超声波对碳酸锂反应结晶过程的影响

第３期 收稿日期：２０１７－１２－２２基金项目：国家自然科学基金（５１５７４１２６）；国家重点研发计划（２０１６ＹＦＣ０４０１２０３）；国家科技支撑项目（２０１５ＢＡＢ１０Ｂ０１）作者简介：段绍君（１９９３—），男，湖南邵阳人，硕士研究生，主要研究方向为无机盐化工。

盐湖老卤反应结晶制备碳酸锂的研究段绍君，孙玉柱 ，宋兴福（华东理工大学国家盐湖综合利用工程技术中心，上海　２００２３７）摘要：随着新能源行业的快速发展，以碳酸锂为基础产品的锂工业具有广阔的前景。

以反渗透后的盐湖老卤和碳酸钠反应结晶生产碳酸锂的工艺过程进行了研究，考察了反应时间、反应温度、搅拌速度、加料速率、锂浓度、Ｎａ２ＣＯ３用量、Ｎａ２ＣＯ３浓度和洗涤次数等因素对碳酸锂收率和纯度的影响。

得到了最佳工艺条件：反应时间６０～７０ｍｉｎ，反应结晶的最佳温度８０～９０℃，搅拌速度２００ｒ／ｍｉｎ，加料速度１５ｍＬ／ｍｉｎ，Ｌｉ＋初始浓度和Ｎａ２ＣＯ３浓度分别为２５ｇ／Ｌ和２６０ｇ／Ｌ，碳酸钠用量为１１０％，洗涤４次后，纯度达到了工业级一级标准的要求。

关键词：碳酸锂；反应结晶；工艺优化中图分类号：ＴＱ１３１．１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）０３－０００５－０４ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＬｉｔｈｉｕｍＣａｒｂｏｎａｔｅＶｉａＲｅａｃｔｉｖｅＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｆｒｏｍＯｌｄＳａｌｔＢｒｉｎｅＤｕａｎＳｈａｏｊｕｎ，ＳｕｎＹｕｚｈｕ，ＳｏｎｇＸｉｎｇｆｕ（ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＳａｌｔＬａｋｅＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙｉｎｄｕｓｔｒｙ，ｌｉｔｈｉｕｍｉｎｄｕｓｔｒｙｂａｓｅｄｏｎｌｉｔｈｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｐｒｏｄｕｃｔｓｈａｓａｂｒｏａｄｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌｉｔｈｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｂｙｒｅａｃｔｉｖｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈｏｌｄｓａｌｔｂｒｉｎｅａｎｄｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｔｉｒｒｉｎｇｒａｔｅ，ｆｅｅｄｉｎｇｒａｔｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＬｉ＋，ｄｏｓａｇｅｏｆｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅａｎｄｗａｓｈｉｎｇｔｉｍｅｓｏｎｔｈｅｐｕｒｉｔｙａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｌｉｔｈｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓ６０～７０ｍｉｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ８０～９０℃，ｓｔｉｒｒｉｎｇｒａｔｅｗａｓ２００ｒ／ｍｉｎ，ｆｅｅｄｉｎｇｒａｔｅｗａｓ１５ｍＬ／ｍｉｎ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＬｉ＋ａｎｄＮａ２ＣＯ３ｗｅｒｅ２５ｇ／Ｌａｎｄ２６０ｇ／Ｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＮａ２ＣＯ３ｗａｓ１１０％ｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｄｏｓａｇｅ，ｐｒｏｄｕｃｔｓｃａｎｍｅｅｔｔｏｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｐｒｉｍａｒｙｓｔａｎｄａｒｄｓａｆｔｅｒｗａｓｈｉｎｇ４ｔｉｍｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｔｈｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅ；ｒｅａｃｔｉｖｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ 锂是一种轻金属，是一种良好的电热导体，拥有低的热扩散系数和高的电化学潜能，所有的这些特性使得其成为良好的储能材料。

2017年07月研究粗级碳酸锂提纯工艺过程及影响马晓平(青海锂业有限公司,青海格尔木816000)摘要：现代社会的发展对碳酸锂的应用非常广泛，在非常多的行业中被应用。

在日常的生产当中，以往碳酸锂的纯度已经不能满足生产的要求，所以随着科技的发展，工艺水平的进步，要将纯度不断进行提升。

因此，本文针对粗级碳酸锂提纯工艺过程及影响做出了进一步探究，对具体实验、除镁过程、蒸发过程做出了具体的分析。

关键词：粗级碳酸锂;提纯工艺;氧化分解碳酸锂为一种化合物原料，被广泛使用在了医药、冶金以及陶瓷等行业当中，是盐锂相关产品使用最为普及的一项产品。

高纯碳酸锂在电力科技技术、有机合成、存储食品、玻璃添加剂当中的用途非常广泛，并且十分重要。

现在随着时代和科技的全新发展，对碳酸锂进行提纯的浓度的要求正在不断提升，大部分初级碳酸锂已经不能迎合现在市场需求的要求，所以对粗级碳酸锂的探究要不断深入。

1实验部分1.1原料以及仪器在实验进行当中，所应用的具体原料为：使用盐湖卤水进行制作的粗级碳酸锂产品。

其所应用的具体仪器设备为：自动搅拌器、恒温水槽、流量计以及光度计、真空泵。

1.2氢化过程（1）取10g 重的粗级碳酸锂产品，将其放在500ml 的结晶器当中，其具有的固液质量比具体为1:20，二氧化碳的实际流动速度为1L/min ，氢氧化的温度分别为10、15、20、25、30、40℃。

