多孔TC4钛合金吸氢规律

利用管式氢处理炉采取固态气相渗氢法进行置氢实验,以研究多孔TC4钛合金置氢过程中吸氢量随置氢温度、置氢时间和相对密度的变化规律,并建立了相应的数学模型.结果表明:当多孔钛合金的相对密度较低时,吸氢量随置氢温度的升高而增加;当相对密度较高时,吸氢量与置氢温度的关系遵循Sievert’s定律,与致密钛合金的吸氢特性一致;多孔钛合金随置氢时间的延长,吸氢量增加;随着多孔钛合金相对密度的增加,吸氢量降低.     

置氢改性钛合金扩散连接机理研究

利用置氢技术改善TC4钛合金的扩散连接性,优化扩散连接工艺参数。在Gleeble1500D热模拟机上,采用固态置氢技术进行了不同氢含量的置氢TC4钛合金的真空扩散连接试验;采用扫描电镜对界面孔洞弥合率和界面组织形貌进行了分析。结果表明:由于氢的扩散系数大,可显著提高置氢TC4钛合金的扩散系数,降低α+β→β相转变温度,稳定合金中β相,促进晶界扩散,提高晶界活性,使材料热加工变形得到改善;当置氢钛合金中氢的质量分数为0.25%、扩散连接温度为840℃、压力为15 MPa、保温时间为60 min时,界面结合良好,此时焊接区无扩散孔洞,钛合金基体组织仍为等轴α+β双相组织,且晶粒无明显长大。     

对苯二甲酸的加氢精制过程Ⅱ.不同粒度催化剂上4-CBA表观加氢动力学

对Pd/AC催化剂上对苯二甲酸(TA)加氢精制过程中的对羧基苯甲醛(4-CBA)加氢反应进行了研究。考察了氢分压、反应温度、催化剂颗粒大小对4-CBA消逝速率的影响,结果表明:在高于0.35 M Pa时,氢分压对4-CBA加氢反应速率的影响很小,而温度和催化剂粒度大小对加氢反应的影响显著。同时,工业条件下的TA加氢精制过程存在着严重的内外扩散。采用幂函数动力学模型方程利用M atlab拟合得到了不同粒度催化剂上的表观动力学方程。     

焚烧炉烟气中HCl气体高温净化的温度选择

研究了普通石灰和改性石灰吸收HCl气体对应的平衡分压随温度的变化、石灰的热分解规律，以及温度对石灰吸收HCl气体的最大反应率的影响，确定了焚烧炉烟气中HCl气体的最佳干式净化温度．研究表明：随温度升高，石灰吸收HCl气体所对应的平衡分压升高；烟气中CO2分压提高，HCl的平衡分压亦升高，但是改性石灰可在一定程度上消除CO2对HCl吸收的不利影响；当反应产物中有未反应石灰存在时，HCl平衡分压会明显下降．200℃时已达最大反应率的石灰在600℃时仍能继续反应．HCl高温净化温度可确定在600℃左右，并可用改性石灰为吸引剂。     

Li3N的合成及吸放氢性能研究

采用金属锂和氮气实验合成了Li3N,对Li3N在不同温度下的吸氢性能进行了研究.通过X射线衍射数据的Rietveld全谱拟合精修及储氢实验,从相转变和吸氢量方面进行分析.实验表明,随温度的升高,Li3N转化为Li2NH和LiNH2的程度增加,到400℃时反应基本完成,吸氢质量分数达到了9.50%.对400℃充分氢化后的产物进行放氢TG/DTA热分析,研究表明,以3K/min和8K/min升温至400℃并保温1h后,试样放氢量的吸热峰值分别出现在354.1℃和360.1℃处,放氢时失重质量分数分别达到6.54%和6.58%.     

TC4钛合金固体渗硼及渗硼过程动力学研究

采用固体粉末渗硼法对TC4钛合金基体表面在1000,1050和1100℃分别保温5,10,15,20h进行了渗硼层厚度的测试,做出了硼钛化合物层生长动力学曲线,并用SigmaPlot10.0对实验数据进行分析和拟合,得出了渗硼层等厚度图.通过SEM与XRD研究TC4钛合金渗硼后的组织形貌和物相组成.结果表明,在实验条件下,渗层由TiB2和伸向基体的须状的TiB组成,渗层厚度范围为0.8～15μm.经回归分析得到硼在钛合金中的平均扩散激活能为65.23kJ/mol.     

