循环流化床脱硫反应器流场特性实验研究

在φ250 mm×9000 mm循环流化床实验装置上,研究了循环流化床的压力和颗粒浓度在不同操作条件下的分布规律,并采用径向不均匀指数(RNI)对颗粒浓度径向分布的不均匀性沿轴向的变化进行了定量描述。试验结果表明,循环流化床中循环回路压力平衡曲线呈"8"字型分布,主床压差主要集中在文丘里段,与回料口在文丘里扩张段相比,文丘里压差所占比例有所减小,文丘里压差在相似操作条件下的变化与主床一致。循环流化床床内颗粒浓度随固体颗粒循环流率的增大或表观气速的减小而增大,径向颗粒浓度呈典型的"中心稀边壁浓"的环-核结构,循环流化床径向平均浓度随着提升管高度的增加先减小后增大,截面平均颗粒浓度沿轴向呈"C"型分布。固体颗粒浓度径向分布的不均匀性沿轴向先增大后减小,并与截面平均颗粒浓度存在很强的关联性。     

循环加、卸载速率对砂岩变形和渗透特性的影响

通过煤岩热流固耦合试验系统(THM-2)对砂岩进行循环加、卸载试验,研究加、卸载速率对其变形和渗透特性的影响.结果表明:初始循环时,岩石的轴向变形量△ε1较大,随着循环试验的进行,△ε1趋于稳定,受卸载速率v2的影响较小.加载变形模量和卸载变形模量均逐渐上升,随着循环次数的增加,上升速度逐渐变缓;同一循环内,卸载变形模量大于加载变形模量,且随着加、卸载的进行,差值逐渐减小.加载阶段和卸载阶段渗透率变化量的差值随着循环次数的增加逐渐减小;从第5次循环开始,渗透率曲线呈“∞”形,渗透率演化规律可以用轴向应变的变化特点表征,轴向应变的变化量△εi1受到卸载速率vi2和应力加载上限σimax的综合作用,二者对应变在卸载初期起到积极的促进作用,三者之间的相互关系可用幂函数表达.     

一类哈密顿型椭圆方程组奇异摄动问题解的存在性和多重性

考虑如下哈密顿型椭圆方程组奇异摄动问题{-ε2Δu＋V（x）u=Gv（x,u,v）x∈RN,-ε2Δv＋V（x）v=Gu（x,u,v）x∈RN,（Pε）u（x）→0 v（x）→0当｜x｜→∞,其中η=（u,v）：RN→R×R,N≥3.假设位势V非周期,G（x,η）关于x非周期且关于η=（u,v）在无穷远处渐进二次,利用变分方法建立了解的存在性和多重性.     

颗粒微观结构对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料电性能的影响研究

锂离子电池正极材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（简称NCM811）能量密度高,有望满足电动汽车长续航里程要求,近年来成为业内关注和研究的焦点。然而,NCM811存在表面碱度高,稳定性差,长循环下颗粒容易碎裂和粉化等问题,阻碍了其大规模应用。本文将三元材料进行单晶化研究,即将二次球颗粒熔融形成单晶颗粒,以期解决三元材料结构和表面稳定性差等问题,并探索在高电压体系使用可行性。实验结果表明,将锂与过渡金属配比设为1.05,在910°C下烧结12 h,可得到形貌较好的单晶NCM811材料,此时材料表面碱度和晶格Ni/Li阳离子混排度均较低,分别为0.288wt%和2.24%。电性能评估结果显示,该材料在3.0–4.3 V下克容量可达191.5mAh/g,同时高温和高电压下循环稳定性得到明显提升,在高温50°C下,3.0–4.4V电压区间内循环100周,容量保持率可达95.1%,而二次颗粒材料仅为88.5%。相比二次颗粒,单晶形态的NCM811材料虽然倍率性能会稍有下降,但结构和表面稳定性更佳,在高电压高能量密度体系具有较好的应用前景。     

