脉冲参数对大气压亚微秒脉冲辉光放电的影响

通过大气压氦气亚微秒脉冲辉光放电的一维自洽流体数值模型,研究了亚微秒脉冲电压的脉宽和幅值对放电特性的影响.当放电脉冲电流密度幅值维持在约2 000A/m~2时,随着脉冲电压脉宽从300ns增加到900ns,放电电流密度脉冲的脉宽相应增加,脉冲电压幅值从652.2V降低到557.5V.在电极表面引入介质层以后,每个脉冲电压会产生两个放电电流密度峰,其中,第一个放电电流密度峰不随脉冲电压脉宽变化,第二个放电电流密度峰的强度有一定的增长,而且其发生时刻对应于脉冲电压的下降沿时刻.在介质阻挡脉冲辉光放电中,随着脉冲电压幅值从2 000V增加到3 500V时,两个放电电流密度峰的幅值分别从1 160.6A/m~2增加到2 697.9A/m~2和从963.4A/m~2增加到1 954.5A/m~2,而且放电电流密度峰发生时刻也向脉冲电压上升沿和下降沿开始处移动.该数值模拟研究有助于深入了解大气压脉冲辉光放电的特性和机理.     

脉冲电流法电解精炼铜的可行性研究

文章介绍实验模拟铜电解精炼的工业生产条件 ,在小型电解槽中研究脉冲电流法电解精炼铜的可行性 ,并用 XRD、SEM及等离子体质谱仪研究杂质对阴极铜沉积的结构和组成的影响。研究表明 ,当电解温度为 6 0℃时 ,脉冲电解较适宜的工艺条件为 :峰电流密度 396 0 A/ m2 ,脉冲宽度 0 .5 m s,脉冲频率 333Hz,占空比 1∶ 5。添加剂用量 :Cl-3.0 m g/ dm3 ,( N H2 ) 2 CS 0 .75～ 1.0 mg/ dm3 ,glue 1.0～ 1.5 m g/ dm3 。电解液中有害杂质容许量 :As5+ ≤ 2 .0 g/ dm3 ,Sb3 + ≤ 0 .2 0 g/ dm3 ,Bi3 + ≤ 0 .10 g/ dm3。测试结果表明 ,当电解液中不含杂质时 ,铜沉积的晶面择优取向为 ( 2 0 0 ) ,结晶形态为层状 ;电解液中含杂质时 ,铜沉积的晶面择优取向为 ( 2 2 0 ) ,结晶形态为层状 +块状。     

Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu钎焊接头在热循环下的电迁移行为

自主设计了热循环下钎焊接头电迁移试验装置,探究了热循环下电流密度对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu无铅钎焊接头界面及组织性能的影响。研究结果表明:在电流密度达到7.0×10~3A/cm~2时,出现明显的电迁移现象。随电流密度增加,钎焊接头阳极区金属间化合物(IMC)厚度显著增加,增厚的化合物主要是Cu_6Sn_5;阴极区IMC厚度呈幂指数缓慢增加,主要表现为Cu_3Sn的生长,且在阴极区与钎缝过渡区域出现裂纹和孔洞。钎焊接头发生电迁移后剪切强度降低50%,断裂发生在阴极界面IMC上,剪切断口呈脆性断裂。     

芯壳结构Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4/BaFe_(12)O_(19)纳米复合纤维制备及磁性能

通过同轴双喷嘴静电纺丝法,一步制备出具有芯壳结构的Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4/BaFe_(12)O_(19)纳米复合磁性纤维.该纤维经热处理后,2相结晶较好.SEM和TEM观察发现:纳米复合纤维直径均匀,包覆完整,芯丝平均直径及壳层平均厚度均为40nm,能谱线扫描分析表明,芯和壳层间界面清晰.VSM测试说明,当壳层前驱液中离子Fe与Ba物质的量之比分别为12∶0.5、12∶1.0、12∶1.5、12∶2.0和12∶2.5时,Ms从54.26A·m~2·kg~(-1)先升至60.40A·m~2·kg~(-1)再降到38.64A·m~2·kg~(-1);同时,Hc从1.372×10~4 A·m~(-1)先降至1.092×10~4 A·m~(-1)再升到2.475×10~4 A·m-1.可见,纳米复合磁性材料可实现材料磁性能的调控.     

