不同掺杂材料对电极线棒防晕层性能影响的研究

本文研究了不同掺杂料对大电机定子线棒防晕层的非线性电学性能及其击穿特性的影响因素。将SiC材料涂刷到电机线棒表面作为防晕层时,影响防晕层电学性能的因素除了与SiC材料本身的性能有关外,还与防晕层的表面电阻率以及SiC材料中调节电阻率所使用的掺杂材料所占的比例等因素有关。研究这些因素对防晕层电学性能的影响,可为制作性能稳定的定子线棒防晕层并使其达到实际应用的要求提供理论指导。     

大型电机线棒端部电场的有限元计算方法

由于大型电机定子线棒端部电场分布不均,造成防晕层表面易产生电晕和热老化现象。采用有限元弱解形式与多场建模相结合的方法,对大电机定子线棒端部防晕层电场及损耗密度分布进行了数值计算,并与阻容链算法进行了对比。结果表明,该算法能够避免阻容链方法所导致的算法误差,提高求解准确性;亦能有效解决传统有限元方法的建模及边界设定困难等问题,提高求解效率及精度;其防晕层损耗密度分布与电晕实验中的发热状况一致。该算法能满足具有多段非线性防晕结构的三维定子线棒端部电场计算的工程需要,可作为计算防晕结构及材料参数的理论依据,并为进一步建立优化计算模型提供基础。此外,该算法为存在表面电阻率的有限元电场计算提供思路。     

LaCr_(1-x)Mn_xO_3系陶瓷材料导电性能研究

研究了掺Mn对LaCrO3材料晶体结构和导电性能的影响及Mn离子的作用机制 .实验发现 :①LaCr1 -xMnxO3(0≤x≤ 1 ) 为正交钙钛矿结构 ,且随Mn含量的增多 ,材料晶格面间距逐渐增大 .②LaCr1 -xMnxO3固溶体在x =0 .1时电阻率异常增高 3个数量级 ,且随x的增大 ,电阻率逐渐下降 .应用缺陷化学理论对LaCrO3中掺Mn的电荷补偿过程进行了分析 ,揭示了过渡金属Mn对LaCrO3固溶体导电性能的作用机制     

Ag、Bi的掺杂对La0.67Sr0.33MnO3磁性及传输性的影响

利用溶胶-凝胶法制成了La0.67Sr0.33MnO3微粉,在x=0-10%mol比范围内进行了Ag2O和Bi2O3的掺杂研究。结果发现,Ag和Bi的掺杂对材料的磁性影响较小,少量掺杂使材料电阻率ρ增大。随掺杂量的增加,将有金属分离出来而形成两相复合体系。由于高电导率金属的存在,为电子传输提供了第二条传导路径从而引起材料电阻率的大幅下降,这在陶瓷材料中是难能可贵的,使得这一类两相体系在导电陶瓷方面具有很大的应用前景。     

表面氧化物含量对SiC浆料黏度影响的研究

研究了表面杂质对SiC浆料黏度和固相含量的影响,利用HF酸洗可有效降低SiC微粉表面SiO2和金属氧化物含量,从而提高SiC微粉的表面Zeta电位.试样SiC1的Zeta电位由酸洗前的60.71mV升高至酸洗后的72.49mV,试样SiC2的Zeta电位由酸洗前的55.728mV升高至酸洗后的63.546mV.HF酸洗还可破坏SiC微粉表面羟基结构,并以F-取代OH-的位置,使SiC表面由亲水性变为疏水性.Zeta电位的提高可使SiC微粉充分分散并保持稳定;表面疏水可大量释放出因氢键作用而与SiC表面牢固结合的吸附水,使之可自由流动.二者综合作用,可大大降低SiC浆料的黏度并提高固相含量.通过HF酸洗,试样SiC-1和SiC-2的浆料在黏度小于1Pa·s时,φ(SiC-1)、φ(SiC2)可分别达到61%和51%,基本满足胶态成型的需要.     

