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日本确定金属氧化物不均匀变化反应起点
信息来源:世界金属导报2018-03-27B01      时间:2018-04-01 20:41:26


日本新日铁住金公司、东北大学、高能量加速器研究机构(KEK)近日宣布,对于金属氧化物化学状态不均匀变化现象,在世界上首次开发出用光源放射线的X射线显微法进行观察,并利用应用数学中的Persistent Homol ogy方法分析不均匀的“形态”变化,锁定导致材料整体劣化的起点的研究方法。这是一种关注不均匀“形态”的新探讨,可作为利用机械学习和人工智能的材料开发的方法之一,无需依赖经验及预备知识。

研究团队确立了采用X射线吸收细微结构法对炼铁原料之一烧结矿(氧化铁块)的变化进行三维观察的技术。取出还原反应过程中的烧结矿,观察铁原子的价数及其相邻的原子数和距离如何变化,明确了是主要三种化学状态复杂且不均匀地相互混合,同时反应进程继续。在还原反应的变化中,将两种相(氧化铁、钙-铁系氧化物)视为开孔的物体,分析与反应同时发生的形状、大小、分布等如何变化,并成功在原始数据上映射出与造成劣化起点对应的位置。这样,若将劣化起点作为“形态”,发现有两种“沙漏型的钙铁氧体相”与两种“小的岛型氧化铁”,共计四种类型。其中,岛型是预想以外的形态,因此确认此方法有利于获得超越常规的认知。

该项目开发时间约三年,KEK负责协调和测定,东北大学负责组织分析,新日铁住金负责烧结矿样品制备和测定等。在新日铁住金,希望通过对高炉内烧结矿开裂机理分析,获得烧结矿组织的开发指导思想,提高烧结矿成材率、实现高炉作业稳定。 (孟群)

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