在实施氢化150min 之后进行抽滤，在测定液体当中含有的锂以及镁离子的实际含量之后，对氢化的温度对碳酸锂以及杂质镁进行溶解的过程所产生的影响进行观察。

通过对氢化温度对碳酸锂以及杂质镁进行溶解产生的影响进行细致的分析，实际温度对该反应的速率以及气体和液体的传质均有非常严重大的影响[1]。

温度越高，实验进行反应的速率便会越快，但是在反应物当中存在的二氧化碳以及li 2CO 3和最终的产物liHCO 3，进行溶解的又会升高的温度而减少，减少传介进行推动的力，减缓了反应速率。

工业级碳酸锂质量标准
工业级碳酸锂是一种重要的锂盐化合物，广泛应用于锂离子电池、玻璃陶瓷、
医药和冶金等领域。

为了确保工业级碳酸锂的质量，制定了一系列的质量标准，以保证其在不同应用领域的稳定性和可靠性。

首先，工业级碳酸锂的外观应为白色结晶粉末状，无明显杂质和异物。

其化学
成分应符合国家标准或合同约定的要求，含量应高于一定的标准值，以确保其纯度达到工业应用的要求。

其次，工业级碳酸锂的溶解度也是一个重要的质量指标。

在不同的工业生产过
程中，工业级碳酸锂需要具有一定的溶解度，以确保其在生产过程中的溶解性和反应性符合要求，从而保证产品的质量和稳定性。

此外，工业级碳酸锂的颗粒度和比表面积也是重要的质量标准之一。

颗粒度的
大小和均匀性直接影响着其在生产过程中的溶解速度和反应速度，因此需要严格控制其颗粒度和比表面积，以满足不同工业生产的要求。

另外，工业级碳酸锂的杂质含量也是一个重要的质量指标。

杂质的含量过高会
直接影响其在生产过程中的稳定性和可靠性，因此需要严格控制其杂质含量，以确保产品的质量和稳定性。

最后，工业级碳酸锂的包装和储存也是至关重要的。

合适的包装和储存条件可
以有效地保护工业级碳酸锂的质量，防止其受到外界环境的影响，从而确保其在使用过程中的稳定性和可靠性。

综上所述，工业级碳酸锂的质量标准涉及到外观、化学成分、溶解度、颗粒度、杂质含量、包装和储存等多个方面。

只有严格按照这些标准要求生产和检验，才能确保工业级碳酸锂的质量稳定可靠，满足不同工业领域的需求。

超声波在锂电池焊接中的实践探索摘要：在介绍超声波焊接基本原理的基础上，从自身的锂电池焊接实践经验出发，重点从多角度探讨了超声波在锂电池焊接中的应用问题，希望对于今后全方位提升超声波锂电池焊接质量有所帮助。

关键词：超声波焊接，锂电池焊接，焊接原理，稳定性在进行超声波的焊接环节中，并没有存在电阻焊接方式的电流通过相应的工件，同时，也并没有相应的电弧焊模式中的电弧出现，这样的过程并没有存在着母材熔化的情况。

利用超声波进行焊接处理中，并不需要进行电阻率、受热传导等方面的考虑，能够有效实现不同厚度的非铁的金属箔片的焊接处理，特别能体现出较好的铝、铜箔片的焊接质量，进而能显示出焊接的优势所在。

因此，结合锂电池行业的实际需求，超声波焊接工艺具有广泛的应用空间。

综上所述，超声波焊质量直接影响到电池的整体性能情况以及后续的使用寿命等，所以，应该严格控制其焊接标准，从而落实好产品质量性能、稳定性的要求。

1 超声波焊接基本原理开展超声波的金属焊接，则是通过超声波产生的机械振动能量，通过相应的压力影响，能有效实现焊头利用高频振动方式来进行能量传递处理，使其作用于被焊工件的界面，使其中间产生高频摩擦，进而转变为相应的工件相互间的摩擦以及形变，通过大量的温度升高，这样就能使得工件表面氧化层遭到破坏，而造成焊工件界面存在着塑性变形的状态，能存在着纯净金属贴合、原子扩散的情况，从而保障满足金属工件的固相连接[1]。

2 影响超声波焊接稳定性的主要因素2.1超声波焊接设备稳定性在具体的超声波焊接实践中，考虑到设备所具备一定的不稳定的情况，这样就会造成焊接存在较大的差异化问题。

这里选择所用的单位所采用的焊接设备由A、B两个公司所提供。

经过相关的对比来看，A公司的设备存在着波动比较大的输出功率的情况，这样则会造成焊接中存在着拉力测试不合格的问题，并会造成虚焊问题出现。

在具体的焊接环节中，一定要采用稳定的设备来确保满足关键工序要求。

同时，还应重视采用焊接机三联组的检测、测试等环节，并加强相应的每班巡检制度，并结合实际情况来推断出焊接机是否能够正常化的要求，其性能能否满足工况要求，并要求定期化开展相关的保养工作。

碳酸锂的形成过程碳酸锂是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用价值。

它可以通过多种方法制备，其中最常见的是通过化学反应形成。

下面将详细介绍碳酸锂的形成过程。

碳酸锂的形成主要是通过碳酸氢锂的热分解反应得到的。

碳酸氢锂是碳酸锂的前体物质，是一种无色结晶固体。

它可以通过将锂氢氧化物与二氧化碳反应制得。

锂氢氧化物是一种强碱，它与二氧化碳反应生成碳酸氢锂和水。

碳酸氢锂的热分解反应是一种放热反应。

当碳酸氢锂加热至一定温度时，它会分解成碳酸锂、水和二氧化碳。

这个温度被称为热分解温度。

碳酸氢锂的热分解温度约为600摄氏度，因此在实验室中，通常需要使用高温炉来进行热分解反应。

碳酸锂的热分解反应可以用化学方程式表示为：2LiHCO3 → Li2CO3 + H2O + CO2根据这个反应方程式，可以看出碳酸氢锂的分解产物有碳酸锂、水和二氧化碳。