稀土超磁致伸缩材料Tb0.3Dy0.7(Fe1-xA1x)1.95的性能和穆斯堡尔谱研究

通过室温下Tbo.3Dy0.7(Fm-sAlx)1.95(x=0,0.05和0.10)合金的晶体结构、磁致伸缩、电阻率、抗压强度和穆斯堡尔谱的调查,研究了金属AI替代Fe对磁性能、电性能、机械性能和自旋重取向的影响.测量结果发现,对于Tbo.3Dy0.7(Fe1.xAlx)1.95系统,金属Al的引入对晶体结构没有影响,其仍然保持MgCu:型的立方Laves相结构,晶格常数随Al含量的增多而增大;随着Al含量的增加,10 MPa压应力作用下的磁致伸缩在低场下(H≤40 kA/m)有小幅增加,高场下迅速减小,而且易趋于饱和,说明引入Al有助于减小磁晶各向异性;电阻率随Al含量的增加提高了2～3倍;抗压强度接近于线性增大;平均超精细场随Al含量x的增加而降低,易磁化轴方向经历了[111]→[uv0]→[uuw]的转变,出现了自旋重取向.     

LaCr1-xMnxO3系陶瓷材料导电性能研究

研究了掺Mn对LaCrO3材料晶体结构和导电性能的影响及Mn离子的作用机制，实验发现：①LaCr1-xMnxO3（0≤x≤1）为正交钙钛矿结构，且随Mn含量的增多，材料晶格面间距逐渐增大，②LaCr1-xMnxO3固溶体在x＝0．1时电阻率异常增高3个数量级，且随x的增大，电阻率逐渐下降，应用缺陷化学理论对LaCrO3中掺Mn的电荷补偿过程进行了分析，揭示了过渡金属Mn对LaCrO3固溶体导电性能的作用机制。     

液晶聚氨酯/Al2O3/环氧树脂复合材料电性能的研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,液晶聚氨酯(DLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了EP/DLCP/Al2O3复合材料.对复合材料的制备工艺、Al2O3粒子表面修饰以及Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀进行了研究.结果表明:导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小.同时,液晶聚氨酯(DLCP)网格的存在,可降低材料的内耗,提高材料的玻璃化转变温度(Tg).当DLCP加入量为5wt%时,复合材料的玻璃化转变温度比纯树脂提高了10-30℃,复合材料的电性能得到了增强.     

煤矸石制β-SiC调节α-SiC的导电性能研究

用煤研石低温合成制取的β－ＳｉＣ微粉来调节α－ＳｉＣ的非线性导电性能，取得了良好效果。讨论了β－ＳｉＣ的导电机理和粒度、含量对α－ＳｉＣ非线性导电性能的影响。指出了有可能用β－ＳｉＣ代替α－ＳｉＣ作防晕材料，从而使材料成本大大降低。     

稀土超磁致伸缩材料Tb0.3Dy0.7（Fe1—xAlx）1．95的性能和穆斯堡尔谱研究

通过室温下Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx）1．95（x＝0,0．5和0．10）合金的晶体结构、磁致伸缩、电阻率、抗压强度和穆斯堡尔谱的调查。研究了金属Al替代Fe对磁性能、电性能、机械性能和自旋重取向的影响,测量结果发现,对于Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)1.95系统,金属Al的引入对晶体结构没有影响,其仍然保持MgCu2型的立方Laves相结构,晶格常数随Al含量的增多而增大;随着Al含量的增加,10MPa压应力作用下的磁致伸缩在低下（H≤40kA/m）有小幅增加,高场下迅速减小,而且趋于饱和,说明引入Al有助于减小磁晶各向异性,电阻率随Al含量的增加提高了2－3[111]→[uv0]→[uuw]的转变,出现了自旋重取向。     