SiCf/Ti2AlNb复合材料的界面反应及热稳定性

界面反应层是影响SiC纤维(SiC_f)增强钛基复合材料力学性能的重要因素,本文研究了SiC_f/Ti₂AlNb复合材料在热等静压成型以及热暴露过程中的界面反应、界面元素分布规律和界面热稳定性.研究结果表明:SiC_f/Ti₂AlNb复合材料内部元素扩散形成的界面产物主要为TiC,在热暴露过程中出现了TiSi₂和NbSi₂相.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面反应层的厚度长大符合Arrhenius定律,其界面反应层厚度长大速率随着热暴露温度的升高而增加.界面反应层长大激活能为24.27kJ/mol,界面层长大频率因子为2.80×10^-4 m/s^1/2.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面在700℃及以下温度具备良好的热稳定性.     

工业规模电渣重熔过程电磁场的数值模拟

建立了考虑集肤效应的工业规模电渣重熔过程电磁场数学模型,利用FLUENT对磁场强度实部和虚部的传输方程进行求解.分析了工频下电渣重熔过程电磁场的分布特征,并研究了电流频率和电极插入深度对电磁场的影响规律.结果表明:电流频率从0.5 Hz增加到60 Hz时,电极表面的电流密度从91 378 A/m~2增大到190 746 A/m~2;增大电流频率使磁场强度分布主要集中在电极和铸锭表面区域,渣金界面的洛伦兹力方向也会发生改变;在同功率条件下,增加电极的插入深度使远离电极端部的渣池区域中焦耳热密度增大,而电极端部附近渣池的焦耳热密度减小.     

基于数值模拟研究渗透率对HT-PEMFC性能的影响

目的研究气体扩散层多孔介质渗透率对高温质子交换膜燃料电池(HTPEMFC)性能的影响,优化PEMFC的结构参数,提高电池的整体性能.方法采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics,以直通道流场结构的PEMFC在工作电压为0.4V的条件下,对气体扩散层渗透率分别设定为1.18×10-12m2、1.18×10-11m2、1.18×10-10m2以及1.18×10-9m2的HT-PEMFC进行数值模拟和结果分析.结果模拟结果得出了流道内沿流道方向的阴极压力变化、电池电流密度以及阴极气态水浓度的分布情况.结论随着气体扩散层渗透率的增大,能有效降低电池阴极流道内的压降,进而改善电池内部传质、降低额外的功耗,提高电池电流密度以及增强阴极的排水能力.对HT-PEMFC结构的优化和设计具有重要的指导意义.     

荧光染料掺杂的高效率、高亮度白色OLEDs

利用真空蒸镀的方法,制备了结构为:ITO/m-MTDATA(20 nm)/NPB(10 nm)/Rubrene(0.2 nm)/DPVBi:BCzVBi(x nm,10%)/Alq_3(20 nm)/Cs_2CO_3:Ag_2O(2 nm,20%)/Al(100 nm)的器件.研究了掺杂层的不同厚度(x=20,25和30)对器件性能的影响.结果是当掺杂层的厚度为25 nm时,器件的性能最好.电流密度为285.064 m A/cm~2时,器件B获得最大亮度为13 560 cd/m~2,同时获得最大电流效率,为4.76 cd/A.器件的高亮度与高效率主要是因为主客体之间的能量转移很充分.     

脉冲频率对铌表面熔盐电沉积渗硅的影响

采用熔盐脉冲电沉积法在纯铌表面制备出渗硅层。研究了脉冲频率对渗硅层沉积速率、成分、厚度、组织及相结构的影响,同时考察了渗硅层的高温抗氧化性。结果表明,频率对渗硅层成分无影响。随频率增大,渗硅层厚度和沉积速率均减小。频率由500 Hz增大到1 000 Hz时,渗硅层晶粒变得细小致密;超过1 000 Hz后,晶粒则变得粗大。渗硅层相结构不受频率影响,均由单相NbSi₂组成,并在(110)和(200)晶面上具有择优取向。NbSi₂渗层的存在使得纯铌的高温抗氧化性能得以提高。     

铸轧法制备铜-铝-铜复合板的界面组织与性能

采用铸轧法制备了不同厚度的铜-铝-铜复合板,并分别采用拉伸试验、剥离试验、X射线衍射仪、能谱点分析(EDS)、扫描电镜(SEM)和能谱线扫描分析(EPMA)等对复合板力学性能、形貌和组成进行了检测。检测结果表明:界面层的主要组成物为α(Al)、Cu Al2、Cu9Al4。板厚从6 mm增大到14 mm时,界面层厚度和Cu、Al原子扩散程度均逐渐增加。抗拉强度从115 MPa增大到135 MPa,延伸率从25%增加至31%,剥离强度从30 N/mm增大至35 N/mm,剥离强度即为界面层结合强度。     

