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轻质耐高温六铝酸钙材料的制备及其性能研究
本文研究了轻质耐高温六铝酸钙材料的制备及其性能研究。
Ⅰ、研究现状
六铝酸钙，简称6LAC，是一种属于块状及其它粉末状态的氧化物冶金陶瓷材料，具有优异的物理力学性能，如优质的热稳定性、耐磨性及耐高温性等。
六铝酸钙的应用范围也比较广泛，如能源，包括炉内重组技术、超临界水及燃料中堆燃料熔融技术。
此外，六铝酸钙在航空航天、煤转换、光纤电、雷达及太阳能等领域也有着重要地应用。
Ⅱ、材料合成制备
为了实现轻质耐高温的6LAC材料，实验中使用Al2O3来替代部分的SiO2，目的
是增加6LAC材料中6LAC晶格常数，并将整体分子结构向高温型转变。
具体制备方法，研究者首先进行了对原料式元素进行定量比例组装，同时用乙醇酸乳液法和注射压力提取处理，然后采用自主设计的气冷失实干燥器进行反应物干燥，得到了六铝酸钙材料粉末，最后利用烧结工艺及动态氛围技术对得到的6LAC粉末进行固化烧成。
Ⅲ、性能研究
从气体比表面积、抗氧化性能以及抗高温性能等方面进行了系统的性能测试，结果表明，6LAC烧结体比表面积较拉曼光谱分析显示，含Al2O3 6LAC材料的比表面
积明显大于控制试样，表明研制的六铝酸钙材料具有更好的比表面积，其抗氧化性能的证明亦是如此。
测试结果还显示，烧结体下降温度曲线斜率大于控制试样，表明它具有更好的抗高温性。
Ⅳ、总结
本文以Al2O3替代SiO2的方式成功的制备出具有轻质耐高温的六铝酸钙材料，从
气体比表面积，抗氧化性能以及抗高温性能研究表明，研制的六铝酸钙材料具有更高性能，可用于炉堆内重组技术、超临界水及燃料中堆燃料熔融技术等方面的应用。
铝酸钙生产工艺简介1铝酸钙其本质就是水泥行业的高铝水泥熟料，之所以称做铝酸钙应该和近些年被广泛用于净水剂生产有关。
2其产品GB201-2000划分如下：当不是用于生产高铝水泥时，后三项指标可不必考虑。
3生产工艺铝酸钙的生产工艺类似于硅酸盐水泥熟料的生产工艺，因其生产规模通常较小，一般年产量在3~5万吨，因此多数生产工艺采用了中空窑进行煅烧生产，热耗在320~350kg/t。
近年来随着市场需求量的不断增加，其生产规模有逐步扩大趋势。
特别是水泥行业部分小熟料生产线淘汰后转产进入该行业。
目前国内年产量10万吨、20万吨、30万吨铝酸钙熟料生产线均有建成投产，并且生产稳定，产品质量良好。
3.1 原燃材料其对原材料的要求主要是石灰石品位要高，一般CaO应在52%以上，铝矾土要满足产品等级要求；采用煤粉作为燃料时，煤应用基低位发热量应在6500kcal/kg。
采用天然气更能满足使用要求。
3.2煅烧系统煅烧系统在低生产规模下考虑到投资的经济性，一般采用中空窑+单冷机系统，吨熟料热耗通常在320~350kg/t以上，主要原因是窑尾排放烟气温度太高，一般在600~800℃以上。
在较大规模的生产量时，有两种技术方案可以考虑，一是采用中空窑+中温中压余热发电系统+单冷机（或篦式冷却机）系统；一是采用一是采用预热预分解煅烧系统+单冷机（或篦式冷却机）系统。
采用前一方案，其余热发电量可以很好满足整个生产线包括熟料粉磨用电需要，在国内目前电价情况下是非常合适的方案，其综合能量利用效率最高。
采用后一种技术方案也是很好很先进的一种技术方案，其热利用率较高，吨熟料煤耗可控制在110~120kg/t，废气温度在320℃上下，如果资金条件允许，可以考虑建设低温余热发电，效益会更好。
在暂不考虑余热发电的情况下也可以比较经济的稳定生产运行。
3.3生料粉磨建议采用立磨系统，该系统可以利用废气余热作为烘干热源。