实际上，碳酸锂的形成过程并不是单纯的分解反应，而是一个复杂的化学过程。

在热分解反应中，碳酸氢锂首先发生分解，生成碳酸锂的中间产物。

然后，这些中间产物进一步分解，生成最终的碳酸锂产物。

整个过程涉及到多个反应步骤和中间产物，其中的细节较为复杂。

碳酸锂的形成过程还受到许多因素的影响，如温度、反应时间和反应条件等。

温度是影响热分解反应速率的关键因素，较高的温度有助于加快反应速率。

反应时间也会影响产物的纯度和收率，较长的反应时间有助于提高产物的纯度。

此外，反应条件的选择也会对反应过程产生影响。

总的来说，碳酸锂的形成是一个复杂的过程，涉及到碳酸氢锂的热分解反应。

通过合理选择反应温度、反应时间和反应条件，可以控制碳酸锂的形成过程，从而得到高纯度的碳酸锂产物。

碳酸锂作为一种重要的化学物质，广泛应用于电池、陶瓷、玻璃等领域。

了解碳酸锂的形成过程对于合理利用和应用碳酸锂具有重要意义。

通过不断深入研究和探索，相信碳酸锂的形成机制将会得到更加全面和深入的理解，为碳酸锂的制备和应用提供更好的技术支持。

超声波对晶体溶解的影响及相关现象的探究
陈朴越; 孙景鑫
【期刊名称】《《电子制作》》
【年(卷),期】2013(000)008
【摘要】在超声波的作用下,乙酸钠晶体的溶解速率会发生骤然增加,且液体底部的未溶晶体会呈现出聚集,本文在大量科学实验的基础上,进行分析,研究,从微观角度解释了"声致发光"现象,探究了超声波对晶体溶解度的影响,并挖掘了超声波对晶体作用效果的实际应用价值。

【总页数】2页(P238-239)
【作者】陈朴越; 孙景鑫
【作者单位】西安电子科技大学微电子学院 710126
【正文语种】中文
【相关文献】
1.蒸发结晶与晶体溶解现象的可视化实验 [J], 房金宝;凌一洲
2.超声波对不同盐浓度下肌原纤维蛋白溶解性的影响 [J], 赵颖颖;李三影;田金凤;扶磊;贾丰鲜;李可;吴丽丽;白艳红
3.PFI及超声波预处理对阔叶木溶解浆纤维性能及其黄化过程的影响 [J], 史传菲;张红杰;程芸;朱荣耀;张文晖
4.超声波对氧气-水气液两相传质及表观溶解氧的影响 [J], 舒子刚;畅永锋;王伟;谢锋;张利波
5.尿石基质溶解对晶体溶解的影响 [J], 谭宝斌;林桂亭;徐寿增;许富亮;高佃军;郭振家;刘海涛;纪恩美
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doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.04.015超声波对Ni-Co-Al2O3镀层性能的影响张峻巍，苏建铭，王一雍，李艺，邵智聪(辽宁科技大学激光先进制造技术研发中心，辽宁鞍山114051)摘要：采用超声电沉积法在纯铜表面成功制备出性能良好的Ni-Co-Al2O3复合镀层，并讨论了超声波对镀层性能的影响机理。

结果表明，在适当的超声功率下，超声波主要是通过空化效应、射流效应等影响提高镀层的沉积速率、硬度及耐蚀性；当超声功率过高时，超声波无益于提高镀层性能。

关键词：Ni-Co-Al2O3复合镀层；超声波；空化效应；射流效应中图分类号：TB33 文献标志码：A 文章编号：1007-7545（2015）04-0000-00Effect of Ultrasonic on Property of Ni-Co-Al2O3 CoatingsZHANG Jun-wei, SU Jian-ming, WANG Yi-yong（Laser Advanced Manufacturing Technology Center, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051,Liaoning, China)Abstract: Ni-Co-Al2O3composite coatings were prepared by ultrasonic electro-deposition on copper surface. The mechanism of ultrasonic effect on property of Ni-Co-Al2O3 coatings was discussed. The results show that ultrasonic improves depositing rate, hardness and corrosion resistance of coatings under a proper ultrasonic power via cavitation effect and jet effect. Ultrasonic fails to improve coating’ property when ultrasonic power is too high.Key words: Ni-Co-Al2O3 composite coating; ultrasonic; cavitation effect; jet effect纳米复合镀层是利用纳米粒子的弥散强化作用以及对晶粒长大的抑制作用，使得复合镀层的硬度、耐蚀性等相比于传统镀层都有较为明显的改善，已经被广泛应用于制造业、光电产业、运输业[1-3]等。

