为了弄清钒在珠光体组织转变中的作用和沉淀析出的规律 ,通过电化学萃取分析结合透射电子显微镜观察研究了钒含量对PD3钢中碳化钒析出行为的影响。研究结果表明 :PD3钢的铁素体和渗碳体中固溶钒的饱和溶解度分别为 0 .0 9%和 0 .2 3%左右 ;当钢中钒含量低于 0 .2 1%时 ,钒主要以固溶形式存在 ,只有量的碳化钒质点无序析出 ;当钢中钒含量增加 ,超过饱和溶解度后 ,多余的钒则主要以碳化钒的形式析出 ;当钢中钒含量高于 0 .2 1% ,达到 0 .33%时 ,碳化钒将以无序状态和“相间沉淀”两种方式大量析出。
准确、快速地测定碳化钒中Fe、P、Ti等杂质元素含量,对碳化钒产品质量判定意义重大。试验采用酸溶后碱熔回渣方法溶解样品,即先用王水溶解样品,再过滤,滤渣及滤纸经灰化后再用混合熔剂(碳酸钠-硼酸)熔融。采用基体匹配法绘制校准曲线消除基体效应的影响,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定Fe、P、Ti。方法中Fe、P和Ti校准曲线的线性相关系数均大于0.999,方法检出限分别为0.00036%、0.00082%和0.0012%。实验方法用于3个碳化钒实际样品中Fe、P、Ti的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=7)小于0.90%,加标回收率为96%~103%,测定值与其他方法(Fe采用GB/T 20255.2—2006火焰原子吸收光谱法、P采用YB/T 4566.6—2016铋磷钼蓝分光光度法、Ti采用GB/T 20255.3—2006火焰原子吸收光谱法)测定值相吻合。有效解决了碳化钒中低含量Fe、P、Ti的同时测定问题,可用于碳化钒中0.015%~0.113%Fe、0.016%~0.046%P、0.015%~0.088%Ti的测定。
电化学固氮技术由于可在温和条件下进行,为肥料低成本生产提供了新策略,但高稳定性和高活性电催化剂的选择是其关键技术。本文采用溶胶凝胶法合成了钒掺杂ZIF-8,以此为前驱体进一步高温碳化,合成了纳米介孔钒-氮共掺杂碳基电化学还原氮(NRR)催化剂。利用透射电子显微镜、X射线衍射、电子能谱和Raman光谱等对催化剂进行了表征分析。所得催化剂呈现出高度无序的三维多孔碳结构。催化剂中存在适量的V5+、碳化氮和氮对NRR起到明显促进作用。当前驱体中钒锌比为0.125,在N2气气氛保护下1100℃热处理获得催化剂具有NRR性能,在0.1 mol/L KOH电解质溶液中,当外加电压为-0.4 V时,氨的生产速率可达7.092μmol/(cm^2·h),法拉第效率为23.88%,且催化剂具有良好的稳定性。