退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、万能材料试验机和金属摆锤式冲击试验机研究了退火温度对TC4ELI钛合金大规格环材（Φ3 384 mm/Φ3 300 mm×1 950 mm）的显微组织和力学性能的影响。显微组织分析结果表明：退火温度在850 ℃以下时,TC4ELI钛合金大规格环材退火后的显微组织与热加工态的显微组织基本相同;900 ℃退火后,TC4ELI钛合金大规格环材中部分片层状或针状α相的尺寸增大,同时出现了尺寸微小的等轴α相。力学性能测试结果表明：随着退火温度的升高,TC4ELI钛合金大规格环材的强度和伸长率有所提高;850 ℃以下退火,TC4ELI钛合金大规格环材断面收缩率变化不大,850 ℃以上退火,其断面收缩率显著升高。冲击试验结果表明：随着退火温度的升高,TC4ELI钛合金大规格环材的冲击功逐渐增加。经800～900 ℃保温2 h空冷后,TC4ELI钛合金大规格环材抗拉强度、屈服强度、塑性与冲击功达到较好匹配。     

Ti3Al基合金中氢扩散动力学研究

本文研究了Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金在５００—６５０℃温度范围内的气相充氢过程．结果表明：在一定温度下，合金中的氢浓度随充氢时间的变化呈抛物线关系．通过求解扩散方程，得到氢在合金中的表观扩散激活能为９０．４０ｋＪ／ｍｏｌ．研究还表明合金中的平衡氢浓度与充氢温度有关．     

Zn(BH4)2-LiNH2复合储氢材料的制备及储氢性能

以NaBH4,ZnCl2和LiNH2为原料,机械球磨法制备Zn(BH4)2-LiNH2复合储氢材料.采用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热-热重分析(DSC-TGA)和扫描电镜(SEM)和吸放氢测试装置等方法表征Zn(BH4)2-LiNH2复合储氢材料的物相、键合特征、热稳定性、储氢性能和形貌.结果表明:Zn(BH4)2-LiNH2复合体系在116℃和193℃时分别发生熔化和热分解.随着放氢温度的升高,体系在150℃时放氢气量为0.015 mol/g.而在200℃时,材料的放氢量增加至0.018 mol/g,提高放氢温度对该体系的放氢动力学影响有限.循环吸氢实验发现(BH4)2-LiNH2复合体系在150℃,0.1 MPa H2条件下不能可逆吸氢.     

V-Ti-Cr系储氢合金吸氢动力学机制研究

通过试验测试及动力学方程计算,研究了(TiCr)1-xVx(x=0.05,0.10,0.35)V-Ti-Cr系合金吸氢动力学机制.结果显示,随着钒含量的增加,合金由莱维氏单相结构逐渐转变为莱维氏相和低钒含量的体心立方(BCC)固溶体两相结构,最终转变为高钒含量的BCC固溶体单相结构.相应地,其吸氢机制也由化学反应控制,逐渐转变为形核长大机制,最终转变为三维扩散机制.相结构的变化同吸氢机制的变化有一定的对应关系,吸氢动力学机制不同,表现出吸氢速率不同,化学反应控制的吸氢过程速度较快,三维扩散机制控制的吸氢过程速度较慢.     

Hydrogen absorption behavior of TA15 alloy

The hydrogen absorption kinetics of TA15 titanium alloy at 973–1123 K was studied using a tube-type hydrogen treatment furnace. The hydrogen absorption kinetic curves obtained were analyzed according to a series of mechanism equations to reveal the kinetic parameters and mechanism of the hydrogen absorption process. The results show that both the hydrogen absorption rate and the equilibrium hydrogen pressure increase and the time to reach equilibrium is shortened with increasing temperature. It is found that only the second hydrogen absorption period exists in the hydrogen absorption process of TA15 alloy between 973 and 1123 K, and the activation energy is 54.889 kJ/mol for hydrogen absorption. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) results demonstrate that δ hydride forms between 973 and 1123 K, and β phase decreases with the increase of temperature. Orthorhombic α″ martensite is generated at 1073-1123 K, and their amount increases with increasing temperature.     

大庆渣油在超临界正戊烷中的平衡溶解度

在自建的高压相平衡测试装置上,测定了大庆减压渣油在超临界正戊烷中的平衡溶解度。并考察了平衡溶解度随各参数影响的变化规律。结果表明,溶解度随压力升高而增大,随温度升高而减小;溶剂比增加,溶解度减小,但脱沥青油(DAO)收率增加。当超临界正戊烷密度恒定时,溶解度还将随温度的增加而增大。试验结果还表明,在正戊烷的超临界区域内,采用等温降压、等压升温、升温降压和绝热膨胀等方式均可进行溶剂回收。     

Structural characteristics and mechanism of hydrogen-induced disproportionation of the ZrCo alloy

The intermetallic compound ZrCo was prepared, and its hydrogen-induced disproportionation in hydrogen desorption processes was investigated. The hydrogenation-dehydrogenation thermodynamics of the ZrCo alloy was evaluated by pressure-composition isotherm measurements at different temperatures. The kinetic processes of hydrogen-induced disproportionation at different temperatures under certain pressures were detailedly studied. The disproportionation rate of the ZrCo alloy increased with the increases of temperature and initial hydrogen pressure under experimental conditions. However, the maximum attainable extent of disproportionation did not change much with an increase in temperature or initial hydrogen pressure. The crystallographic structure analysis of the ZrCo alloy combining with its corresponding dehydrogenation kinetic curves under the conditions of an initial hydrogen pressure of 0.2 MPa and a temperature of 723 K indicated that the basic process of disproportionation reactions was composed of four stages:rapid dehydrogenation of ZrCoH₃, equilibrium of dehydrogenation, simultaneity of dehydrogenation and disproportionation, and completion of disproportionation.     

