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Zr-Ti系贮氢合金表面改性研究

文明芬 , , 翟玉春 ,

稀有金属材料与工程

采用化学镀镍、镀钴、机械混合以及球磨几种方法对Zr-Ti系贮氢合金进行了表面改性.XRD结果表明,随着镀镍量的增加,合金越趋向微晶化;球磨时间越长,合金的衍射峰更加弥散化,充放电试验结果表明,当镀镍量为15%(质量分数,下同)时,贮氢合金在60 mA.g-1的电流密度下初始容量比未处理的合金高出130 mAh.g-1,经过6次~8次循环完全活化,最大放电容量可达400 mAh.g-1,随着镀镍量的增加,抗自放电能力增加;当镀钴量为5%时,贮氢合金在60 mA.g-1的电流密度下初始容量比未处理的合金高出40 mAh.g-1,经过7次~9次循环完全活化,最大放电容量可达390 mAh.g-1,但随着镀钴量的增加,初始容量上升较快,但放电容量在减少;而机械混合仅提高初始容量,对最大放电容量没有改善;球磨不仅改善贮氢合金的活化性能,并且其最大放电容量可达450 mAh.g-1.

关键词: 贮氢合金 , 表面改性 , 最大放电容量 , 活化性能

圆形射流湍流场的大涡模拟研究

赵平辉 , 叶桃红 , 朱旻明 , , 义良

工程热物理学报

使用发展的大涡模拟并行程序,数值模拟了圆形射流湍流场,与实验值进行详细比较,对大涡模拟程序进行检验,并分析网格尺度对计算结果的影响。结果表明,大涡模拟计算的平均速度场和雷诺应力场与实验值符合得非常好,验证了该大涡模拟计算程序的可靠性和精确度。同时发现一阶统计矩受网格尺度影响不大,二阶及高阶矩与网格尺度有较大的关系,因此使用大涡模拟方法计算湍流及湍流燃烧问题应对网格依赖性进行必要分析,至少保证二阶统计矩具有较好的精度。

关键词: 大涡模拟 , 圆形射流 , 亚格子尺度模型 , 网格尺度

纳米二氧化钛晶型互变的研究

文明芬 , 王秋萍 , , 景山 , 宋崇立

功能材料

采用水解-沉淀法,以四氯化钛为原料,通过添加少量的硫酸铝、硅酸钠来改变氧化钛的晶型;利用X射线检测氧化钛的晶体结构,透射电镜观察表面形貌,并利用液氮吸附法测试比表面积;结果表明:添加少量的硫酸铝可以将金红石型氧化钛转化为锐钛型;当在锐钛型氧化钛的基础上添加少量的硅酸钠后,又能抑制金红石的产生,氧化硅含量越高,锐钛型转化为金红石越难,比表面积越大;XRD、TEM检测出氧化物粒径为3~20nm.

关键词: 纳米二氧化钛 , 晶型转变 , 水解-沉淀法

硬质合金表面Mo离子注入对CVD金刚石涂层形成的影响

, 王小平 , 李运钧 , 姚宁 , 马会中 , 张兵临

材料导报

采用离子注入工艺对YG6硬质合金表面进行处理,探讨了离子注入处理对硬质合金CVD金刚石涂层形成的影响.研究结果表明,Mo离子注入使硬质合金表面细化,金刚石涂层的粒度减小,改善了金刚石薄膜与合金衬底间的附着力.

关键词: 离子注入 , 硬质合金 , CVD金刚石薄膜 , 附着力

高钛硅比分子筛溶胶凝胶水热合成动力学模型研究

于波 , 文明芬 , , 朱建新

稀有金属材料与工程

高钛硅比分子筛具有独特的催化和离子交换性能,可用于处理处置高污染放射性废物.利用溶胶凝胶水热法研究了除铯用新型高钛硅比分子筛孔道结构化合物Na4Ti4Si3O10(NaTS)的合成工艺,并讨论了温度、时间、不同钛硅比对合成产物的影响.研究结果表明,NaTS的合成反应属吸热反应,温度升高利于钛源进入分子筛骨架.当合成温度为200 ℃时,产物结晶完整,表观形貌为规则的四方颗粒,晶体尺寸为20 nm,钛硅比为1.33,铯交换分配系数为36500mL/g.NaTS的合成属于液相生成机理,整个过程包括硅酸盐物种的溶解和缩合反应,晶体成核,生长及凝胶溶解几个步骤.动力学模型研究表明合成过程属自发成核机理.合成诱导期长,20 h左右才开始形核结晶,120 h,晶体基本生长完全.利用Runge-Kutta和单纯型法计算求解,得NaTS的晶体生长速率常数仅为5.6×10-7.因此,促进产物晶体生长是提高NaTS合成速度的关键因素.

