纳米碳化钨粉体的粒度表征

以工业化生产设备制备纳米碳化钨粉,采用X射线衍射谱(XRD)、比表面积法(BET)、冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、激光动态光散射仪对样品的物相、粒度及其分布进行表征,探讨其测量原理.实验结果表明:纳米碳化钨粉的平均颗粒尺寸为90 nm,大多数近似球形,也有一部分呈多角形.为了能更准确地测量纳米碳化钨粉颗粒的粒径,分散剂中的样品要有较好的分散,才能破坏团聚体,同时纳米碳化钨粉颗粒的形状对激光动态光散射仪的测量结果具有重要的影响.     

不同加工条件对茶叶超微粉碎效果的影响

应用小型气流式粉碎机制备超微茶粉,激光衍射粒度分析仪测定其粒度分布,对工质压力、分选频率、粉碎次数、进料速度四因素分别进行实验。结果表明,随工质压力的增加超微粉粒径减小,工质压力大于0.7MPa时,粒径的减小趋缓;进料速度过大、过小都不利于粉碎;随分选频率的增加超微粉粒径减小,应用到食品方面时25 Hz即可达到要求;随粉碎次数的增加超微粉粒径变化不大,只是分布更集中。最佳实验条件为：工质压力0.7 MPa,分选频率25 Hz,粉碎1次。在此条件下得到超微茶粉的D50（中位径）和D90（积分分布90%时的粒径）分别为12.41μm和40.21μm,且粒度分布集中。     

330MW低压汽轮机湿蒸汽二次水滴测量实验研究

研制了基于单帧单曝光图像法(SFSEI)的测量探针,并将其布置在330MW低压汽轮机末级后侧,有效捕获了湿蒸汽二次水滴图像,对其湿度、粒径和速度进行了测量.实验测量结果表明,二次水滴的粒径与湿度受汽轮机运行负荷影响较大.负荷较低时,汽轮机内湿度较大;负荷增加时,由于叶片表面温度上升的延迟,在工况开始变化的一段时间内,二次水滴的湿度会有一定的增加.末级叶片上的拉筋对二次水滴的形成有一定影响,当蒸汽流经拉筋后,其二次水滴的湿度明显增大.此外,二次水滴的速度受到汽轮机内主蒸汽流量和二次水滴粒径大小等因素的影响.     

火灾烟颗粒粒径分布变化模拟研究

实验测量5种标准火烟颗粒分布变化,联合Moment法和FDS对火灾烟雾运动的模拟,实现烟颗粒粒径分布动态变化的预测.对正庚烷试验火(TF5)烟雾颗粒分布模拟中,烟颗粒数总浓度的衰减趋势与实验结果一致,比不考虑凝并和凝并系数为定值时的结果更合理.模拟烟颗粒几何平均粒径缓慢增长,分布展宽,在前300s内,粒径分布参数变化很小,呈自保趋势,与实验一致.烟颗粒的凝并速率对初始几何平均粒径、初始总浓度和不规则的形貌更敏感,烟颗粒数浓度的衰减随凝并系数增大而加快.热释放速率和初始烟颗粒几何平均粒径的确定决定烟雾浓度的量级和预测的准确性.     

用激光衍射法对小颗粒计数和分级

本文叙述了作者在用激光衍射法作颗粒大小分析的理论和实验方面的研究工作,详尽论述了该方法的理论依据和实验技术,对两种实物样品进行了测量,所作的详细分析表明:用激光衍射法对几微米到几百微米粒径的小颗粒计数和分级是完全可行的。     

全散射法测量颗粒粒径分布技术的进展

本文介绍了国内外光学全散射法测粒技术的发展过程、存在的主要问题,提出一改进后的新方法:用多波长全散射法测量颗粒粒径分布。该方法不仅可消除全散射法测量结果有多值性的缺陷,而且可以直接获得颗粒的粒径分布,测试粒径范围也有所扩充(0.03～8μm)。文章还给出了用独立及非独立模式的两种算法,求解粒径分布的数值模拟结果以及对聚苯乙烯标准颗粒的实测结果。计算和实测的结果令人满意。     

用于HEPA滤料效率检测的蒸发冷凝技术

明确蒸发冷凝技术产生准单分散气溶胶的发生效果及其与数值模拟的吻合程度,可以应用于高效(high efficiency particulate air,HEPA)滤料计数效率的测量,使其兼具测量速度快和可测效率范围宽的优点。通过Euler-Lagrange模型数值模拟计算和扫描电迁移率粒度分析仪(scanning mobility particle sizers,SMPS)实验测量,研究了不同参数条件下,蒸发冷凝装置产生气溶胶的粒径分布状况。研究结果表明:模拟结果与实验数据吻合程度较高;Euler-Lagrange模型适用于模拟冷凝管中气溶胶的生长规律;通过调节发生器的参数可产生不同粒径的高浓度准单分散气溶胶。气溶胶粒径分布不仅完全满足HEPA滤料效率检测要求,而且可以应用于超高效(ultra low penetration air,ULPA)滤料效率检测。     