Al2O3-H2O纳米流体的导热性能

采用Hotdisk热物性分析仪测量了Al2O3-H2O纳米流体的导热系数,探讨了pH值、分散剂加入量和纳米粒子含量对导热性能的影响．结果表明：最适宜的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Al2O3表面Zeta电位的绝对值,增大颗粒间的静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高;从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,最佳pH值为8．0左右;在0．10％Al2O3-H2O纳米流体中,十二烷基苯磺酸钠的最佳加入量为0．10％．Al2O3-H2O纳米流体的导热系数随纳米粒子含量的增大而非线性增大,且大于现有理论（Hamihon-Crosser模型）预测值．     

薄膜厚度对V_2O_5薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备V2O5薄膜,研究了薄膜厚度对V2O5薄膜电阻率、透射率和电致变色性的影响.研究结果表明:随着薄膜厚度的增大,V2O5薄膜的表面电阻率总体上呈降低趋势,而当厚度大于20 μm时,薄膜的电阻率趋于常数.V2O5薄膜透光性能随厚度的增加而降低.随薄膜厚度增加,V2O5薄膜的变色效率提高.     

基于金属电化学腐蚀的单晶SiC表面腐蚀和磨损性能研究

针对化学机械抛光中抛光液的环境污染,提出一种基于金属电化学腐蚀的单晶SiC化学机械抛光方法. 通过腐蚀实验和摩擦磨损实验,研究了电化学腐蚀单晶SiC的Si面腐蚀性能和磨损性能. 通过对比Al、Cu、Fe金属在Na2SO4电解质溶液中对Si面的腐蚀性能,发现Al在Si面产生明显的腐蚀层,EDS和XPS检测证实该腐蚀产物为SiO2. 采用摩擦磨损实验研究溶液组分对SiC的Si面磨损影响规律. 结果表明,提高Na2SO4电解质溶液浓度能获得更大的磨损量,当Na2SO4电解质溶液浓度为1.00 mol/L时,得到最大为7.19 μm2的磨损量;在酸性的金属电化学腐蚀溶液中,Si面具有更好的材料去除性能,在pH=3时磨损量达到11.97 μm2. 单晶SiC的金属电化学腐蚀材料去除机制为阴极的Al金属发生电偶腐蚀反应产生腐蚀电流,促使阳极SiC表面氧化生成SiO2氧化层,进而去除材料.     

大型水轮发电机定子线棒槽部固定结构的研究

近些年随着高压大容量水轮发电机的发展,定子线棒在发电机中要求承受温度变化、湿度、振动及突然短路产生的巨大电磁力的作用,为避免损伤线棒绝缘、提高机组运行寿命,发电机定子槽部固定结构也变得尤为重要。因此就需要研究更加牢固、工艺方便的槽内固定结构,以消除电机在运行过程中由于固定不牢引起的主绝缘磨损及槽内的电晕腐蚀和槽内火花放电（“电腐蚀”）。本文介绍了大型水轮发电机定子线棒槽部几种固定结构及材料,并对定子线棒槽部的受力和槽部防电晕、电腐蚀理论进行了浅析。     

(FeNiCo)x-(Al2O3)1-x纳米颗粒膜霍尔效应的研究

利用磁控溅射方法制备了不同金属体积分数x的(Fe21Ni79)x-(Al2O3)1-x纳米颗粒膜样品，并对样品的霍尔效应进行了研究，在x=0．48时，样品的饱和霍尔电阻率为4．5μΩ．cm，霍尔电压为450μV。在同样的制备条件下保持x不变，用Co去替代部分Ni得到一系列[Fe21(NimCon)]x-(Al2O3)1-x颗粒膜，测量其霍尔电压，结果发现随着Co含量的增加，霍尔电压增大，当原子比n／m=0．6时，霍尔电压为1125μV。     

原料组成和氩气流量对铁尾矿合成SiC粉末的影响

利用X射线衍射、扫描电镜和能谱分析等手段研究了原料组成和氩气流量对铁尾矿合成SiC粉末相组成和显微结构的影响.研究结果表明产物中主晶相为β-SiC,杂质相主要是FexSiy,其中SiC多以柱状形式存在.随着n(C)∶n(SiO2)的增加,产物中SiC的相对含量逐渐增大.在n(C)∶n(SiO2)为4时,SiC的相对含量达最大值(82%左右),随后SiC的相对含量随着其增大而减小.产物中SiC的相对含量随着氩气流量的增加而降低.     