更主要的是立磨粉磨系统对原料的水分有较好的适应性，其原料水分可以高达15~20%。
液相共沉淀法合成六铝酸钙( C aA l12O19,简写为CA6)粉体及粒径的表征秦红伟(新乡学院, 河南省新乡市)摘要: CaAl12O19是新型隔热耐火材料。
采用液相共沉淀法,通过调节共沉淀反应的金属盐溶液浓度、溶液的pH、洗涤方式,制备出分散良好的超细碳酸钙、氢氧化铝的混合前驱体粉末,经1200℃煅烧2 h,得到超细粉末。
采用激光粒度分析仪分析产物粉末的颗粒的粒径,结果表明产物为具有CaAl12O19结构的结晶颗粒,粒径在nm。
关键词:液相共沉淀法;超细粉体; CaAl12O19Synthesis of CaAl12O19 used in mpregnatedi cathode by chem istry liquid phase Co- precipitationQin Hongwei(Xinxiang University, Henan Xinxiang, China)六铝酸钙（CaAl12O19，简写为CA6，矿物名称：黑铝钙石）是CaO-A12O3系中A12O3含量最高的铝酸钙相，其理论密度为3.38g/cm3，熔点高达1875℃。
六铝酸钙具有一系列的优良性能：与含氧化铁的熔渣形成固溶体的范围大，在碱性环境中有足够强的抗化学侵蚀能力，在还原气氛中高度稳定，主要结晶区大，在几种多元系统中有较低的溶解性。
此外，六铝酸钙的热膨胀系数为8.0×10-6/℃，与A12O3（8.6×10-6/℃）非常接近，这说明在两种材料之间的膨胀失配可能性低，两种原料可按技术要求以任何比例配合使用。
有研究表明：气孔平均孔径小于5μm的CA6多孔材料的热导率从常温至高温均保持在较低水平，其高温下的隔热性能可以与纤维材料媲美，可替代陶瓷耐火纤维制品。
再加上其优良的高温体积稳定性、抗热震性、抗渣等性能使其在高温工业中有着十分广泛的应用前景[1]，但是，国内目前有关六铝酸钙材料的研究报道却很少，固相混合烧结法合成六铝酸钙的混合很难均匀，由于各组分原料混合的不均匀,固相反应阶段合成的CaAl12O19不是均相的。
铝酸钙固化摘要：一、铝酸钙的简介二、铝酸钙的固化过程1.固化原理2.固化条件3.固化影响因素三、铝酸钙固化在实际应用中的优势四、铝酸钙固化技术的发展趋势正文：铝酸钙，化学式为CaAl2O4，是一种常见的无机化合物。
作为一种重要的工业原料，铝酸钙广泛应用于钢铁、建筑材料、石油化工等领域。
在本文中，我们将重点介绍铝酸钙的固化过程以及其在实际应用中的优势。
首先，让我们了解一下铝酸钙的固化过程。
铝酸钙固化主要是指通过化学反应，使铝酸钙晶体在一定条件下形成稳定的结构。
固化原理是利用铝酸钙与水分子之间的反应，生成水化铝酸钙。
这个过程可以释放出大量的热量，使得铝酸钙晶体逐渐形成。
固化的条件包括温度、压力、湿度等因素。
在适当的温度和压力下，铝酸钙固化反应可以顺利进行。
湿度也会影响固化过程，因为水分子是固化反应的关键参与者。
一般来说，较高的温度和压力以及较低的湿度有利于铝酸钙的固化。
固化过程中的影响因素包括原材料的性质、固化剂的类型和用量、固化工艺等。
为了获得理想的固化效果，需要对这些因素进行优化。
例如，选择合适的原材料和固化剂，以及采用适当的固化工艺，可以提高铝酸钙的固化程度。
铝酸钙固化在实际应用中具有诸多优势。
首先，固化后的铝酸钙具有较高的强度和硬度，可以提高材料的整体性能。
其次，固化过程可以改善材料的耐磨性、抗腐蚀性等。
此外，铝酸钙固化技术还可以实现废旧材料的再利用，降低生产成本，有利于资源的循环利用。