冷却速度对圆形加载路径下A319铝合金多轴疲劳特性的影响

采用MTS809型电液伺服疲劳试验机、扫描电镜研究了不同冷却速度对A319铝合金圆形加载路径下的疲劳特性.结果表明:当冷速为10℃·s-1时,材料中二次枝晶臂间距、硅颗粒及孔洞尺寸较冷速为0.1℃·s-1时要小.二次枝晶臂间距较小时,滞后回线面积小,材料应力应变近乎同相,且附加强化效果明显.不同冷速条件下裂纹萌生位置不同,在冷速为10℃·s-1的材料中,裂纹在大硅颗粒处萌生,随着冷速降低至0.1℃·s-1时,裂纹位于孔洞处萌生.对于A319铸造铝合金来说,冷速的变化对其轴向与切向循环特性并无直接影响,轴向表现为先硬化再软化,切向表现为先硬化后稳定的趋势.     

正极材料镍锰酸锂LiNixMn1-x O2(0＜x＜1)的合成与电化学性质的研究

在高温下合成了球型的锂离子二次电池正极材料镍锰酸锂(LiNixMn1-xO2,0相似文献   

正极材料镍锰酸锂LiNixMn1-xO2(0x<1)的合成与电化学性质的研究

在高温下合成了球型的锂离子二次电池正极材料镍锰酸锂(LiNi_xMn_1-xO₂(0x<1))。作为反应物质的球型镍锰碳酸盐是采用均相沉淀法合成。文章讨论了不同的镍、锰含量对产物形貌、结构和电化学性能的影响。所生成的镍锰酸锂LiNi_xMn_1-xO₂颗粒由一级晶粒构成,具有较大的比表面积,经过X射线粉末衍射的分析,在006和102以及008和110分峰明显,为典型的层状盐结构。根据实验结果,在不同的n(Ni)/n(Mn)比例有不同的最佳反应温度,x=0.5时,合成温度1000℃时,其放电比容量为153mAh/g,循环性能很好。     

