有限填料热容下脉管制冷机内的热输运效应

为了优化脉管制冷机的泵热特性,探讨有限填料热容对回热器内部热输运过程的影响。基于回热器的2维模型,获得了有限填料体积热容下的热声输运过程的解析解。结果表明脉管制冷机内的热输运过程包括3个部分:声压热输运、壁温热输运、速度热输运。壁温热输运效应产生于壁面温度周期变化,它不同于基于壁面轴向温度梯度的导热过程,也区别于速度热输运过程。当温度从300 K降低到40 K时,壁温热能通量不断减小,不过壁温热能通量相对于截面热能通量的大小从5%增加到12%。

多元素掺杂优化SnTe的热电性能

热电材料可实现热能和电能的直接相互转换,在温差发电和半导体制冷领域具有广阔的应用前景。SnTe作为PbTe的无毒同族类似物,是一种极具潜力的中温区热电材料。本研究采用超重力场辅助燃烧合成(HG-CS)技术,结合放电等离子体烧结(SPS)制备多元素掺杂的SnTe基热电材料,系统研究了多元素掺杂对SnTe热电性能的影响规律和作用机制。在SnTe的阳离子位引入等价离子Ge^(2+)和Pb^(2+),阴离子位引入S^(2-)和Se^(2-),多元素掺杂引起大量晶格畸变点缺陷。同时,在超重力场下快速凝固带来的塑性变形引入了应力场和大量位错,从而形成了多级微观结构缺陷,强烈散射中高频声子,室温热导率从7.28 W·m^(-1)·K^(-1)(未掺杂SnTe)大幅下降到2.74 W·m^(-1)·K^(-1)(Sn_(0.70)Ge_(0.15)Pb_(0.15)Te_(0.80)Se_(0.10)S_(0.10)),在873 K时,其最小热导率仅为1.38 W·m^(-1)·K^(-1)。这些微结构缺陷散射声子的同时也散射载流子,导致载流子迁移率和电导率降低。值得一提的是,掺杂使SnTe的带隙减小,Seebeck系数提高,因此掺杂后材料的功率因子仍保持较高值。实验得到Sn_(0.70)Ge_(0.15)Pb_(0.15)Te_(0.80)Se_(0.10)S_(0.10)的最大热电优值(ZT)达到1.02(873 K),与未掺杂的SnTe相比得到大幅提高。

纳米晶SnO_2粉末的制备(英文)

采用常规溶液化学沉淀法，通过仔细控制沉淀速率得到类独石状 Ｓｎ（ＯＨ）４沉淀物采用两种不同的煅烧工艺制备ＳｎＯ２粉，即：常规的将沉淀物磨成粉末后煅烧和将类独石状沉淀物直接煅烧．选取４５０，６００， ７５０， ９００和 １０５０℃ ５个温度条件，保温２ｈ煅烧，结果表明直接煅烧法得到的 ＳｎＯ２粉末的晶粒平均尺度（１０～３０ｎｍ）较常规煅烧工艺得到的 ＳｎＯ２粉末（１２～５０ｎｍ）小．

Fe-C纳米合金材料的制备

用高能球磨机将纯铁粉和石墨粉球磨，制备出Fe（943mg.g-1）－C（57mp.g-1）纳米合金粉末，平均晶粒尺寸小于15um．将Fe－C纳米粉冷等静压和热等静压，制备出直径8mm×35mm的纳米棒材，硬度达HRC63。

稀土氧化物掺杂对SnO_2基气体传感器材料性能的影响(英文)

采用化学共沉淀法制备 Ｙ２Ｏ３，ＺｒＯ２， Ｅｒ２Ｏ３和 Ｓｂ２Ｏ３掺杂 ＳｎＯ２基气体传感器结果表明掺杂后的材料经煅烧后，平均晶粒尺寸均小于３０ｎｍ，比未经掺杂的材料小将各掺杂体系不同成分材料制备成厚膜传感器，进行了对ＣＯ气体敏感度性能测试，发现掺杂稀土氧化物的气体敏感度较纯 ＳｎＯ２厚膜传感器高其中掺杂