叠层模板电沉积中沉积均匀性的实验研究

为了改善叠层模板电沉积技术(LTE)中沉积层的均匀性,以减少辅助工序的工作量,采用直流电流、正脉冲电流和换向脉冲电流3组电流配置进行对比实验,对电流参数包括换向脉冲的脉宽、频率,工作时间、关断时间以及电流密度作了调整和优化.通过对宏观厚度和微观形貌的测量,发现:换向电流配置条件下,模板沉积层具有较好的均匀性, 换向脉冲电流的应用可以有效减少LTE工艺的加工难度和加工时间.文中还就换向电流对沉积层整平修饰的作用机理进行了理论分析,并采用优化的换向电流参数制备出了一批截面为20mm×20mm、厚度为4mm的铜质金属实体,证明了该技术的可行性.     

BaTiO3介电薄膜的微弧氧化制备及表面形貌

通过正交试验优化了微弧氧化制备表面形貌较好、粗糙度较小的BaTiO3薄膜的工艺参数,对最优工艺参数下制备的薄膜进行了表征,并研究了溶液浓度、电流频率、电流密度和反应时间对薄膜表面形貌和表面粗糙度的影响.结果表明:在最优工艺条件下(Ba(OH)2溶液浓度0.5mol/L、电流频率100 Hz、电流密度2.0A/cm2、反...     

换向电流在叠层模板电沉积中的研究和应用

摘 要： 叠层模板电沉积是一种通过逐层模板沉积以成形复杂金属结构的新型制造技术。通过前期实验,认为该技术的关键在于保证单层表面的沉积质量以确保沉积逐层顺利进行,而调整电流参数配置可以有效地改善表面的沉积质量。本文分析了双脉冲电流对铸层的整平修饰作用,认为其中的负向脉冲电流可以腐蚀削减铸层表面微观突起的生长高度。试验中采用3种电流配置进行对比实验,配置分别为：纯直流配置、正脉冲电流和双脉冲电流。实验对电流参数包括正负脉冲的脉宽、频率,工作时间、关断时间以及电流密度作了调整和优化。实验结果验证了理论分析,通过宏观厚度测量和微观形貌,表明双脉冲电流配置条件下,模板电铸层的均匀性具有明显的改善。实验中制备出一批截面为20mm×20mm,厚度为4-7mm具有一定几何形状的铜质金属实体。     

MnO/石墨烯复合材料的制备及其作为锂离子电池负极的研究

通过原位复合方法合成碳包覆MnO/石墨烯(C@MnO/GN)复合材料并探究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,MnO纳米颗粒(直径约为30~50nm)均匀分散在石墨烯片层上,且颗粒外面包裹一层厚度约为5nm的碳层.电化学测试结果表明该材料作为锂离子电池负极具有优异的倍率和循环性能.0.2和0.5A/g电流密度下,比容量分别为800和700mAh/g;10A/g电流密度下比容量仍能保持在372mAh/g;当电流密度调回0.5A/g时,其比容量仍能恢复到730mAh/g.该材料也表现出优异的循环性能,在5和10A/g电流密度下依次循环100圈,容量保持率几乎100%.     

赤铁矿流化床还原过程中磁铁矿的形成与生长规律

以20%CO-80%CO_2(质量分数)为还原流化气体,借助光学显微镜、扫描电镜研究赤铁矿流化床还原过程中磁铁矿的形成与生长规律。研究结果表明:新生磁铁矿晶核呈针状,长度不一且优先在赤铁矿颗粒的边缘处形成;还原温度和焙烧时间对产物磁铁矿层的厚度影响显著,随着还原温度升高和焙烧时间延长,产物磁铁矿层厚度增加;磁铁矿的生长过程可分为2个不同的阶段即诱导期和生长期,且产物磁铁矿层厚度增长与还原时间的关系符合抛物线定律;在诱导期,生长过程的指前因子k_0=1.95×10~5μm~2/min,活化能ΔE_a=60.86 kJ/mol;在生长期,生长过程的指前因子k_0=9.77×10~4μm~2/min,活化能ΔE_a=35.71 kJ/mol。     