乙醇水蒸气重整制氢反应条件的优化

对不同反应条件下乙醇水蒸气重整反应系统平衡的物质分布进行了热力学计算。结果表明:低压有利于乙醇水蒸气重整主反应的进行;在n(水)∶n(乙醇)=8∶1条件下,温度越高乙醇的转化率越高,氢的含量也越高;在900 K时,水醇比越高越有利于乙醇水蒸气重整反应向正方向进行。实验结果与热力学计算的产物分布曲线基本一致,进一步证明了热力学计算的正确性。     

石灰石脱硫的加压热重分析试验

对徐州３种石灰石和南京一种白云进行脱硫加压热重试验，分析了石灰石脱硫反应的机理，当ＣＯ２分压低于ＣａＣＯ２平衡分解压力时，ＣａＣＯ２将发生分解，此时的硫化瓜发生在ＣａＯ和ＳＯ２之间；当Ｃ粉压高于ＣａＣｏ２平衡分解压力时，ＣａＣＯ３将不发生分解，直接与ＳＯ２发生硫化反应，得到了压力、石灰石品种、温度和ＳＯ２浓度等对钙利用率的影响规律，同时计算了石灰石脱硫的反应动力学参数。     

碳纳米管阵列储氢的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了常温和不同压强下,氢在不同管径和管间距的单壁碳纳米管阵列(SWCNTA—S ingle-walled Carbon Nanotube Arrays)中的物理吸附过程.重点研究了压强、管径和管间距对SWCNTA(管内和管间隙)物理吸附储氢的影响.发现氢分子主要储存在SWCNTA的管壁附近,适当地增大管径和管间距可有效增加SWCNTA的物理吸附储氢量,使其在常温下具有较高的储氢能力,并给出了相应的理论解释.计算结果表明,在常温和中等压强下,SWCNTA的物理吸附总储氢量(重量百分比)可达4.2%,从而为同等条件下SWCNTA具有较高储氢能力的实验结果提供了直接的理论支持.     

基于分子筛13X的氢同位素分离

液氮温度下用分子筛13X在自行设计的单塔变压吸附装置上进行氢氘同位素气体的分离研究,考察了流量、压力与吸附床长度对分离效果的影响,在气体总压0.40 MPa、总流量63.86 cm3/min与吸附床长度1.0 m时氢氘分离因子可达到1.27.结合平衡吸附和动态分离之间的差异,表明吸附法能够有效分离氢同位素气体的机理是基于动力学效应.     

ZrN的力学和热力学性质的第一性原理

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了fcc-ZrN的平衡态性质、不同压力下的弹性性质及热力学性质.通过对焓压关系、弹性性质的分析,推测fcc结构到bcc结构ZrN的相变发生在208~220GPa之间.进一步分析了fcc-ZrN在不同压力下力学的各向异性,得到了压力对ZrN力学性质的影响关系.计算分析了fcc-ZrN的热力学性质.研究结果表明:力学各向同性随压力增大明显减弱;一定温度下,热容随压力增加而减小;德拜温度随着压力增加而增大;低压区温度影响较大,高压区压力影响较大.     

nc-Si:H薄膜的微结构特征与光学特性

利用射频等离子体增强型化学气相沉积(RF-PECVD)工艺,以SiH4和H2作为反应气体源,在玻璃和石英衬底上制备了氢化纳米晶硅(nc-Si:H)薄膜.采用Raman散射谱、原子力显微镜(AFM)、透射光谱方法对在不同衬底温度与不同H2稀释比条件下沉积生长薄膜的微结构和光学特性进行了实验研究.结果表明,nc-Si:H薄膜的晶粒尺寸为2.6～7.0nm和晶化率为45%～48%.在一定反应压强、衬底温度和射频功率下,随着H2稀释比的增加,薄膜的沉积速率降低,但晶化率和晶粒尺寸均有所增加,相应光学吸收系数增大.而在一定反应压强、射频功率和H2稀释比下,随着衬底温度的增加,沉积速率增加,薄膜晶化率提高.     

单层石墨烯储氢的蒙特卡罗模拟

用正则系综蒙特卡罗(GCMC)方法,在77～473K温度和0.1～10MPa压强下,对石墨烯上吸附氢分子进行模拟计算.结果表明:低温及高压条件有利于储氢.在10MPa压强下,随着温度增加,等量吸附热先减少后增加.当温度在291K时,等量吸附热值最低.