三元合金及金属间化合物中各组分活度系数的计算

根据Kohler三元溶体模型和Miedema二元系统生成热模型，建立了计算三元合金及金属化合物中各组分活度系数的方程。计算了三元合金Ti-5Al-2.5Sn,Ti-6Al-4V及不同温度下金属间化合物TiAl,Ti3Al和Ti2AlNb中各组分的活度系数。并与有关实验值进行了对比.计算结果表明此公式的计算结果与实验值吻合较好，解决了固态二元、三元合金及金属间化合物中各组分的活度系数的计算问题，Ti与A1活度系数均小于1，对Raoultl定律产生负偏差。根据所计算的活度系数和活度值，预测了SiC/TiAl,SiC/Ti3Al和SiC/Ti2AlNb复合材料的界面反应，表明SiC/Ti3Al界面反应较为严重。     

CB/PP复合材料的导电性能和PTC效应研究

采用碳黑(CB)Vulcan XC-72为填充材料、聚丙烯(PP)为基体材料制备了CB/PP导电复合材料,研究了CB含量对CB/PP复合体系导电性能和电阻正温度效应(PTC)的影响.结果表明:复合体系的电阻率随着CB含量的增加呈非线性的递减,当CB含量增大到2.5 wt%时,发生绝缘体—导体转变;同时复合体系的电阻率随温度的升高而增大,当温度达到167℃左右时发生突变,表现出PTC特性;并且CB含量越大,则复合体系的PTC强度越小.     

表面处理对碳纤维复合材料导电性的影响

为提高碳纤维/环氧树脂复合材料电性能的稳定性,采用钛酸酯偶联剂对碳纤维表面进行了处理,研究了以短切碳纤维毡为导电填料、环氧树脂为基体的导电复合材料的电阻-温度特性.结果表明:随碳纤维含量的增高,复合材料的电阻在温度变化下的稳定性增强;碳纤维经表面处理后,其复合材料的电阻率显著降低,且电阻值随温度的波动性也大幅下降.     

1Cr9Mo钢高速气-固两相流冲蚀磨损

采用自制的激波驱动气-固两相流冲蚀磨损试验装置,选取SiO2、Al2O3和SiC颗粒,对煤化工常用材料1Cr9Mo钢进行高速气-固两相流冲蚀磨损试验研究.结合试件表面冲蚀磨损形貌,分析冲击速度、冲击角度、颗粒硬度、颗粒粒径、试件温度等因素对材料的冲蚀磨损率的影响.结果表明:在20 ℃和400℃下,1Cr9Mo钢的最大冲蚀磨损率均出现在15°～25°的冲蚀角之间,体现出典型塑性材料的冲蚀磨损特征;低角度冲蚀时磨损机理以颗粒的切削作用为主,高角度冲蚀时颗粒垂直撞击材料表面产生凹坑并致使凹坑周围的片状物碎屑从材料表面剥离;试件冲击速度指数在2.3 ～3.2范围内,磨损率受颗粒硬度影响较大;在相同冲蚀条件下,硬度较高的Al2O3和SiC颗粒对试件的磨损率比SiO2颗粒高一个数量级;磨损率随颗粒粒径的增大呈现先递增后下降的趋势;在400℃时SiO2颗粒对试件的冲蚀磨损率明显提高,磨损率最大值约为20℃时的3倍.