下期发表论文摘要预报

Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体量的测定 孟庆平,戎咏华,陈世朴,徐祖耀 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体(ε相)体积分数.选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}γ、{200}γ和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定y相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证.结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fM和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fM=1-exp{-β[1-exp(-αη)]n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值(4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同.实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100％的马氏体. 基于粘弹塑性理论局部焊后热处理评定准则 陆皓1,汪建华1,村川英一2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.大阪大学,日本 567-0047) 摘要：采用考虑高温蠕变的粘弹塑性有限元等数值方法与实验相结合,对具有初始焊接残余应力的管子在不同热处理条件下进行了分析,特别是对局部焊后热处理加热宽度的确定进行了研究.提出了2个局部焊后热处理的评定准则,即基于残余应力消除效果的残余应力准则和基于改善焊接接头性能的均热区温差准则.局部焊后热处理应同时满足这两个准则的条件. Ti51Pd30Ni19合金的相变及力学性能特征 田青超,吴建生 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：制备了Ti51Pd30Ni19高温形状记忆合金.利用高温X射线衍射(XRD)分析及热分析(DSC)研究了合金的相变过程,并对其在不同加载条件下的力学性能进行了测试.结果表明,合金的马氏体相变开始温度可达212℃,合金在马氏体及奥氏体状态下具有不同的屈服强度及形变强化能力.在室温下,合金的形状记忆性能随拉伸变形量的增大而降低.获得了该合金的伪弹性：在奥氏体转变结束温度附近进行拉伸循环,三次加载-卸载循环后即可获得稳定的弹性滞后回线. 316L奥氏体不锈钢焊接热影响区性能 王敏1,G. MICHEL2, J.F. JULLIEN2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030; 2. INSA de Lyon, 20 Avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, France) 摘要：为了研究316L焊接热影响区性能,采用特定的热、应力、应变模拟控制曲线,对其在20℃、600℃、1 000℃及1 100℃几种温度下进行热模拟拉伸试验,获得了此种材料在多种应变速率下的应力-应变曲线.结果表明,在一定的应变速率下,316L的弹性模量E及屈服极限σ0.2都随温度升高明显降低;在室温及高温下,316L存在着σ0.2随应变速率提高而提高的应变率效应,且应变率敏感性随温度升高而增加.同时,还观察到316L在高温(1 000℃和1 100℃)塑性状态下由粘塑性引起的应力松弛现象及室温下的加工硬化现象. Ce-Y-TZP陶瓷中的马氏体相变与形状记忆效应 张玉龙1,金学军1,徐祖耀1,张玉峰2,施剑林2 (1. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050) 摘要：用共沉淀法制备了8 mol％CeO2-0.25 mol％Y2O3-ZrO2(8Ce-0.25Y-TZP)、8Ce-0.50Y-TZP和8Ce-0.75Y-TZP 3种成分的超细粉,于1 500℃分别烧结2、3、6 h成形.8Ce-0.25Y-TZP的马氏体相变开始温度Ms在室温以上,室温下基本上不具有形状记忆效应;8Ce-0.50Y-TZP的形状记忆效应最佳,其中烧结6 h的试样最大可恢复应变为1.18％;8Ce-0.75Y-TZP的形状记忆效应较差.Ms与材料的强度密切相关,晶粒大小和密度等也有影响. 大晶粒TiAl基合金的超塑性变形行为 孙锋,林栋樑 (上海交通大学材料科学与工程学院,教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030)摘要：研究了大晶粒Ti-47Al-2Mn-2Nb-B合金的高温变形行为.该合金具有近等轴γ组织,其间均匀分布着少量极细的α2相.测试在空气中进行,试样用釉涂覆加以保护,温度为1 025～1 100℃,初始应变速率范围为(0.04～1.28)×10-3 s-1.