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郭汉杰教授科研团队荣获英国IOM3 2018年度最佳论文奖

单位:冶金与生态工程学院 | 来源:本站原创 | 更新时间:2018-08-31 | 点击数:

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   受英国材料、矿物和矿业学会IOM3(The Institute of Materials, Minerals and Mining)主席Martin先生的邀请,我校冶金与生态工程学院郭汉杰教授将于2018年10月4日参加该协会在谢菲尔德举行的Sir Henry Bessemern年会,并接受该协会为其科研团队颁发年度Adrian Normanton Medal奖。IOM3是英国乃至世界都享有盛誉的工程类学术组织之一,其宗旨是促进材料科学与工程、地质学、采矿学及其相关技术的发展。郭汉杰教授科研团队获奖论文“A manganese distribution prediction model for CaO-SiO2-FeO-MgO-MnO-Al2O3 slags based on IMCT”发表在该协会旗下世界顶级冶金期刊“Ironmaking and Steelmaking”上。该组织每年从该期刊中评选最优论文,多年来,鲜有中国学者获得Adrian Normanton Medal奖。该论文是在郭汉杰教授(通讯作者)指导其博士生段生朝(第一作者)、郭小龙及青年教师郭靖博士等共同完成的。

   Mn在渣钢间的分配规律的热力学理论计算是冶金领域非常关注的冶金物理化学难题之一。日本著名学者Suito和其他学者都曾试图建立模型预测Mn在渣钢间的分配的热力学规律,在低浓度范围与实验数据能很好吻合,但在扩大浓度范围时,理论与实际的偏差就都很大。其主要问题是难以准确计算多元渣系中MnO的活度。1992年郭汉杰教授在他的博士论文中就质疑活度在溶液中的存在性问题,20多年来带领他的科研团队持续高度关注该问题。按照他们团队的理论,如果能准确定义溶液的结构,如假设在金属熔体存在分子和在熔渣中存在复合化合物分子,活度有可能不存在。这样的话,在全浓度范围对热力学平衡就可以无障碍地进行准确的理论计算。这是对传统的溶液理论的挑战,在国内外争论很大,国内张鉴教授、杨学民教授也一直在研究该问题。该论文对Mn在渣钢间分配规律的成功研究进一步验证了他们团队的推断。如图1(a)所示,由他们的模型计算的“浓度”与日本学者Suito等实测的活度在实验所及的范围几乎完全吻合,而用Suito他们本人提出的模型去模拟同样的实验数据只在浓度很小的范围吻合,如图1(b)所示。

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图1 用本研究的计算模型计算不同学者的实验条件与所得活度实验结果的对比


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图2 用本研究的计算模型计算不同学者的实验条件与所得Mn分配比实验结果的对比

   该论文所提出的模型也准确验证了在Suito等实验所及的浓度范围Mn在渣钢间分配比,如图2(a)所示,但如果用Suito等的模型对同样的实验数据进行模拟计算,也只在浓度很小的范围吻合,如图2(b)所示。论文最后选取了在某中国钢铁企业获取的几百组数据进行了验证,模型的预测与实际都吻合很好。

                                                                     (图片:冶金学院)

(责编:邢华超)