关键词: 除铯 , 孔道化合物 , 水热合成 , 晶化

CH4/H2/N2射流火焰的大涡模拟和POD分析

, 赵平辉 , 韩超 , 朱旻明 , 义良

工程热物理学报

使用大涡模拟加稳态火焰面模型、火焰面/反应进度模型对CH4/H2/N2湍流射流扩散火焰进行了模拟,通过与实验数据的详细比较对火焰面模型进行了检验.结果表明,两种火焰面模型计算得到的低阶矩与实验值都符合得较好,后者对二阶矩捕捉更准确;小组分(No,OH)分布与实验结果都有较大偏差,直接求解小组分输运方程可得到较好结果.最后用POD技术对漉场进行分解与重构,可以发现前5阶模态即占有总能量的60%左右,且中心射流区域集中了各尺度的湍流相干结构.

关键词: 大涡模拟 , 射流扩散火焰 , 火焰面模型 , POD分析

文丘里除尘器对井下碳烟净化的模拟试验研究

, 戴晓江 , 毕春杰 , 郭庆伟

黄金 doi:10.11792/hj20141017

从矿山井下柴油设备碳烟污染的空气净化问题出发,对文丘里除尘器进行了模型设计和模拟试验。其结果表明,文丘里除尘器对井下柴油设备排出的碳烟具有明显的空气净化效果。在该除尘装置中采用高水压和大风量,可使除尘效率达到70%。

关键词: 井下空气净化 , 文丘里除尘器 , 正交试验

基于DRT和ADIS的SOFC/SOEC电堆电化学阻抗谱研究

王雪 , 张文强 , 于波 ,

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150652

固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)电堆的电化学分析和诊断是国际上的研究难点.明确多片电堆的本征电化学反应机理和性能规律,是SOFC/SOEC技术实用化的关键.本研究采用弛豫时间分布法(DRT)耦合阻抗谱差异分析法(ADIS)对电堆在燃料电池模式和电解池模式下的复杂电化学行为进行了研究,通过弛豫时间解析出各个过程对应的特征峰,区分出不同的物理化学过程.研究表明,电堆在SOFC模式运行时,其氢电极含水量应大于20%,而SOEC模式运行时,含水量应小于80%,以最小化电池的气体扩散阻抗.本方法可应用于SOFC/SOEC电堆的分析诊断,简化电堆测量分析的复杂性,有助于电堆衰减机理和原因的实时诊断,并对电堆性能提高给出理论依据和指导建议.

关键词: 电化学阻抗谱 , 弛豫时间分布法 , 固体氧化物电解池 , 阻抗谱差异分析法 , 衰减机理

全微波法快速合成纳米尺寸高钛硅比分子筛

于波 , , 朱建新

稀有金属材料与工程

采用全微波辐射法快速合成了NaTS,并研究了合成的反应动力学.结果表明,全微波辐射法明显缩短了产物的晶化反应时间,合成时间从溶胶凝胶水热法的120 h缩短为2 h.XRD和SEM分析表明:微波法合成样品为两端开放的八元环孔道结构化合物,属P4_3空间群,晶胞参数分别为a=b=0.7781 nm, c=1.1945 nm;除铯性能与传统水热法产品无明显区别.晶化动力学模型研究表明:全微波法合成结晶度随时间变化曲线均为S型,属自发形核.合成过程可分为诱导期和生成期,微波辐照法合成过程的生长速率常数为30,是溶胶凝胶水热法的10~8倍.微波快速合成大大提高产品的合成速率,为NaTS的工业化生产和应用奠定了基础.

关键词: 除铯 , 全微波法 , 钛硅化合物

高钛硅比微孔钛硅分子筛的水热合成及孔结构分析

于波 , , 朱建新

稀有金属材料与工程

选用钛酸异丙酯和正硅酸乙酯作为原材料,采用溶胶-凝胶水热方法合成了除铯用高钛硅比分子筛孔道结构化合物Na4Ti4Si3O10(NaTS).研究了硅钛比、钠钛比、反应时间和反应温度等不同合成条件对NaTS除铯性能的影响,并利用付立叶变换红外光谱对样品的分子筛骨架原子基团进行了表征.孔分析测试表明,NaTS的孔径尺寸主要分布于15~30 nm,BET比表面积为1.811×102 m2/g,孔容0.265 cm3/g,平均孔径8.700 nm.离子交换实验结果表明,NaTS对Cs离子在酸性介质中具有很好的选择性.在0.1 mol/L HNO3、0.1 g/L Cs的水溶液中,对Cs的分配系数达3.65×104 mL/g.

关键词: 除铯 , 孔道化合物 , 水热合成 , 晶化

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