用激光衍射法测量细丝直径

文中对激光衍射测径法测量细丝直径提出了具体的实现方案,并与普通物理实验中的其他测量细丝直径方法—螺旋测微器法进行结果比对:用激光衍射法测量细丝的直径精度更高,前者为0.000 1 mm,后者为0.001 mm;在单缝衍射实验中,用衍射法测量细丝直径比测量狭缝的宽度对彰显"衍射法测量微小量"更直观。     

油滴在旋流分离中的相间滑移数值模拟

为了研究旋流管的分离性能,应用计算流体力学(CFD)方法对旋流管内的旋转湍流流场进行了数值模拟,获得旋流管内的浓度分布、滑移速度和粒级效率曲线。计算结果显示:随着进口流量的增大,粒级效率逐渐增大;在旋流管进口流量为2.0 m3/h时,20μm油滴颗粒大部分被分离出来;粒级效率与实验结果进行对比,验证数值模拟分离效率结果的可靠性和准确性。分析结果表明:数值模拟结果和实验数据基本一致。     

水力旋流器内部流场模拟分析与PIV验证

以直径为140mm水力旋流器作为研究对象,采用计算流体力学(CFD)技术对旋流器内部流场进行数值模拟,并对所建立的模型进行激光粒子图像测速(PIV)实验验证。基于数值模拟和实验结果,分析了旋流器内部压力、切向速度、轴向速度和径向速度的分布。利用PIV技术对旋流器内部流场进行测量,考察了不同入口速度下旋流器圆柱段区域瞬态速度场。通过对比数值计算与测试结果表明:CFD模拟可以有效预测水力旋流器内部流场分布,帮助探索旋流器内的流动状态和分离机理;利用PIV技术测量旋流器内部流动特性和速度分布,其测量结果与CFD计算结果吻合良好,验证了数值模型的准确性。     

EIGA法制备激光3D打印用TC4合金粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末,研究了雾化气压对粉末收得率、粒径、粉末形貌、松装密度、流动性及空心球率等特征的影响.结果表明:随着雾化气压的增加,粉末收得率、球形度增加,而粉末平均粒径减小.雾化气压为6.0MPa时,粉末收得率超过50%,平均粒径小于100μm,松装密度为2.950 g/cm~3,流动性为2.242 g/s,空心球率低于3%.雾化气压为7.0 MPa时,非球形缺陷粉末和空心球率增加.对比雾化气压为6.0 MPa制备的不同粒径粉末,以及激光3D打印后的拉伸曲线与断口形貌,发现50~100μm粉末打印TC4合金的抗拉强度达907.7 MPa,延伸率最大达15.3%,具有良好的强韧性.     

复吹转炉底吹喷粉的物理模拟

建立了底吹喷吹石灰石粉的冷态模型:用水模拟钢水,用浸盐的空心Al2O3模拟石灰石粉,用真空泵油模拟炉渣,研究了复吹转炉底吹喷粉的重要参数粉剂分布和粉剂穿透比.考察了不同底吹布置条件下的粉剂分布,利用图像处理法确定了最佳的底吹布置方式.在最佳底吹布置方式条件下,考察了不同固气比和粉剂粒度对粉剂穿透比的影响;结果表明穿透比随固气比和粉剂粒度的增加而增加,确定了实验条件下最佳固气比为30~40,粉剂粒度为0212~0380mm.     

送粉气流对冷喷涂流场及粒子速度影响的数值模拟

通过建立二维数值模型,利用计算流体力学软件进行数值模拟,研究了送粉气流压力和温度对冷喷涂过程中流场及粒子速度的影响.结果表明:喷涂中不可忽略送粉气流对流场及粒子速度的影响;为将粉末注入喷管,送粉气流的出口压力不能小于出口处的主气流压力,但增大送粉气流压力会使得进入喷管渐缩段的送粉冷气体流量增大,从而排挤高温主气流,同时也降低喷管气体流动的滞止焓,导致喷管喉部声速减小,不利于粒子加速;增加主气流温度对粒子加速效果不明显,而增加送粉气流温度可有效提高粒子撞击基板的速度,进而提高粉末粒子的沉积效率.     