超声波在材料检测中的声学机理一、超声波在材料检测中的重要性超声波检测是一种非破坏性检测技术，广泛应用于材料的无损检测领域。

它通过发射高频声波进入材料内部，并根据声波的反射、折射、散射和吸收等特性，来检测材料的内部结构和缺陷。

超声波检测技术具有高分辨率、高灵敏度、操作简便和成本低廉等优点，使其成为材料检测中不可或缺的工具。

1.1 超声波检测的原理超声波检测基于声波在不同介质中的传播特性。

当超声波从一种介质传播到另一种介质时，会发生反射和折射现象。

材料内部的缺陷或结构变化会引起声波传播特性的改变，从而被检测设备捕捉并分析。

1.2 超声波检测的应用领域超声波检测技术在多个领域都有应用，包括但不限于：- 金属材料的内部缺陷检测，如裂纹、孔洞和夹杂物。

- 非金属材料的完整性检测，如塑料、橡胶和复合材料。

- 焊接和连接部位的质量评估。

- 管道和压力容器的壁厚测量和腐蚀检测。

1.3 超声波检测技术的发展随着科技的进步，超声波检测技术也在不断发展。

现代超声波检测设备集成了先进的信号处理技术和图像显示技术，提高了检测的准确性和效率。

此外，自动化和智能化的检测系统也在逐渐成为研究的热点。

二、超声波在材料检测中的声学机理2.1 超声波与材料的相互作用超声波在材料中的传播涉及到多种声学现象，包括声波的发射、传播、散射、反射和吸收。

这些现象共同决定了超声波在材料检测中的有效性。

2.2 声波的发射与接收超声波检测通常使用压电换能器作为发射和接收装置。

压电换能器可以将电能转换为机械振动，产生超声波；同时，也能将接收到的机械振动转换为电信号，供分析使用。

2.3 声波在材料中的传播特性声波在材料中的传播速度取决于材料的密度和弹性模量。

在均匀材料中，声波以恒定速度传播；而在存在缺陷或结构变化的材料中，声波的传播速度和路径可能会发生变化。

2.4 缺陷的声学表征材料内部的缺陷，如裂纹、孔洞等，会引起声波的散射和反射。

通过分析这些声波的变化，可以推断出缺陷的位置、大小和形状。

第28卷 第7期2006年7月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.28 No.7 Jul.2006超声功率对合成LiNiVO 4纳米晶的影响曹丽云1,章川波2,张国运1,杨军胜1,吴建鹏3,贺海燕3,黄剑锋3(1.陕西科技大学化学与化工学院,咸阳712081;2.陕西科技大学资源与环境学院,咸阳712081;3.陕西科技大学材料科学与工程学院,咸阳712081)摘 要: 以NH 4V O 3、LiCl 和NiCl 2等为起始原料,采用声化学合成方法制备了LiNiVO 4纳米晶。

研究了超声功率对合成产物的物相、显微结构和合成活化能的影响。

结果表明:随超声功率增强,合成的L iN iV O 4纳米微晶颗粒纯度提高,粒度降低,当超声功率由100W 增加到300W 时,其合成活化能由96.2kJ/mol 降低到47.7kJ/mol 。

关键词: LiN iV O 4; 声化学法; 超声功率; 合成活化能中图分类号: T Q 174文献标志码: A 文章编号:1671-4431(2006)07-0005-04Influence of Ultrasonic Irradiation Power on the Phase,Microstructureand Synthesis Activation Energy of LiNiVO 4NanoparticlesCA O L i -yun 1,ZHAN G Chuan -bo 2,Z H ANG G uo -y un 1,YAN G Jun -sheng 1,W U Jian -p eng 3,HE H ai -yan 3,H UAN G J ian -f eng 3(1.School of Chemistry and Chemical Engineer ing ,Shanx i U niv ersity of Science and T echnolog y,X ianyang 712081,China;2.School of R esource and Environment,Shanxi U niversity of Science and T echnolog y,Xianyang 712081,China;3.Schoolof M aterials Science and Eng ineering,Shanx i U niversity of Science and T echnology,Xiany ang 712081,China)Abstract: Nano-cr ystallites of LiNiV O 4w er e prepared by a sonochemical technique by using NH 4VO 3,L iCl and N iCl 2as source mater ial.T he influence of ultrasonic irradiation po wer on phase,microstructure and synthesis activation energy of L iN-i VO 4nanopart icles was investigated.Results show that with the increase of ultrasonic irradiation power,the purit y of nanometer L iNiVO 4cr ystallites was impr oved w hile the particle size of LiNiV O 4decreased.T he sy nthesis activation energy of L iN iVO 4nanoparticles decreased from 96.2kJ/mol to 47.7kJ/mol with the ultrasonic irradiation po wer incr eased fr om 100W to 300W.Key words: L iNiVO 4; sonochemical method; ultr asonic irradiation power; synthesis activation energy收稿日期:2006-02-26.基金项目:陕西科技大学博士科研创新基金(ZX05-3).作者简介:曹丽云(1972-),女,博士生,副教授.E -mail:cao liyun@ 20世纪90年代以来,由于以LiCoO 2为正极材料的可充电锂离子蓄电池问世,对锂离子蓄电池以及对正负极、电解液和其它电极材料的研究就进入了一个新的阶段[1]。

锂电池超声焊接原理及影响因素焊接工序作为锂电池制造工艺中的关键一环，被应用于锂电池铝/铜正负集流体、极片以及电池封装等多个位置的连接，任何焊接接头缺陷都将显著影响锂电池性能的一致性。

因此，理解超声焊接过程十分必要。

1、超声焊接原理在超声焊接过程中，换能器把高频电信号转化为超声振动信号，高频振动通过焊接工具头传递到待焊金属表面，界面金属氧化膜在一定的压力和超声振动的剧烈摩擦作用下破碎，界面洁净金属接触并在摩擦和超声软化的共同作用下，进一步产生塑性流动和扩散使连接面积逐渐增大最终形成可靠的连接。