总之，铝酸钙固化是一种重要的化学过程，对于提高材料性能和资源利用具有重要意义。
铝酸钙粉生产工艺铝酸钙粉是一种重要的无机化工原料，广泛应用于建筑材料、玻璃陶瓷、橡胶塑料、橡胶胶凝剂等行业。
下面介绍一下铝酸钙粉的生产工艺。
铝酸钙粉的生产工艺主要包括原料准备、配料、煅烧和粉碎四个步骤。
首先是原料准备。
铝酸钙粉的主要原料有矾土和石灰石。
矾土中含有丰富的氧化铝，而石灰石中含有氧化钙。
这两种原料经过破碎、筛分等处理后，得到适合生产铝酸钙粉的粒径范围。
接下来是配料。
矾土和石灰石按照一定的比例混合，并加入适量的水进行搅拌，形成膏状物。
然后是煅烧。
将配料膏状物放入煅烧炉中进行煅烧。
煅烧温度一般在1200℃左右，时间根据产品要求而定。
煅烧的目的是使配料中的矿石化合物发生反应，生成铝酸钙晶体。
煅烧过程中还要注意控制煅烧温度和煅烧时间，以及煅烧气氛的控制，以保证产品质量。
最后是粉碎。
煅烧后的铝酸钙块状物经过冷却后，送入粉碎机进行粉碎。
粉碎的目的是将块状物破碎成所需的粉末状物料，同时控制粉碎的细度，以适应不同行业的应用需求。
粉碎后的铝酸钙粉通过筛分和包装，最终成为铝酸钙粉的成品。
在铝酸钙粉的生产过程中，需要注意控制各个环节的参数，以保证产品质量。
首先是原料的选择和准备，应选择质量优良的原料，并且进行适当的粒度控制。
其次是煅烧温度和时间的控制，要根据产品要求来确定最佳的煅烧参数。
此外，还要控制煅烧过程中的气氛，以避免不良气氛对产品质量的影响。
最后是粉碎的控制，要根据产品的应用要求，选择合适的粉碎机和筛分设备，以确保产品的粒径分布符合要求。
总的来说，铝酸钙粉的生产工艺包括原料准备、配料、煅烧和粉碎四个步骤。
通过控制各个环节的参数，可以获得符合要求的铝酸钙粉产品。
铝酸钙粉的生产工艺在工业生产中的重要性不言而喻，为相关行业的发展提供了必要的原料支持。
铝酸钙微观形貌铝酸钙是一种广泛应用于建筑材料、医药、化工等领域的重要无机化合物。
它的微观形貌是指其在显微镜下的形态和结构。
铝酸钙微观形貌的研究对于深入了解其性质和应用具有重要意义。
铝酸钙的微观形貌可以通过扫描电子显微镜（SEM）等显微镜技术来观察和研究。
在SEM下观察到的铝酸钙微观形貌显示出其呈现出不同的形态和结构。
铝酸钙的微观形貌可以是颗粒状、棒状、片状、球状等不同形态。
这些不同形态的铝酸钙微观形貌具有不同的特点和应用价值。
颗粒状的铝酸钙微观形貌具有高度的可溶性和反应活性，广泛应用于制备高性能水泥和石膏等建筑材料。
棒状的铝酸钙微观形貌可以作为纳米材料在制备高性能复合材料中发挥重要作用。
片状的铝酸钙微观形貌可以作为高效的药物控释材料，广泛应用于医药领域。
球状的铝酸钙微观形貌可以作为高效的催化剂和吸附剂，广泛应用于化工领域。
铝酸钙微观形貌的结构也具有重要意义。
铝酸钙微观形貌的结构可以是单层、双层、多层等不同结构。
这些不同结构的铝酸钙微观形貌对于其性质和应用具有重要影响。
例如，单层结构的铝酸钙微观形貌具有高度的表面活性和分散性，广泛应用于纳米材料的制备和表面修饰等领域。
双层结构的铝酸钙微观形貌具有高度的稳定性和可控性，广泛应用于药物控释和催化剂等领域。
多层结构的铝酸钙微观形貌具有高度的催化活性和吸附性能，广泛应用于化工和环保领域。
铝酸钙微观形貌是其性质和应用的重要因素之一。
铝酸钙微观形貌的不同形态和结构对于其应用领域有着广泛的影响和应用价值。
铝酸钙微观形貌的研究不仅有助于深入了解其性质和应用，也为其在未来的研究和应用中提供了新的思路和方向。
铝酸钙的生产工艺
铝酸钙是一种重要的钙肥，在农业生产中被广泛应用。
下面将介绍铝酸钙的生产工艺。
铝酸钙的生产主要有两个环节，包括硝酸盐湿法合成二水铝酸盐和煅烧制得铝酸钙。