用磁性分析法精确测定Ce在a-Fe中的固溶度

首次采用磁性分析法测定Ce在α-Fe中的固溶度。通过测量矫顽力和成分的关系曲线,发现随着Ce含量的增加,矫顽力保持常数;当Ce含量超过某一临界值,矫顽力突然增加,研究发现此临界值即为Ce在α-Fe中的最大固溶度。结果与作者采用其它方法得到的结果一致。

Ce、Nd和Y在α-Fe中的室温固溶度

用热力学稀溶体固溶度公式,计算出Ce、Nd和Y在α-Fe中的室温固溶度值分别为0.0048、0.0032、0.0001 wt.-％,讨论了影响稀土在α-Fe中固溶度大小的原因。

75m三相交流高温超导电缆的研制

成功研制的75m长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是目前世界上少数几组并入实际电网试验运行的三相交流高温超导电缆之一。超导电缆芯采用均流方法设计,在自主开发的专用绕线机上绕制;低温杜瓦管采用柔性波纹管和真空绝热结构;电缆的绝缘设计和加工实现了与常规电缆电绝缘工艺的兼容;低温制冷系统采用减压降温方式;在线监测系统采用光-电转换技术实现高电压隔离。该超导电缆的交流载流能力大于3500A,自2004年12月起,已累计在配电网中运行达7000h。

冷变形对高氮奥氏体不锈钢组织与力学行为的影响

通过对氮含量为1．2%的高氮奥氏体不锈钢施加不同变形量的压缩变形,研究了冷变形对高氮钢的组织和力学行为的影响．结果表明,高氮钢在最高变形量达到56%时的冷变形过程中未发现有α′马氏体形成．高氮钢在变形初期孪晶和滑移共同参与变形,孪晶对滑移有强烈的阻碍作用．随变形量的增加,孪晶受到滑移线的切割,孪晶界不再清晰．高氮钢的加工硬化指数随变形量增加而降低．当冷变形至56%时,高氮钢的屈服强度提高了约2倍,抗拉强度提高了约1倍．分别达到1645MPa和1870MPa．对比分析氮在几种奥氏体不锈钢中的作用表明,氮通过短程有序排列的方式阻止位错的滑移,提高了高氮钢的加工硬化能力．

SiO_2/环氧树脂基纳米复合材料的室温和低温力学性能

利用溶胶-凝胶法制备了SiO2/环氧树脂基复合材料,研究了材料的室温与低温(77K)下的力学性能。结果表明,适量SiO2的引入提高了室温与低温下材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度,即SiO2含量在2%时可同时起到增强、增韧作用。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分别对复合材料的断口形貌和高温焚烧后残留物纳米颗粒进行了观察。还利用动态力学分析(DMA)研究了二氧化硅的引入对复合材料的影响。

高氮奥氏体不锈钢与316L不锈钢的冷变形行为研究

以一种含氮量达1．0%(质量分数)的高氮奥氏体不锈钢N10和316L不锈钢为研究对象,通过在室温下对这两种材料施加不同的压缩变形量,研究了两种材料变形后的显微组织、真应力-真应变曲线和显微硬度．结果表明,两种材料在冷变形量小于20%时,机械孪晶和滑移共同参与变形．随变形量增加至50%,316L的变形方式过渡到以滑移为主,而高氮钢中机械孪晶和滑移仍共同参与变形．高氮奥氏体不锈钢在变形过程中不发生马氏体相变,表明其具有较高的结构稳定性；而316L中有马区体形成．高氮不锈钢的固溶态强度、硬度和加工硬化系数均显著高于316L,冷变形可大幅提高两种材料的强度．两种材料的显微硬度均与晶粒取向有明显相关性,晶粒取向对显微硬度的影响大于变形不均匀性的影响．对高氮不锈钢表现出的优民性能的机制进行了分析和讨论．