焊接接头的形成需经过两个阶段：过渡阶段和稳定阶段。

•过渡阶段为清除焊件表面膜和氧化物的短暂过程，稳定阶段为界面产生相互扩散并使相互扩散稳定的过程。

在过渡阶段，焊件表面氧化物膜由于强烈磨擦作用破碎，此时磨擦为主要热源，工件温度升高使工件材料屈服强度降低，有利于工件表面氧化膜破碎及发生塑性变形，对接头形成有重要作用。

•稳定阶段，金属接触表面变得平滑后摩擦作用减弱，热量由于产生塑性变形而在焊接界面聚集，在此过程中的热量是由工件的塑性变形过程产生，工具头施加的压力致使界面原子之间产生作用力而形成的金属连接过程。

焊接区域塑性变形工件与工件连接界面仅在压痕槽下方存在连接，接头连接界面的所有槽下方的连接长度求和得到接头连接长度的总和，称之为有效连接长度，也是塑性变形量的一个衡量指标。

焊接区域微观形貌2、超声金属焊接工艺参数研究超声金属焊接过程的主要工艺参数有焊接压力、焊接能量/时间、工具头振幅和工具、头齿纹与尺寸等。

（1）压力的影响焊接压力对焊接接头质量的影响显著，焊接接头强度随压力的增大先增加后减小。

焊接压力会改变焊接界面的滑动阻力，焊接压力较小会导致界面的滑动阻力较小，使摩擦产生的能量不足以让界面形成有效连接；焊接压力过大导致工具头下压过深，焊接界面金属产生相互咬合而影响了界面的相对运动，阻碍界面金属进一步连接，导致焊接接头的力学性能变差。

功率超声对硫酸铜结晶过程的影响作者：唐建伟来源：《消费导刊·理论版》2008年第12期[摘要]本文研究了超声波对硫酸铜结晶过程的影响，结果表明：增加超声波的功率可以增加溶解量、缩短诱导期、增大结晶速率、改变晶体的晶习。

在频率为40kHz时，超声波的引入可以明显地强化结晶过程，但随着功率的增大，对结晶过程的强化效果增强不明显。

[关键词]超声波硫酸铜结晶引言结晶是用于对物质进行分离和提纯的一个非常重要的单元操作，已经在很多领域中使用，如精细化工、制药、石油化工等。

影响结晶过程的因素很多，如溶液的过饱和度、杂质的种类及数量、搅拌速度以及各种物理场等[1]，本文以声场对结晶过程的影响作为研究内容。

硫酸铜具有很大的过饱度，在普通条件下结晶速率非常慢，不易结晶。

本文以硫酸铜体系研究对象，研究了在一定超声频率下，超声功率对结晶过程的影响，为超声在工业应用中提供一定的参考依据。

一、实验部分（一）药品和仪器硫酸铜；电子天平；超声波功率设备；80-2离心机（二）实验装置图实验装置主要有两部分组成：结晶装置和超声波发生装置。

（三）实验测定1．溶解度的测定：移取5mL60℃下的饱和硫酸铜溶液放入结晶器中，在60℃下静置10min，然后降温至35℃，引入超声波、加入一定量的晶种，结晶2h后取出固体干燥并称重。

超声波频率为40kHz，功率分别为30W、40W、60W、80W。

2．诱导期的测定：采用目测法测定硫酸铜在35℃时的诱导期。

移取5mL60℃下的饱和硫酸铜溶液放入结晶器中，在60℃下静置10min，然后降温至35℃，引入超声波、同时开启秒表，记录时间。

当观察到有可见晶体出现时，此段时间即为诱导期。

3．结晶速率的测定：通过测定单位时间、单位体积内结晶出的固体量来计算结晶速率。

移取5mL60℃下的饱和硫酸铜溶液放入离心管中，在60℃下静置10min，然后降温至35℃，引入超声波、同时加入晶种，结晶2min后取出固体干燥称重。

超声波结晶超声的应用可分为两类，一类是高频超声(频率范围为1～10MHz)，已在探测和医学领域获得了成功的应用，并在化合物的结构分析中发挥作用。

另一类是功率超声(频率范围为15～60kHz)，这类超声主要用于过程的强化。

近年来，超声场强化化学化工过程的研究十分活跃，超声在合成化学、高分子化学、电化学、萃取与浸取、乳化与破乳和凝聚等过程中的应用屡见报道，但对超声场强化结晶过程的研究却并不多，特别是超声用于溶液结晶过程的研究很少，且大多处于实验室研究阶段。

从文献报道看，这一领域的研究分为工艺性研究和机理研究两个方面，前者侧重超声波频率和超声场强度对产品质量和操作时间的影响；后者重点研究超声场对初级成核过程的影响。

本文从这两个方面介绍功率超声在结晶过程中的应用。

1 超声在结晶过程中的应用在结晶过程中引入超声波主要具有调节晶体粒度、改善粒度分布及缩短结晶时间的作用。

1.1 超声场对产品粒度和粒度分布的影响实验研究表明，功率超声可以使过饱和溶液中的固体溶质产生迅速而平缓的沉淀。

早在50年代，用10kHz的超声辐照普鲁卡因溶液与盘尼西林盐混合物，获得了细小而均匀的普鲁卡因盘尼西林晶体沉淀物，产品粒度为5～15mm，而采用常规方法获得的产品粒度为10～20mm。

丘泰球等[1]研究了蔗糖溶液在频率为6.5kHz、强度为0.6W·cm-2～4W·cm-2的超声场中的结晶过程。

结果表明，在外加声场作用下，成核过程可以在低过饱和度下实现，糖液成核数与超声场强度呈线性关系；超声成核法与其它起晶法相比，所得晶核均匀、完整、光洁，晶体尺寸分布范围窄，变异系数低。