首先，硝酸盐湿法合成二水铝酸盐。
该过程一般分为两个步骤：
第一步是将钙质原料如石灰石或生石灰与稀硝酸反应，生成硝酸钙：
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
第二步是与铝的水溶液（通常为硫酸铝）反应，生成二水铝酸盐：
Ca(NO3)2 + Al2(SO4)3 + 6H2O → 2CaAl(OH)4 + 6HNO3
然后，煅烧制得铝酸钙。
在这个步骤中，二水铝酸盐通过加热脱水的方式转变为铝酸钙：
2CaAl(OH)4 → CaAl2O4 + 4H2O
以上就是铝酸钙的生产工艺。
当然，实际生产中还存在一些工艺优化和控制的细节，以提高生产效率和产品质量。
铝酸钙的生产工艺有以下几个注意事项：
1.原料选择：选择纯净的石灰石或生石灰作为钙质原料，选择
纯净的铝水溶液作为铝源。
2.反应条件：控制反应温度、压力和反应时间，以获得较高的
产率和较纯的二水铝酸盐。
3.脱水温度：在煅烧过程中，控制脱水温度和时间，以确保完
全转化为铝酸钙。
4.产品质量检测：对成品的铝酸钙进行质量检测，包括含铝量、含钙量、溶解度等指标的测试。
综上所述，铝酸钙的生产主要包括硝酸盐湿法合成二水铝酸盐和煅烧制得铝酸钙两个环节。
通过优化工艺条件和控制质量检测，可以获得高效率、高品质的铝酸钙产品。
石灰生成铝酸钙-概述说明以及解释1.引言1.1 概述石灰是一种常见的矿石，在工业生产和建筑领域有广泛的应用。
而铝酸钙是一种重要的化学物质，具有多种用途，例如在水泥生产、冶金工业和矿石提取中起着重要作用。
本文将探讨石灰生成铝酸钙的过程及其在各个领域的应用，旨在深入研究这一化学反应过程，为读者带来更多的科学知识和实用价值。
述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分将会囊括以下内容：1. 引言：介绍石灰生成铝酸钙的背景和意义。
2. 正文：- 石灰的基本性质：探讨石灰的物理和化学性质，以及其在工业生产中的应用。
- 铝酸钙的生成过程：详细描述铝酸钙是如何从石灰中生成的，包括反应机理和影响因素。
- 应用领域：探讨铝酸钙在各个领域的广泛应用，包括建筑材料、农业和环境保护等方面。
3. 结论：- 总结石灰生成铝酸钙的重要性：总结石灰生成铝酸钙所带来的益处和影响。
- 展望未来发展：展望石灰生成铝酸钙在未来可能的发展方向和潜力。
- 结论：对整个文章进行总结和归纳，强调石灰生成铝酸钙的重要性和必要性。
1.3 目的本文的目的是探讨石灰生成铝酸钙的过程和原理，深入了解这一反应的机制和应用领域。
通过对石灰和铝酸钙的基本性质以及它们在工业生产和建筑领域中的重要性进行分析，从而加深对这一化学反应的理解。
同时，本文也旨在总结石灰生成铝酸钙的重要性，并展望未来可能的发展方向，以期为相关领域的研究和应用提供一定的借鉴和参考。
2.正文2.1 石灰的基本性质石灰，化学名称为氢氧化钙（Ca(OH)2），是一种常见的无机化合物。
其外观呈白色粉末状，常用于建筑、农业和工业领域。
石灰具有以下基本性质：1. 化学性质：石灰是一种碱性物质，能与酸反应生成盐和水。
在水中溶解时，会产生氢氧化钙溶液，呈碱性pH值。
2. 物理性质：石灰呈粉末状，无臭无味。
在干燥的空气中相对稳定，但在潮湿环境下容易吸湿。
3. 热稳定性：石灰为热稳定性较高的化合物，在高温下不易分解。
阻燃剂铝酸钙(xCaO.yAl2O3.nH2O)的微波合成与表征一、选题背景、研究意义及文献综述1．选题背景目前，无机阻燃剂以氢氧化铝为主。
