近日，在美国俄亥俄州哥伦布市举办的第125届美国陶瓷协会年会上，东北大学冶金学院石俊杰副教授作为通讯作者、指导的研究生邱玉超作为第一作者发表在《Journal of the American Ceramic Society》期刊上的论文“Phase Equilibria ofMgO-Al₂O₃-TiO₂ System at 1600 °C in Air:Emphasis on Pseudobrookite and Spinel Solid Solution Phases”荣获2023年度“Spriggs Phase EquilibriaAward”国际学术奖。

含钛高炉渣是钒钛磁铁矿高炉冶炼的副产物，其所含钛氧化物质量分数高达20%以上，是重要的二次资源。为实现渣中钛组分的高效提取，须明确含钛渣系高温结晶及矿相重构过程，而目前与之相关的相平衡热力学基础数据极度匮乏，导致钛资源高效提取工艺的开发缺乏针对性指导。为此，针对CaO-SiO₂-MgO-Al₂O₃-TiO_x-MeO_y（Me=Zr,P, Cr等）含钛多元氧化物体系熔化温度、相平衡关系、固溶体成分、钛组分赋存价态和赋存物相等热力学性质，研究团队历经多年研究，将热丝法熔化析晶性能测定、高温相平衡实验与计算相图等方法有机结合，系统建立了含钛渣系核心氧化物体系高温平衡相图，填补了该领域相平衡热力学研究空白。截止目前，研究团队在该领域已发表多篇高水平学术论文，大部分研究成果被美国陶瓷协会旗下《Phase Equilibria Diagrams Version 5.0》热力学软件收录。在该获奖论文中，研究团队与企业联合攻关，针对选择性析出与结晶工艺中富钛相平衡热力学信息的不足，建立了MgO-Al₂O₃-TiO₂核心含钛体系1600°C等温截面图，阐明了板钛矿和尖晶石固溶体的形成机理，为含钛高炉渣钛组元提取、含钛陶瓷制品开发等提供了关键基础热力学数据。
据悉，该奖项由国际陶瓷领域权威学会组织――美国陶瓷学会设立，旨在奖励对相平衡热力学做出卓越学术贡献的研究工作，全球每年仅有一项研究成果能获此殊荣。该获奖论文共同指导教师为李建中教授和刘常升教授，其他主要参与人员为侯长乐、董静静、翟予茉等。研究成果得到了中国博士后科学基金0、辽宁省自然科学基金和中央高校基本科研业务费的共同资助。