在此研究基础上，超声波起晶器已开始付诸工业实施。

工业上起晶的方法有三种：自然起晶法、刺激起晶法和晶种起晶法。

前两种方法因不易控制已较少采用，晶种起晶法则要求所加晶种大小均匀、不含碎粒，否则，会严重影响成品的质量。

高大维[2]和赵茜等[3]发明了一种超声波刺激起晶法，用于蔗糖、葡萄糖和味精溶液的起晶过程获得了良好结果，与传统方法相比具有制晶种快、制得晶种数目稳定且粒子均匀整齐的特点，并在实验室条件下进行了育晶试验，结果表明，结晶生长过程平稳，晶形良好。

电池级碳酸锂质量标准电池级碳酸锂质量标准是指用于锂离子电池生产的碳酸锂的质量标准。

由于锂离子电池在当今社会中的广泛应用，对碳酸锂的质量要求也越来越高。

本文将以中括号内的主题为基础，一步一步详细回答相关问题。

一、碳酸锂的基本性质和用途首先，我们需要了解碳酸锂的基本性质和用途。

碳酸锂是一种白色结晶或粉末状的无机化合物，化学式为Li2CO3。

它是一种重要的锂盐，广泛用于锂离子电池、光学玻璃、冶金、陶瓷和化妆品等领域。

二、碳酸锂的生产工艺在介绍碳酸锂质量标准之前，我们先来了解一下常用的碳酸锂生产工艺。

碳酸锂通常通过两个主要工艺进行生产，即硫酸法和碳酸法。

硫酸法是指将锂含量较高的矿石或废料经过与浓硫酸反应，生成硫酸盐，再通过酸碱中和反应制得碳酸锂。

碳酸法则是将锂盐与稀盐酸反应，形成氯化锂，然后通过与重碳酸盐反应制得碳酸锂。

这两种工艺各有优缺点，但在碳酸锂生产中都需要遵循一定的质量标准。

三、碳酸锂质量标准的主要要求现在，让我们来详细了解碳酸锂质量标准的主要要求。

碳酸锂质量标准通常涉及以下几个方面：外观、化学纯度、杂质含量、颗粒度和水份含量等。

1. 外观：好的碳酸锂应该是白色结晶或粉末状，无杂质和明显的机械杂质。

2. 化学纯度：碳酸锂的化学纯度通常要求在99以上，高纯度的碳酸锂可提供更好的电池性能和更长的使用寿命。

3. 杂质含量：碳酸锂中常见的杂质包括钠、钾、镁、钙、铁、铜等，这些杂质的含量应尽量低于一定的限量标准，以避免对电池性能产生不良影响。

4. 颗粒度：碳酸锂的颗粒度对电池性能也有重要影响，一般要求颗粒度在2-8微米范围内，以提供更大的比表面积和更好的溶解速度。

5. 水份含量：碳酸锂中的水份含量应控制在一定的范围内，过高的水份含量可能会引起电池内潮湿或短路等问题。

四、碳酸锂质量标准的检测方法和监控为了确保碳酸锂的质量符合标准，需要进行一系列的检测方法和监控。

常用的检测方法包括：光谱分析、化学分析、元素分析、热重分析、颗粒度测试和水份含量测试等。

超声波对硫酸钠溶液结晶成核的影响陈霞;李鸿【摘要】Na2SO4 has a special dissolution and crystallization property. An induction time of Na2SO4 is measured under ultrasound both in heating and cooling crystallization. The interface energy value is calculated by classic formula. In order to investigate the dynamics of ultrasonic cavitation and ultrasonic effects on the thermodynamics and kinetics properties of crystallization, the micro-mechanism is analyzed from the ultrasonic cavitation bubbles motion process. With local high temperature and pressure when ultrasound bubbles collapse, the interface energy value is reduced and nucleation is hastened, indicating that the promotion of nucleation by ultrasound may occur in the process of compression or expansion.%利用硫酸钠特殊的溶解和结晶性质,在超声条件下测量硫酸钠溶液升温及降温结晶的诱导期,并依据经典公式计算界面张力值.通过对超声空化气泡运动过程的微观机理分析,探讨超声波对溶液结晶热力学和动力学的影响.分析表明,空化气泡崩溃时产生的高温高压环境,降低了界面张力值,促进溶液成核,并且超声波促进溶液结晶可能发生在空化气泡的压缩期和内爆期.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2011(044)009【总页数】5页(P835-839)【关键词】硫酸钠晶体;成核诱导期;超声空化;成核机理【作者】陈霞;李鸿【作者单位】天津大学理学院,天津300072;天津大学理学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】O426.4超声空化机制是溶液超声效应的主动力[1]，液体中的微小气泡核在声波作用下被激活，在声场的稀疏相和压缩相交替作用的过程中，空化气泡经历振荡、生长、收缩、溃陷等一系列动力学过程[2]．