烧结型多孔表面管沸腾换热优化设计方法研究

本文根据多孔表面沸腾换热的改进模型,在文[12]的初步研究的基础上,对烧结型多孔表面沸腾热的优化设计方法进行了进一步的实验研究和理论分析,提出了以δ/d_p作为优化设计的几何特性参数,并指明δ/d_p是沸腾工质、多孔层材料物性及沸腾温差ΔT_B的函数。根据所收集到的实验数据及作者的实验结果,提出了优化设计的概念与方法,并整理出适用于R—11、R—12、R—22、R—113及R—114的大空间核沸腾的优化设计关联式,与实验数据比较,其相对偏离度一般不超过±10%,可供工程设计使用参考。     

烧结金属多孔材料的渗透和导热性能测试及孔隙特征分析

摘要：
为研究烧结金属多孔材料的各项性能参数,测试了多孔材料的孔隙率;在自然断裂表面扫描电镜（SEM）图像基础上进行图像处理与分析,得到面 孔隙率以及平均孔径与孔径分布特征;设计了以达西定律为依据的实验系统对渗透系数和透气度进行测试,分析了原始粉末粒度、孔隙率、厚度 、低温工况、平均孔径以及孔径分布等因素对渗透性能的影响;使用hot disk热导测试装置测量了有效热导率,并与经验公式的预测结果进行比 较.结果表明,体积平均孔径与孔径分布特征能有效反映透气度的变化规律;厚度对烧结金属多孔材料的孔隙率和渗透系数有着重要影响,厚度越 小,原始粉末颗粒的直径越大,壁面效应越明显;低温工况不会改变烧结金属多孔材料的渗透性能. 关键词：
金属多孔材料; 烧结; 渗透系数; 孔隙率; 热导率 中图分类号： TK 172
文献标志码： A     

烧结温度和粒度分布对多孔氧化硅陶瓷型芯材料性能的影响

采用热压注法制备了纯氧化硅多孔陶瓷型芯材料样品, 研究了烧结温度和陶瓷粉末粒度分布对陶瓷材料烧结后的组织和性能的影响. 结果表明, 随着烧结温度的升高, 样品的气孔率逐步降低, 室温和高温抗弯强度均相应提高. 当烧结温度为1 200°C时, 烧结收缩率为2.75%, 气孔率为24.69%, 室温抗弯强度达到25.3 MPa, 高温抗弯强度达到44.23 MPa; 当烧结温度超过1 200°C时, 室温和高温抗弯强度均明显降低, 而收缩率和气孔率变化不明显. 通过样品断口形貌和相应物相分析发现, 不同烧结温度下样品致密度和方石英含量的不同是造成陶瓷型芯室温和高温抗弯强度变化的主要原因, 而粒度分布能够显著影响型芯材料的气孔率、收缩率和抗弯强度. 在本实验中, 具有如下粒度分布的型芯材料的综合性能最佳: 10 μm以下约为25.33%, 10∽30 μm约为38.16%, 30∽50 μm约为28.74%, 50 μm以上约为7.77%, 最大粒径不超过95 μm.     

基于真空烧结的Al-B4C中子吸收材料的制备及性能研究

B₄C是一种常见的中子吸收材料,采用真空烧结的方法制备不同成分配比的Al-B₄C复合材料,并对材料的微观组织,力学性能进行分析,研究结果表明:基体Al相和增强相B₄C颗粒之间分布比较均匀,气孔裂纹等缺陷较少,复合材料抗拉强度,屈服强度,断后伸长率随着碳化硼含量的增加逐渐减小,复合材料的断裂方式既有B₄C颗粒的解理断裂,也有铝基体的韧性撕裂,以B₄C颗粒的断裂和拔出为主,是韧性断裂与脆性断裂综合作用的结果.     

炼镁还原罐用SiC外衬材料烧结性能和抗氧化性能的研究

为了延长炼镁还原罐的使用寿命,拟在离心法铸造还原罐时引入SiC质外衬材料保护层.采用SiC和亚白刚玉为主要原料,酚醛树脂粉为结合剂,添加适量外加剂,经混合、成型、固化后在1 400 ℃保温3 h烧成,研究外加剂的种类、加入量对烧结性能和抗氧化性能的影响.结果表明,加入硼砂或萤石均能提高材料的烧结性能、常温物理性能和抗氧化性能,而加入萤石的试样,其抗氧化能力明显优于加入硼砂的试样;加入质量分数为2%的萤石时,材料的烧结性能和抗氧化性能均较优.     

硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学

以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学。结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1～6μm,比表面积达672.2 m~2·g~(-1),孔体积为0.356 cm~3·g~(-1),且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能。动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素。Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g~(-1),0R_L1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附。吉布斯自由能(ΔG~0)小于0,焓变(ΔH~0)大于0,熵变(ΔS~0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程。     

低压粉末注射成型FeCrAl合金成型性能的研究

采用低压粉末注射成型技术制备FeCrAl多孔材料,并研究了粘结剂配比和温度对其成型特性的影响。将FeCrAl合金粉末与不同配方的粘结剂混合,分别采用差示扫描量热仪（differential scanning calorimetry, DSC）、热重分析仪（thermogravimetric analyzer, TGA）和旋转流变仪测试混合物的熔化温度、分解温度以及不同转速和温度下的黏度,计算原料体系的塑性成型指数。结果表明,不同粘结剂配比和不同温度下,原料的流变行为和成型特性不同。成型温度越高,黏度越低,成型性越好。相同温度下,石蜡和石蜡/硬脂酸配方成型性较好,但原料在高转速下易分层,且压注样品在溶液脱脂过程中发生溃散;采用石蜡/低密度聚乙烯/硬脂酸和石蜡/乙酸乙烯共聚物/硬脂酸配方制备的样品,成型性较好,且高转速下原料稳定。采用石蜡/低密度聚乙烯/硬脂酸配方制备的样品,经脱脂烧结后,外观完好,粉末之间呈现冶金结合,维氏硬度为210,抗弯强度为（250±20）MPa。     

3C-SiC纳米粉烧结制备多孔碳化硅的研究

研究了用3C-SiC纳米粉末压制成坯后烧结制备多孔碳化硅的温度和时间工艺参数，采用扫描电子显微镜(SEM)分析了烧结温度和时间对烧结样品平均孔径尺寸的影响，采用X射线衍射(XRD)分析了烧结样品的结构。研究结果表明，在100kPa压力的氩气气氛中和1600℃4h 30min～4h50min的烧结条件下，烧结样品的主要结构是3C-SiC，其他晶型基本消失；烧结样品具有大量的纳米孔，其平均孔径约为80～90nm。     

二氧化锰空心微球的制备及表征

以碳球为模板,高锰酸钾为锰源,成功地制备了粒径较为均一的二氧化锰球壳,通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射（XRD）等手段对合成产品进行了表征,并考察了不同合成条件对空心球的影响。结果表明,合成的二氧化锰空心球粒径均一,壁厚可调。     

硬球径向分布函数解析表达式的研究

作者重新推导了Percus-Yevick硬球径向分布函数在坐标空间的解析表达式，给出了正确的解析解，使之在用液体变分法进行物态方程理论计算时可直接进行函数计算取代传统的表格数值积分．作者还对该研究与早期相关文献所给出的结果进行了分析比较．     

风化壳中腐植酸与REE形成配合物的模拟研究

研究了风化壳稀土矿的腐植酸及其特点，证实了富里酸与Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｙ在常温常压下，ｐＨ值在４～６．５之间形成配合物的可能性．根据荧光光谱和红外光谱研究，探讨了自然界中风化条件下富里酸与稀土元素之间的化学行为及在风化壳稀土矿形成过程中腐植酸的作用．     

桑蚕蛹皮化学成分的分析及其显微结构的表征

对桑蚕蛹皮的成分、结构进行了化学及扫描电镜分析，确定其含有的主要成分及含甲壳素的数量，并对其中的甲壳素、蛋白质和无机盐三者之间的存在方式进行了观察，研究结果表明，蛹体中的甲壳素与灰分主要含有蛹皮中，甲壳素占整个蛹体成分的２．７１％，占蛹皮重量的２５．５％，蛹皮外表面呈规整的多边形网状结构，蛹皮中蛋白质与蜂窝状的甲壳素相结合，呈层状分布，颗粒状的无机盐填充在甲壳素／蛋白质复合物构成的蜂窝状的空隙中，     

炭气凝胶微球的储电性能研究

采用间苯二酚与甲醛为原料,通过反相悬浮聚合,经超临界干燥和炭化成功制备了炭气凝胶微球(CA spheres),并以炭气凝胶微球为超级电容器的电极,采用恒流充放电法、循环伏安法与交流阻抗法测定了电极的储电性能。结果表明,制得的炭气凝胶微球可以作为超级电容器的电极,表现出良好的循环伏安特性,适用于多次充放电和大电流充放电,比电容可高达215 F/g。炭气凝胶微球的储电性能与合成条件、孔结构密切相关,最佳的制备反应条件为间苯二酚与催化剂摩尔比为200,间苯二酚-甲醛中间苯二酚的体积分数为50%及凝胶温度为85℃。     

烧结Fe基-TiC_p复合材料研究

分析了Ｆｅ基与ＴｉＣ直接反应制备ＦｅＴｉＣｐ复合材料的工艺及复合强化机制，初步优化了工艺参数。结果表明，一定的ＴｉＣｐ含量有其对应的最佳烧结温度；而烧结保温时间对材料的性能无显著影响。淬火处理后能显著提高Ｆｅ基ＴｉＣｐ复合材料的硬度及耐磨性。