微米铝粉活性及氧化膜厚度研究

提出了计算微米级铝粉平均氧化膜厚度的经验公式.使用SEM、气体容量法、激光粒度仪及质谱仪对两个系列共21种数均粒径的微米铝粉进行了形貌、活性铝质量分数、粒度分布与成分测试,分析了微米铝粉的数均粒径与其氧化膜厚度之间的规律.结果表明,微米铝粉的平均氧化膜厚度与数均粒径为指数关系,并存在一个与铝粉纯度相关的上限值.     

液体金属和合金的盐雾化

介绍了作者发明的一种新型的流体金属和合金的雾化制粉方法,即采用含有固体盐（NaCl）颗粒的高速气流对液体金属或合金进行雾化得到粉末的方法（简称为固体雾化法）。通过对几种金属和合金粉末制备工艺的研究得到如下结论;在同等气体压力和流量条件下,采用含有固体盐颗粒的高速气流雾化金属熔体制得的粉末比不含固体盐颗粒的高速气流雾化制得的粉末的粒度细得多,而且粉末粒度分布较窄,粉末冷却速度较大,采用固体盐雾化法制务金属粉末时,盐的流率愈大、流速愈快、粒度愈细,则雾化制得的粉末粒愈细。     

半导体制造用碳化硅粉体偶联剂表面改性

 采用KH-550硅烷偶联剂对SiC粉体进行表面改性,通过单因素实验及正交试验确定出改性过程最优化工艺参数：反应温度90℃,反应时间4h,KH-550硅烷偶联剂用量1.5g,并通过扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、激光粒度分析仪对制备的改性粉体进行表征,分析改性对SiC料浆分散稳定性的影响。结果表明,SiC微粉经偶联剂处理后没有改变原始SiC微粉的物相结构,只是改变了其在水中的胶体性质;中位径d_0.5略有减小,粒度分度分布范围变窄,扫描电子显微镜(SEM)显示微粉团聚现象减少,分散性得到改善;改性SiC微粉与原始SiC微粉相比,表面特性发生了很大变化,在酸性条件下Zeta电位有显著的提高,pH值为3.78时,Zeta电位获得最高正电位为41mV,悬浮液的分散稳定性得到明显改善。     

粉末材料压制过程的DEM分析

应用离散单元法(DEM)研究了粉末材料在开口容器中受到刚性凸模压制时的流动特点,获得了压制过程中颗粒的运动轨迹、运动速度以及粉末密度分布等重要信息;总结了几种典型的粉末流动模式,并在相关实验中得到了印证,说明了应用DEM分析具有强剪切行为的粉末流动是可行的,结论可供粉末冶金工艺和模具设计人员参考.     

超临界流体干燥法制备医用纳米羟基磷灰石

应用超临界流体干燥法制备医用纳米羟基磷灰石.以 Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4 为原料,采用超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米羟基磷灰石,并用 XRD,TEM,FTIR等手段进行了表征.超临界干燥法制备的羟基磷灰石具有结晶性好、分散性好、尺寸分布均匀,呈针状结晶,长度为 100~200 nm,宽度 10~15 nm.用溶胶凝胶结合超临界流体干燥法可以制备出颗粒大小均匀、分散性好的纳米羟基磷灰石.     

超细煤系煅烧高岭土粉体制备的工艺参数优化

以盘式搅拌磨为超细粉碎设备,系统地研究了粉碎法制备超细煤系超煅烧高岭土粉体的工艺参数,结果表明,矿浆浓度,磨矿时间,研磨介质添加量和配比,叶轮搅拌速度是制备超细煤系煅烧高岭土粉体的重要工艺参数,合理地选择这些工艺参数,才能制备出粒度－２μｍ含量大于９０％的超细煤系煅烧市高岭土粉体。     

多元醇还原制备球形超细钴粉

以自制Co(OH)₂为原料，乙二醇为溶剂和还原剂，制得了分散性好的球形超细钴粉.考察了NaOH加入量对反应速度的影响，单位体积乙二醇的Co(OH)₂加入量和添加剂的用量对钴粉粒径和形貌的影响.用SEM，XRD，BET和激光粒度分析仪测试粉体的粒子形貌、晶体结构、比表面积和粒度分布.测试结果表明：多元醇还原的钴粉为球形，以面心立方晶体为主，还有微量的简单六方晶体；在Co(OH)₂ 150 g/L、NaOH用量40 g/L及表面活性剂30 g/L乙二醇的条件下，制得的钴粉粒度分布较窄，平均粒径为0.88 μm，比表面积为2.705 m2/g，钴含量大于99.5%.