20CrMnTi真空脉冲感应渗碳及耐磨性研究

利用真空脉冲渗碳技术和真空感应渗碳技术对20CrMnTi钢进行表面强化,通过X射线衍射、扫描电镜、显微硬度测试等技术手段,探究不同压力下,2种工艺对表面渗层微观组织结构、硬度梯度以及耐磨性的影响规律。结果表明:相同渗碳压力下,真空感应渗碳表面硬度高于对应的真空脉冲渗碳工艺的表面硬度值,渗层厚度、耐磨性能也都优于对应的真空脉冲渗碳工艺,当渗碳压力为-70kPa时,真空脉冲渗碳工艺的磨损速率达到8. 34×10~(-7)cm~3/min·N,真空感应渗碳的磨损速率为6. 27×10~(-7)cm~3/min·N,摩擦性能最好。     

哈氏合金表面脉冲电镀镍层的制备及其耐蚀性能

采用双脉冲电镀法在哈氏合金表面制备了纯镍涂层,主要研究了正向脉冲电流密度和正向周期对电镀镍层质量的影响及其耐熔盐腐蚀性能.结果表明:随着正向电流密度和正向周期的增加,镀层厚度增大,显微硬度呈先增后减的趋势.在本实验条件下,当正向电流密度为30 A/dm2、正向周期为70 ms时,镀层质量较好.哈氏合金基材和镀镍涂层的哈氏合金试样的腐蚀失重分别为0.083 7 mg/mm2和0.053 1 mg/mm2,基材经熔盐腐蚀后由于Cr元素大量流失而呈现典型的沿晶腐蚀特点,但镀镍试样经腐蚀后镀镍层仍与基材紧密结合,基体区组织未发生明显变化,优化制备的电镀纯镍涂层显著提高了哈氏合金基体的耐熔盐腐蚀性能.     

退火温度对铜/铝复合板剥离性能的影响

采用异步轧制方法制备铜/铝复合板,用电子万能试样机、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等分析测试手段,研究扩散退火对于铜/铝复合板结合强度、剥离裂纹位置及剥离断口化学成分的影响.研究发现,扩散退火使复合板结合强度降低,扩散层厚度随退火温度的提高而增大.复合板经350℃保温2h后,在铜/铝界面形成厚7.31μm的扩散层,经500℃保温2h后,形成厚15.53μm扩散层.退火态铜/铝复合板剥离裂纹位于靠近扩散层中间的富铝层,剥离断裂处的金属间化合物为CuAl和CuAl2.退火时形成的脆性金属间化合物以及轧制过程中形成的裂纹及未结合区是造成结合强度降低的主要原因.铜/铝轧制复合板宜采用低于350℃温度进行退火.     

电絮凝技术处理油田污水的影响因素实验研究

针对油田乳化液的水质特性,用电絮凝方法对配制的含油污水进行实验研究.首先分析极板间距、溶液初始pH值及NaCl含量对除油率的影响,确定实验参数.继而,实验研究电絮凝装置中竖直方向上典型的三层溶液,考察不同电流密度下除油率随时间的变化规律,比较三层除油率的特性曲线.发现A层去除效果最快最好,B层比C层处理效果差.在电解前4min,电流密度为150A/m~2时,A层除油率占其总效率的96.05%.从平均成本和三层除油率综合判定,电解16min,电流密度在100A/m~2时,电絮凝装置中整体处理效果最好.     

乳化能力对低渗透油藏表面活性剂驱油效果的影响

为明确表面活性剂的乳化性能和界面活性对水驱后的残余油或剩余油影响的主次关系,在结合定边油田A区油藏特征的基础上,筛选出界面张力高-乳化能力强(0.2%AES)、界面张力低-乳化能力弱(0.2%WLW)、界面张力低-乳化能力中等(0.2%BS16-18+0.05%AES)的三种表面活性剂体系,开展了室内渗透率为0.2×10~(-3)μm~2、2×10~(-3)μm~2、20×10~(-3)μm~2级别的三组低渗透岩心的驱替实验。驱油结果显示:0.2%BS16-18+0.05%AES体系驱油效率都是最高,采收率增幅为1.90%～8.90%,0.2%AES体系驱油效果居中,0.2%WLW体系最差。乳化携带和聚并对剩余油的驱替效果要好于界面活性的作用,乳化作用同时也增加了微观波及效率。