该合金表现出和常规细晶超塑性材料相同的变形特征,而无需满足细晶和晶界滑移的先决条件.在所研究的大多数情况下,均可获得200％以上的延伸率.1 100℃,4×10-5s-1均匀变形条件下可获得287.5％的最大延伸率,相应的应变速率敏感指数为0.39.超塑变形后观察到显著的晶粒细化. Al-Si合金凝固相变热的Fourier算法 孙业赞1,曹刚1,姚寿山1,于敞1,张国伟2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海航天局新江机器厂,上海 201600) 摘要：应用Fourier有源热传导理论,使用装有两支热电偶的热分析样环,研究了铝合金凝固相变热的Fourier算法及其计算机辅助分析系统.测量了含Si量分别为6.34％、7.68％和8.46％铝合金的凝固相变热.计算结果分别为407、411和429 kJ/kg.与差热分析法比较,最大误差小于6％,其计算精度远高于Newton算法.实验结果证明,使用凝固始点和终点的热扩散系数αs、αe和Newton迭代法来计算凝固区间的"零"曲线具有更好的精度,所确定的"零"曲线更接近凝固相变的自然过程.说明建立在这种算法上的合金凝固质量计算机辅助冷却曲线分析系统,可广泛地用于材料加工过程的信息和参数计算. γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的AFM测定方法 石玮,郭正洪,戎咏华,陈世朴,徐祖耀 (上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200000) 摘要：建立了一种测量γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的方法.运用Thompson四面体和几何模型推导出马氏体变体的迹线方向,通过计算求得相变浮凸角与真实切变角的对应关系.应用原子力显微镜(AFM)测量了Fe-30Mn-6Si合金应力诱发马氏体相变的浮凸角.文中两个实例计算结果分别为17.85°和21.10°,与理论值19.47°相比误差小于2°,表明该方法具有精度较高、操作简单的特点. 铝合金阳极氧化膜的微观结构分析 刘磊1,胡文彬1,吴建生 (1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室; 2.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030)摘要：使用透射电镜现察了铝合金阳极氧化膜的微观结构,发现了阳极氧化膜的阻挡层与多孔层以及独特的六角形胞孔结构,氧化膜胞孔的孔道沿氧化膜表面向铝合金基体方向呈收缩趋势,这与阳极氧化过程中电压升高对多孔结构生长的影响有关.结合阳极氧化膜生长环境以及氧化膜的生长模型,探讨了氧化膜多孔结构的生长方式。 定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲过程中的滑移 宋洪伟1,林栋梁1,单爱党1,陈家光2,王聪2 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030; 2.上海宝山钢铁(集团)公司研究院,上海201900) 摘要：分析了定向凝固Fe-6.5％Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带,采用EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向.结果表明,在横向试样近下表面两个位向差为29.3°的晶粒中,滑移带在{001}面上分别与<010>方向成25°和60.7°.经分析,这两组滑移带都不属于{110}<111>滑移系,而可能属于{112}<111>或{123}<111>滑移系. 铜单晶连铸过程中固液界面位置和形状的数值分析 许振明1,耿关祥2,李建国1 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海汽车有色铸造总厂,上海 200062)摘要：为了准确地控制工艺参数,获得表面光洁、高质量的连铸铜单晶,采用数值分析方法研究铜单晶连铸时固液界面的位置和形状.发现铸型温度(TM)、连铸速度(v)、冷却位置(L)和熔体温度(TL)影响固液界面的位置和形状,并且铜单晶连铸时固液界面向熔体呈凸出形状.当固液界面位于铸型内距出口端2～3 mm时,可获得表面光洁、晶体取向度小于10°的连铸铜单晶.为了获得高质量的单晶,固-液界面面必须平滑,甚至是平界面。计算结果与实验结果吻合很好,可用数值分析方法确定连铸铜单晶的工艺参数,为铜单晶连铸提供理论依据 凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响 吴国华1,谢敏2,丁文江1,罗吉荣3 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.合肥工业大学外语系,合肥 230069; 3.华中科技大学材料学院,武汉 430074) 摘要：从提高消失模涂料的触变性出发,采用安徽凹凸棒粘土作为消失模涂料的触变剂.