因为氢氧化铝是无毒无害粉体，阻燃效果好，发烟量少，然而氢氧化铝只适合填充于热硬化性树脂，而对于所有的工程塑料等热塑性树脂则不适用，于是新型阻燃剂铝酸钙应运而生。
2．研究意义本课题工作量较大，需要学生能够综合运用所学专业知识，就阻燃剂的组成、分类、机理、现状、发展趋势及题目化合物的合成方法等内容系统检索国内外的相关文献，在此基础上构筑文献综述框架、制定工作计划、设计实验方案、确定分析方法本课题主要以研究阻燃剂铝酸钙(xCaO.yAl2O3.nH2O)的微波合成与表征为目的，研究微波合成下各种因素的影响，如反应物浓度、温度、时间及添加表面活性剂等，并建立具体的适宜的反应条件，实验中应注意废液的回收及利用，体现循环经济的理念。
3．文献综述3. 1铝酸钙的应用由后面将要讲述的合成方法而得到的铝酸钙(3CaO•Al2O3•6H2O)为无色结晶，球形，随合成条件的不同, 粒径在（1~10μm）之间。
折射率 1.605，外观为白色微细粉末, 相对密度2.2，结晶水占28.6%，300℃左右开始分解出结晶水。
可用作橡胶、合成树脂、涂料、油墨、纸张等的阻燃剂, 具有较好的阻燃性和消烟作用。
3. 1. 1阻燃性和消烟性铝酸钙中含28.6%的结晶水, 其阻燃机理主要是它的吸热脱水作用。
在燃烧过程中, 由于一部分燃烧热转移到高聚物上, 在热分解区,通过吸热裂解反应产生一些挥发性聚合物。
这些碎片扩散到燃烧区, 与氧发生放热反应。
铝酸钙高温脱水而吸收大量燃烧热, 使高聚物的热分解和燃烧速率大大降低。
其次, 铝酸钙受热分解放出的水蒸汽稀释了可燃气体；水参与了凝聚相的反应以及热解生成的氧化铝与燃烧时塑料表面的炭化产物结合形成保护膜, 切断热能和氧的入侵等。
都可能是铝酸钙阻燃的主要因素, 这些阻燃机理与氢氧化铝的阻燃机理多数相似[1]~ [7]。
3. 1. 2 吸收氯化氢的性能聚合物在燃烧时会分解放出许多有毒体，以PVC为例。
它在燃烧时分解出的气态物中，CO、CO2 和氯化氢占99%，氯化氢不但有毒，而且有强腐蚀性。
氯化氢的释放速率与周围环境及温度有关，据文献报道，在空气中，300℃时，60%的HCl的释放需0.17min．200℃则需要566min。
由于铝酸钙脱水吸热，对温度急剧上升抑制作用，因而也会对聚氯乙烯分解出HCI速率同样有抑制作用。
此外，铝酸钙高温下分解出的氧化钙对HCI 亦有化学吸收作用[8] ~[10]。
3．2铝酸钙的合成3. 2. 1 以石灰和氢氧化铝为原料的二段合成法铝酸钙的原料主要是石灰和氢氧化铝，依据合成条件大体上可分为一段合成和二段合成法[9]，一段合成法关键是选择适宜的一发即，技术难度较大；二段法德缺点是反应时间长，但工艺简单，生产成本低，产品纯度和粒度容易控制，原料纯度越高越好。
石灰与氢氧化铝的混合比控制在CaO/Al2O3=2.9~3.1(摩尔比)范围内，超出这个范围产品中会有残余石灰或氢氧化铝[10] ~[14]，原料混合液的浓度，按Ca(OH)2和Al（OH）3总量计应控制在300~600g/L第一段反应温度应低于60℃，反应两个小时以上，同时开动搅拌。
第二段反应是水热合成反应，反应温度高则反应时间少，低于70℃反应时间在40小时以上。
反应温度提高到120℃以上，反应时间缩短到1个小时。
反应温度提高到200℃，反应时间只要5分钟以上，但反应时间太少，石灰不易完全反应，残留在产品中会影响质量，而反应温度高于100℃必须使用压力容器，最佳选择是90℃下反应17个小时，方法优点是产率提高，产品纯度和粒度好，粒径在1~5微米3. 2. 2 以偏铝酸钠、氯化钙和石灰乳为原料的合成法一定比例的偏铝酸钠（aq）和氯化钙（aq）生成偏氯酸钙，再加入石灰乳，加热搅拌20小时，用丙酮洗涤生成物，烘干得产品[15]。