特别是在空化气泡的溃陷过程中，产生高温高压、冲击波和微射流对溶液介质造成一系列超声效应．超声空化产生的湍动效应[3]、微扰效应[4]、界面效应[5]、聚能效应[6]，综合作用使得传质过程中边界层减薄、传质速率增大，促进结晶过程．Na2SO4产品主要包括2种品级：芒硝(Na2SO4·10H2O)和无水硫酸钠．芒硝溶解时吸收热量，而无水硫酸钠溶解时放热．硫酸钠的溶解度与温度有着特殊的变化关系，其溶解度先随温度的升高而增加，经过最高位置后，反而随着温度的升高而降低，这是由它的吸热性质所决定的．对于超声空化的研究始于 1894年，Reyrolds首次观察到空化气泡．文献[7]奠定了超声空化气泡的理论模型．20世纪50年代，Noltingk等[8]建立了空化气泡的运动力学模型，并提出气泡快速闭合时引起“热点”效应．21世纪初，美俄科学家[9]共同发表了“气泡核聚变”实验的报告，使得超声空化研究倍受科学界关注．超声空化效应对溶液结晶过程中的一些基本物性数据[10]、溶解度[11]、介稳区[12]及诱导期[13]数据等都会有所影响，已有众多实验表明，超声波不仅能够显著地促进化学反应的速度和产率，使得一些平常不能进行的化学反应得以进行[14]，而且能够极大缩短许多物质结晶诱导期等[15]．超声空化促进成核是一个微观过程，直接实验验证非常困难．笔者研究利用硫酸钠溶液独特的结晶性质，通过测量超声波作用下硫酸钠溶液升温结晶和降温结晶成核诱导期，从全新的角度解释超声波促进溶液成核的微观机理．1 实验溶解度的测量：采用平衡浓度测定法，测定硫酸钠的溶解度曲线．某一温度下，在烧杯中加入无水硫酸钠晶体(用天平称取)和去离子水(用量筒量取)，使用机械搅拌桨搅拌 10,min(转速 150,r/min)，使晶体充分溶解，再称取少量硫酸钠加入，继续搅拌10,min，重复这一步骤直至加入的硫酸钠晶体不再继续溶解．诱导期的测量：分别配制不同温度下的硫酸钠饱和溶液，升温(或降温)至某一温度后，加入搅拌作用(转速 150,r/min)或者超声作用(功率 140 W，时间30,s/次，间隔 1,min)，观察溶液成核情况，通过目测观察记录首批成核时间得到搅拌或者超声波条件下诱导期(见表1和表2)．表1 硫酸钠降温结晶诱导期Tab.1 Induction time of Na2SO4 in cooling crystallization降温区间/℃ 搅拌诱导期/s 超声波诱导期/s 24→22 490 180 26→22 360 140 28→22 235 95 30→22 130 35 32→22 90 15表2 硫酸钠升温结晶诱导期Tab.2 Induction time of Na2SO4 in heating crystallization升温区间/℃ 搅拌诱导期/s 超声波诱导期/s 35→80 450 195 40→80 515 205 45→80 585 220 50→80 640 225 55→80 680 2402 结果与讨论2.1 硫酸钠溶解度硫酸钠溶解度曲线如图1所示，实验测得硫酸钠拐点温度为34,℃．当t＜34,℃时，硫酸钠在水溶液中的溶解度随着温度的升高而迅速增大，从过饱和硫酸钠溶液中析出单斜晶系芒硝Na2SO4·10H2O，芒硝溶解时吸收热量，根据热平衡移动原理，当温度升高时，平衡有利于向吸热的方向移动，所以在这段区间内随温度升高溶液中硫酸钠的浓度增大；温度超过34,℃以后，硫酸钠在水溶液中的溶解度随温度的变化很小，与饱和溶液平衡的固体是斜方型无水晶体硫酸钠，而无水硫酸钠溶解时放热，所以溶液中硫酸钠的浓度随温度的升高而降低．因此，当 t＞34,℃，硫酸钠溶液达到饱和时，就会有无水硫酸钠开始析出，这就决定了制取无水硫酸钠时可以采用升温的办法使溶液达到过饱和从而产生晶体．图1 硫酸钠的溶解度曲线Fig.1 Na2SO4 solubility curve2.2 硫酸钠结晶诱导期成核诱导期[16]定义为从过饱和状态形成的时刻到固相粒子出现并被检测到时刻的时间，这包括过饱和溶液中临界晶核出现的时间和晶核长大到能检测到的时间．诱导期受到温度、过饱和度、外场作用、存在的杂质和黏度等的影响．溶液的成核诱导期有两种测量方法，一种是测定相同初始浓度，不同终点温度得到不同过饱和度下的诱导期；另一种方法是测量不同初始浓度，相同的终点温度得到的不同过饱和度下的诱导期．由于笔者根据诱导期的数据计算界面张力值，因此采用后者来研究相同的终点温度、不同过饱和度差的硫酸钠溶液成核诱导期．相同条件超声波作用下的硫酸钠析晶的时间明显短于搅拌作用下的析晶时间，即超声波加速硫酸钠的成核过程．这是因为搅拌和超声波两者对于加速晶体的成核有着本质的不同，搅拌通过溶液对流是从宏观上加速分子的运动，而超声作用在微观上将液体介质进行压缩和拉伸并伴有空化产生的局部高温高压．在这局域热点附近溶液成为超临界状态[16]，液体的动态黏度系数，溶液的表面张力都大大降低[17]，促进成核过程．按照相生成的热力学理论[18]，在恒温下，lg tind与1/lg2 s之间应为直线关系，即式中：const为常数；tind为诱导期；σ为界面张力；V为分子体积；s为过饱和度比；t为溶液温度；k为玻耳兹曼常数．对测得的实验数据进行线性拟合，结果如图2所示，利用该直线的斜率α，可对界面张力值进行估算，即由硫酸钠摩尔质量 152,g/mol、密度ρ＝1.512,g/mL，可求得分子体积为V＝1.669,9×10-28,m3，分别将图 2(a)、(b)中直线与图 2(c)、(d)直线斜率代入式(2)可得到硫酸钠的界面张力值，见表3．