利用差热分析、电镜、x射线衍射、红外吸收光谱等方法测试了凹凸棒粘土的理化性能,并利用NXS-11型旋转粘度计研究了凹凸棒粘土对消失模涂料触变性的影响,提出了消失模涂料的触变性数学模型.结果表明,安徽凹凸棒粘土的理化性能与美国凹凸棒粘土相似,是一种成分较纯的凹凸棒粘土.凹凸棒粘土是一种优良的消失模水基涂料的触变剂,且凹凸棒粘土与膨润土对涂料触变性的影响有显著的差别,膨润土形成的结构破坏很快,恢复则缓慢;凹凸棒粘土的结构破坏与恢复均是一个比较平缓的过程. Bi对AZ91镁合金时效析出动力学过程的影响 袁广银1,孙扬善2,曾小勤1,吕宜振1,王渠东1,丁文江1 (1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.东南大学材料科学与工程系,南京 210096) 摘要：实验合金中Bi的加入量为0.5％～2％,合金在SF61％/CO2混合气体保护下熔炼,通入氩气精炼后在预热至250℃的金属型中浇铸成130 mm×40 mm×20 mm的板状试样,浇铸温度720℃.将铸态试样经过固溶处理(420℃,12 h)后,在200℃进行时效.实验结果表明,Bi的加入延长了合金的时效进程,有效地抑制了时效组织中非连续析出相的形成,促进了连续沉淀相的析出.电子束微区分析(EDAX)和透射电镜(TEM)研究表明,Bi的加入使AZ91合金中形成了组成较复杂的连续析出相Mg17(Al,Bi)12,该析出相与基体之间具有复杂的半共格位向关系,提高了强化相的热稳定性,从而有助于合金高温力学性能的改善. NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力吴廷斌1,漆璿1,王文杰1,董荆山1,江伯鸿1,王莉2,蔡炳初2 (1.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030; 2.上海交通大学国家教育部薄膜与微细加工技术开放实验室,上海 200030) 摘要：采用X射线掠射法和轮廓法,测量了单晶Si基板上用磁控溅射法制备的NiTi形状记忆合金薄膜的残余应力,分析了其与薄膜厚度以及晶化处理温度等工艺条件的关系.结果表明：该薄膜中的残余应力主要来源于薄膜同基板材料的膨胀系数和晶格参数不匹配;薄膜厚度越大,残余应力越小;晶化处理温度对因热胀系数差异带来的热拉应力因马氏体相变而致的相变压应力均有不同程度的影响. 利用交变磁场分离空心圆柱状金属熔体中金属夹杂的理论研究 (2. 李克,孙宝德,疏达,李天晓,丁文江,周尧和 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030) 摘要：对空心圆柱熔体中非金属夹杂的电磁分离过程进行了动力学分析,通过解析法计算得出了无量纲数r1/δ、磁感应强度Be、电磁力作用时间t和颗粒粒径dp等与夹杂分离效率η的关系.结果表明,采用空心圆柱形状,可以使实心圆柱熔体大部分区域受力较弱的情况得到改善,提高分离效率;取频率f=10～15 kHz、r1/δ=1.5～2时,可获得最大电磁分离效率;对粒径小于5μm的夹杂颗粒,电磁分离作用不显著;磁感应强度和电磁力作用时间的最佳取值范围是t＞5 s、Be＞0.1 T. 材料科学的一个新生长点--生态材料学 周尧和,孙宝德,李天晓,许振明 (上海交通大学材料科学与工程学院,上海,200030) 摘要：针时材料产业的现状和发展趋势,提出了生态材料学的概念,即生态材料学是关于材料及材料循环过程与生态环境相互作用的科学,其目的在于使材料在满足所需性能的前提下,具有优良的生态环境协调性.分析了生态材料学的基本思想和主要研究内容,给出了环境负荷表达式和材料科学与工程的新判据.以铝合金熔体纯净化生态处理工艺为例,指出了材料科学与工程的发展方向. 铜单晶连铸过程中固液界面位置和形状的数值分析 许振明1,耿关祥2,李建国1 (1. 上海交通大学材料科学与工程学院,上海 200030;2.上海汽车有色铸造总厂,上海 200062) 摘要：为了准确地控制工艺参数,获得表面光洁、高质量的连铸铜单晶,采用数值分析方法研究铜单晶连铸时固液界面的位置和形状.发现铸型温度(TM)、连铸速度(v)、冷却位置(L)和熔体温度(TL)影响固液界面的位置和形状,并且铜单晶连铸时固液界面向熔体呈凸出形状.当固液界面位于铸型内距出口端2～3 mm时,可获得表面光洁、晶体取向度小于10°的连铸铜单晶.为了获得高质量的单晶,固-液界面面必须平滑,甚至是平界面.计算结果与实验结果吻合很好,可用数值分析方法确定连铸铜单晶的工艺参数,为铜单晶连铸提供理论依据. 铝合金阳极氧化膜的微观结构分析 刘磊1,胡文彬1,吴建生 (1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室;2.上海交通大学国家教育部高温材料及高温测试重点实验室,上海 200030) 摘要：使用透射电镜观察了铝合金阳极氧化膜的微观结构,发现了阳极氧化膜的阻挡层与多孔层以及独特的六角形胞孔结构,氧化膜胞孔的孔道沿氧化膜表面向铝合金基体方向呈收缩趋势,这与阳极氧化过程中电压升高对多孔结构生长的影响有关.结合阳极氧化膜生长环境以及氧化膜的生长模型,探讨了氧化膜多孔结构的生长方式.