反应方程式为：AlCl3+4NaOH→NaAlO2+3NaCl+2H2O2NaAlO2+CaCl2→Ca(AlO2)2+2NaClCa(AlO2)2+2 Ca(OH)2+4 H2O→3CaO•Al2O3•6H2O3. 3 微波加热的应用微波是频率大约在300MHz~300GHz，即波长在100cm~1mm范围内的电磁波，主要用于通讯、广播电视等领域。
微波最早用于凝聚态合成化学的研究可以追溯到上世纪六十年代利用电磁辐射脉冲进行丙烯酸酯、丙烯酸和异丁烯酸的乳液合成，但当时并未引起人们的注意。
真正微波技术在凝聚态合成化学中的应用是开始于加拿大学者R.Gedge等人的“烹饪实验”，他们在家用微波炉中进行了酯化反应等一系列有机小分子的合成，首先研究了微波对化学反应的促进作用。
由于微波可以极大地提高反应速度(最高达1240 倍)，可以使反应时间以分、秒计，因而引起了化学界的极大兴趣。
迄今为止，对微波加热法研究过并取得效果的有机合成反应有：Diells-Alder[15] ~[20]环加成反应、重排反应、酯化反应、Pekin 反应、烷基化、氧化、取代、缩合、加成、聚合等，几乎涉及有机反应的各个领域在无机合成方面，微波主要用于烧结、燃烧合成和水热合成。
所谓微波烧结或微波燃烧合成是指用微波辐照固体原料，原料吸收微波能而迅速升温，达到一定温度后，引发燃烧合成反应或完成烧结过程。
微波烧结有加热均匀、升温速率快、燃烧波传播可控制等优点，这一方法主要用于合成陶瓷，其中包括陶瓷氧化物、金属硼化物、Si3N4、金属碳化物、压电陶瓷等。
利用微波烧结还可实现陶瓷焊接,使接头更加均匀，避免了裂纹，且有较高的强度。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题本课题研究的基本内容为微波加热方式下合成铝酸钙(3CaO•Al2O3•6H2O或CaO•2Al2O3•nH2O)的方法及表征。
主要研究解决问题（1）微波合成下各种因素的影响，如反应物浓度、温度、时间及添加表面活性剂等。
因为利用微波减少反应时间有较大意义，可以考虑加入某种溶剂，与水形成低温共沸物，以使在较低温度下有回流来实现微波的功效（2）如何尽量减小产品粒度，形成与目标产物接近的产品三、研究步骤、方法1)在确定选题之后，查阅关于铝酸钙合成，阻燃剂的发展及微波合成方法的相关文献，阅读参考文献，对所收集的材料进行筛选，归纳总结，初步拟定实验方案。
2)根据拟定的实验方案进行初步实验，选择实验的最优条件。
3)查阅相关的外文文献，补充并修改初拟实验方案。
4)根据初步实验的结果及进一步查阅文献确定实验方案。
5)根据所确定的实验方案准备药品，仪器，然后实验并收集试验数据，并随时修改完善实验方案。
6)实验完毕整理所得数据，并撰写论文。
四、研究工作进度1 ~ 2w ：系统检索阻燃剂及题目化合物的合成方法等相关文献；制定较为详细的实验计划及方案，并提交开题报告、英文翻译及原文；3 ~ 3w ：根据文献，建立铝酸钙的组成分析方法；4 ~ 11w：实施计划，主要探索铝酸钙3CaO.Al2O3.6H2O的微波合成反应条件；12~12w：表征所合成目标产物的结构，并对实验进行阶段性小结；13~14w：实施计划，尝试微波合成其它铝酸钙(CaO.2Al2O3.nH2O)的方法；15~15w：表征所合成目标产物的结构，并对实验进行阶段性小结；16~16w：对实验进行全面总结，完成论文；17~18w：修改论文、准备答辩；提交论文、进行答辩。
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