图2 硫酸钠的诱导期拟合曲线Fig.2 Na2SO4 induction time fitting curves表3 硫酸钠界面张力值Tab.3 Na2SO4 interface energy values?界面张力值[19]是晶体成核和晶体生长中的一个基本物理量，界面张力值越小越有利于晶核的形成．两相间的界面张力和物质本身的性质有关，两相间分子的极性差越大，相间分子的力场不平衡越严重，表面能也越大．此外，两相间的界面张力还和物质的相态有关，一般情况下，液气相间的界面张力一般都比液液相间的界面张力更大[20]．根据表 3硫酸钠溶液成核诱导期的测量数据计算得到的界面张力值可知：温度越高界面张力值越小；相同温度下，外场作用为超声波的情况界面张力值小于搅拌作用情况，这都说明超声波促进溶液成核．2.3 微观分析实验表明，超声波能够缩短硫酸钠溶液的成核诱导期，下面具体讨论其微观机理．为了便于分析，建立模型如图3所示．硫酸钠的摩尔质量为152,g/mol，密度为1.512,g/cm3，1,mol硫酸钠的质量为152,g，体积约为 100.5 cm3,．根据实验结果，34,℃时，100 g水中能溶解质量为51.2,g硫酸钠晶体．要配成34,℃下1,mol饱和硫酸钠溶液需要水296.875,g，又因为水的摩尔质量为18,g/mol，则 296.875,g水约为 16.5,mol．忽略分子间隙，硫酸钠饱和溶液体积为 397.375,ml，饱和溶液中含有 Na2SO4分子约6.02×1023个，含 H2O 分子约9.933×1024个，可见，Na2SO4分子与 H2O分子的个数比例为2∶33，Na2SO4分子的体积约是 H2O 分子的5.6倍．超声波促进硫酸钠溶液成核，可能发生在空化气泡运动的3个阶段．(1) 空化气泡的膨胀期．随着空化气泡的膨胀，气泡表面液体蒸发，表面温度将下降．本文中对硫酸钠溶液进行了升温和降温结晶实验，结果都表明超声波作用下的硫酸钠溶液的成核诱导期小于搅拌的情况．所以空化气泡的膨胀期不是溶液成核的最佳时期，因为在硫酸钠升温结晶实验过程中，溶液的温度越高越有利于成核过程的发生，而空化气泡膨胀期的溶液温度是降低的．而且 Hunt等[21]实验发现，在空化气泡的膨胀期，成核过程是不易发生的．(2) 空化气泡的压缩期．当空化气泡膨胀到一定值后会反向收缩，空化气泡周围的物质分子在泡壁的带动下迅速地向中心聚集．泡壁周围的物质浓度急剧增加，按一般估计[22]当空化气泡的半径从初始R0＝0.33 μm 到最大值Rmax＝1.65,μm 时，体积变化Δ V =(4/3)π(R− ) ≈ 1 8.7 μm3．1,mol硫酸钠的饱和x溶液的体积为397.375,mL，饱和溶液中含有 Na2SO4分子约6.02×1023个，按照比例关系可推导出，空化气泡从初始半径膨胀到最大半径，约有2,000个Na2SO4分子附着在泡壁上面．由此设想，在空化气泡压缩期，如此多的分子聚集到中心附近，大量颗粒的定向向心运动将形成极大的局域过饱和度，为成核提供了强大动力，为溶液中的成核创造了可能性．从对硫酸钠溶液升温和降温结晶实验的诱导期数据可以看出，随着过饱和度比的增加，硫酸钠溶液诱导期明显缩短．所以超声波促进硫酸钠溶液成核有可能发生在空化气泡的压缩期．图3 空化气泡运动过程微观示意Fig.3 Sketch map of microscopic cavitation bubble motion process(3) 空化气泡的内爆期．当空化气泡聚集了足够的声能达到溃陷时，在极短时间内，在空化气泡周围的极小空间里，会产生 5,000,K以上的高温和大约5×107 Pa的高压，温度变化率高达109,K/s，空化气泡溃陷后在溶液内还会产生强烈的冲击波或时速达400,km的射流[23]．空化作用形成了局部的高温，高压热点，使其附近溶液呈现超临界流体的状态．超临界状态下，液体动态黏度系数大大降低，溶液表面张力减小．式中：μ为化学势；r*为临界半径；γs为成核的单位面积表面能．由式(3)[24]可知，在成核分子体积和相对浓度基本不变的情况下，成核驱动力ΔGV随温度的增大而增大．而ΔGV的增大，又降低了成核的自由能ΔGmax，即降低了成核势垒，成核的单位面积表面能γs也随之降低．由临界半径式(5)[24]可知，ΔGV的增大、γs的减小必然导致临界半径 r*的减小．由诱导期式(1)可知：超声波的作用使得诱导期 tind缩短，促进了成核过程．这与实验结果是吻合的，相同条件下，测得超声波作用的硫酸钠诱导期小于搅拌作用下的诱导期．由实验测得诱导期数据计算得到的界面张力值表明，外场作用为超声波情况的界面张力值小于外场作用为搅拌情况的界面张力值．空化气泡内爆期，界面张力值降低．由此得出结论：超声波促进硫酸钠溶液成核可能发生在空化气泡内爆期．3 结语超声波促进硫酸钠(Na2SO4)的升温结晶及降温结晶过程．利用测得的实验数据，计算相同的终点温度和不同的过饱和度差下的硫酸钠溶液诱导期，由诱导期与过饱和度比之间关系可得该温度下界面张力值，结果也表明超声促进溶液成核．对超声波作用下硫酸钠溶液的成核微观机理分析表明，超声波促进硫酸钠溶液成核，可能发生在空化气泡运动的压缩期和内爆期．【相关文献】［1］ Amara N，Ratsimba B，Wilhelm A M，et al. 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