来电流的纹波大小，这和设计规格和具体拓扑结构相关。铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压，我们在选择好具体拓扑结构后，根据规格要求得到最小的电容值： 控制某一纹波电压所需的电容容值为： P: 负载功率（单位W ） 注意：这是应用所需要的最小电容容值。此外，电容容值有误差，在工作寿命期内，容值会逐步降低，随着温度降低，容值也会降低。 必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。 f main是电网电流的频率。 电容的放电时间则为：
充电电流的峰值为 dU 是纹波电压（U max – U min） 则充电电流有效值： 接下来计算放电电流峰值和有效值。 最后计算得出：整流模块后纹波电流： 这个有效值只是纹波电流的计算式，在复杂的市电输入的情况下，我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值，也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加，才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波，也就是需要将电流傅立叶分解。 2 、计算功率损耗 在得到纹波电流后，我们可以计算各阶电流的纹波损耗，然后将各阶纹波求和： 3 、计算电容中心点温度 得到功率损耗后，我们由电容的热等效模型（参考其他资料）计算中心点温度：
12氟化锂晶体的研究进展 【作者】范志达;王强涛;尹利君;陈刚;刘景和;李春;何庭秋 【机构】烁光特晶科技有限公司;长春理工大学材料科学与工程学院 【摘要】随着真空紫外光学技术的发展,在深紫外波段透过率最高、截止波段最短的氟化锂晶体重新引起人们的关注。本文结合LiF晶体本身的物理化学性质,综述了氟化锂原料制备工艺、晶体生长方法的研究进展及存在的问题。以提高氟化锂光学元件质量为出发点,总结了原料纯化、晶体生长、加工工艺对光学元件质量的影响和有效的解决措施。更多还原 【关键词】氟化锂晶体;光学元件;晶体生长【文献出处】硅酸盐通报, Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 编辑部邮箱, 2010年04期 网站：中国知网 数据库：中国学术期刊网络出版总库 检索方式：句子检索 13二氟亚甲氧基化合物对液晶低温黏度的影响 【作者】刘运;张智勇;任占冬;戴志群;未本美;宣丽 【机构】武汉工业学院化学与环境工程学院;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 【摘要】液晶显示(LCD)的响应速度与液晶材料黏度成反比关系。到目前为止,液晶低温黏度及其低温响应速度对温度依赖性大的问题一直没有解决,成为液晶显示技术与应用发展的瓶颈。文章利用二氟亚甲氧基烷基苯两环液晶化合物作为液晶组分和溶剂,探讨液晶化合物和液晶混合物的低温黏度行为及其对温度的依赖性。实验结果表明:二氟亚甲氧基烷基苯两环液晶化合物不仅能有效降低液晶的低温黏度,减小液晶低温黏度对温度的依赖性,而且可作为液晶溶剂和液晶组分配置液晶组合物,有效地降低液晶材料的低温黏度和减小低温黏度对温度的依赖性。更多还原 【关键词】二氟亚甲氧基烷基苯;液晶材料;低温黏度;温度依赖性 【文献出处】液晶与显示, Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 编辑部邮箱, 2010年04期 网站：中国知网 数据库：中国学术期刊网络出版总库 检索方式：句子检索 14高效液相色谱-质谱联用法分析3-氨基-9-乙基咔唑柱前衍生化壳寡糖 【作者】郭文;张英;黄琳娟;王仲孚 【机构】西北大学生命科学学院;西部资源生物与现代生物技术教育部重点实验室
最近在网上寻找资料，获益非浅。不能光索取而不奉献，花了一周的时间，牺牲了晚上和周末，得罪了夫人。当然了，整理过程中，自己也有所提高。同时也呼吁大家行动起来，多总结经验形成文字。当然了，年轻人有所保留是可以理解的，毕竟为了减少竞争者；但是有些人说自己是退休者，为啥如此吝啬或障碍重重？ 网络是一个虚拟世界，现实生活已经有如此众多的虚伪，面子，为啥还要将其带入网络中呢？多么希望技术栏目中能恢复人与人间的真诚与无私奉献，体现出知识分子.学者.工程师的风范。当然，许多人不错，但是更多的人让我感觉差劲。我很少上网，也不愿与人争吵，只是提出个人的感受而已。 铝电解电容的寿命 电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。希望有助于提高国人的知识水平。说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。仅供参考。 Chapter 1铝电解电容的特性 1.1 Circuit model （等效模型） The following c ircuit models the aluminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性） C A C c R P ESR L D = Anode capacitance (阳极电容) = Cathode capacitance(阴极电容) = Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻) = Series resistance, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感 = Over and reverse voltage 等效稳压管 The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数） The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加） The inductanc e L is the equivalent series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数） The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加） The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the capacitor’s surge voltage rating causes high。（D模拟过压及加反向电压时特性）Leakage current and a constant voltage-operating mode quite like the reverse conduction of a zenerdiode. Applications of reverse voltage much beyond 1.5 V causes high leakage current quite like the forward conduction of a diode. Neither of these operating modes can be maintained for long because hydrogen gas is produced, and the pressure built up will cause failure. （加到电容两端的反向电压不能大于1.5V）
ASTM B117－2016 操作盐雾测试机的标准实验方法 本标准是在以固定称呼B117 来发行；而跟随在称呼之后的数字则表示为最早发行之年份或修订情况下的最后年份。括号内之号码则表示该版本经确认之最后年版。如果后面又加上括号内并含一希腊字母时则代表在最后版本确认后还有编辑上的修改。本标准已由国防部核准使用。 1. 范围 1.1 本实验方法包含了仪器、程序以及为了建立与保持盐水喷雾试验环境所要求之条件。附录X1描述可被使用之适合的试验机。 1.2 本实验并没有规定特定产品使用的测试标本或暴露期的类型，也没有规定对结果的解释。 1.3 以SI(国际公制单位)数据单位来表示的值被视为标准。以括号表示的英吋-磅单位只是相等的信息。 1.4 本标准并未指明试验方法上所产生之任何安全问题，该安全问题是引用本标准之使用者的责任。使用者应自行建立适当之安全卫生操作方法，并且在使用前决定应有的使用限制规定。 2. 参考文件 2.1 ASTM 标准 B 368－铜加速醋酸盐雾试验方法(CASS试验) D 1193－冷轧钢板的制备实践用于测试油漆、清漆、转换涂料，以及相关涂料产品 D 1193－规范试剂水 D 1654－涂漆或有镀层的试片在腐蚀环境下的评估方法 E 70－使用玻璃电极测量含水溶液的pH值之试验方法 E 691－进行实验室间研究的实践来确定测试方法的精度 G 85－改良盐水喷雾试验的实验 3. 重要性以及使用 3.1 本实验提供一个受控制之腐蚀环境，该环境被利用来让金属与镀金属的试件暴露于一特定试验室中而产生相关防腐蚀的讯息。 3.2 当使用独立的数据时，在自然环境中试验的预估很少与盐水喷雾的结果有所关连。 3.2.1 基于暴露于本实验所提供的试验环境，腐蚀发生的关系与推测并不常是可预料的。 3.2.2 只有在适当的确定长期环境暴露已被采用时，相互关系与推测应被考虑。