超导磁分离在造纸厂污水净化中的应用

针对小型造纸厂污水处理问题,开展了超导磁分离技术研究。设计并研制出制冷机直接冷却的高温超导磁体,磁体中心磁场在直流运行状态下达到1.48T,交流运行状态达3.92T。利用该超导磁体对造纸厂废水进行了磁分离处理。实验中,预先在废水中加入经过表面等离子有机改性的铁磁性颗粒,并与污水中非磁性有害物质絮接,通过强磁场实现水中污染物的分离。实验结果表明,经磁分离处理的集水池废水COD值由起始的1780mg/L降到147mg/L,净化效果良好。讨论了利用等离子体聚合薄膜制备具有强捕捉能力的磁性粒子工艺。

界面状态对C/PLA复合材料降解特性的影响

研究了具有不同界面结合特性的两种复合材料在体外降解过程中吸水率、质量损失、宏观力学性能与降解时间的关系.结果表明,提高复合材料的界面结合强度可减小C/PLA复合材料的吸水率和质量损失,降低复合材料力学性能(弯曲强度、弯曲模量和剪切强度)和界面结合强度下降的速率.界面结合强度的提高对C/PLA复合材料的降解有明显的抑制作用.

多壁碳纳米管表面等离子体有机聚合改性

采用等离子体聚合技术在多壁碳纳米管（MWNTs）表面聚合苯乙烯（Styrene）、吡咯（Pyrrole）有机膜。高分辨电镜（HRTEM）分析显示MWNTs内外表面均生成纳米级厚度的有机膜，其中外壁表面厚约7nm，内壁表面厚约1～3nm。将经过表面有机膜处理的MwNTs添加到聚苯乙烯中，制备出多壁碳纳米管／聚苯乙烯（MWNTs／PS）复合材料。扫描电镜（SEM）对MWNTs／PS复合材料分析表明，覆膜的MWNT在复合材料中的分散得到改善。通过力学拉伸试验测试了MWNTs／PS复合材料断裂强度和弹性模量与MWNTs含量的关系，证明了经有机覆膜处理的MWNTs与PS形成的复合材料的整体强度得到显著提高。

超导磁分离工业废水处理技术研究

超导高梯度磁分离污水处理是一种新型的污水处理技术。采用超导磁体和经过表面有机改性的铁磁性颗粒为"磁种"与污水中非磁性有害物质絮接,通过强磁场分离COD值降到78 mg/L,污水净化效果良好。讨论了利用等离子体聚合薄膜制备具有强捕捉能力的磁性粒子工艺。

制冷机做冷源的低温热导率测量装置研制

设计研制了1套以4.2 K制冷机为冷源的低温热导率快速测量装置。该装置采用可拆卸的具有独立真空环境的样品测试杆,使得样品测试部件与低温冷源部件分离,从而实现不破坏制冷机冷源真空环境及制冷机不复温的情况下快速更换样品。高真空绝热恒温样品杆通过高导热柔性热桥与制冷机冷头良好热耦合。热导率测试采用稳态绝热纵向热流法。除快速测量的优点外,装置具有很高的测试精度,通过对标准不锈钢304样品的测试比对,证明该装置的测试误差在8%以内、测量温区达到8—300 K。

10米10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆低温系统

低温系统是该试验装置的一个主要分系统 ,采用增压过冷液氮冷却高温超导电缆及其电流引线 ,是国内首次采用过冷液氮循环冷却高温超导电缆的低温系统。低温系统包括两大部分 :过冷液氮循环部分和制冷部分。在过冷液氮循环部分 ,以低温泵的扬程作为循环流动动力 ,液氮通过与制冷部分的热交换 ,获取冷量 ,被输送到高温超导电缆低温容器和终端 ,液氮通过与电缆的换热释放其冷量 ,最后回到气液分离器 ,进入下一个循环过程。制冷部分采用液氮减压降温获取冷量 ,其最大制冷量 3.3kW ,液氮消耗 72L/h。

10米10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆液氮冷却系统的设计

液氮冷却系统是 10米 10 5kV/ 1 5kA三相交流高温超导电缆实验装置中的一个主要分系统。介绍了液氮冷却系统设计方案的选择 ,提供了液氮冷却系统的主要设计计算内容 ,并通过与高温超导电缆联机试验 ,表明了该液氮冷却系统的设计是成功的 ,为 75米三相交流高温超导电缆研制提供稳定可靠冷源奠定了基础。