浓缩硼-10模拟移动床色谱分离的放大研究

为实现SMB色谱分离硼-10的工业化,进行氯型硼特效树脂排代色谱法富集硼-10的SMB放大实验研究.放大研究中色谱柱的内径由原来的φ1.0 cm放大到φ8.5 cm,树脂也由原先的均匀小颗粒（平均为230 μm）改为商用粒度范围颗粒（平均为780 μm）.SMB放大色谱分离系统连续运行了约60 d（129次端口切换）,取得富集度31.11％ ～40.31％的硼-10酸固体68 g.根据Fujii理论公式,对SMB放大分离系统中不同端口切换次数时的富集因子ε和理论踏板高度HETP进行计算,结果发现ε和HETP在整个实验过程中均保持常量,其值分别为ε=0.0092±0.0007,HETP =0.83±0.10 cm.与前期小型SMB分离系统的实验结果相比,ε变小,HETP变大,分离效果变差明显.

柱色谱分离硼同位素洗脱曲线的计算

根据平衡塔板理论的两个基本假设建立计算模型,编制计算程序,输入相关基本参数,对10B和11B在色谱柱的运动进行逐层计算,得到不同吸附量条件下的硼酸及10B洗脱流出曲线,以及多柱循环洗脱过程中,不同移动距离时,10B在色谱柱中的沿柱浓度分布情况。计算结果表明:平衡塔板理论模型能很好地定性解释柱色谱分离10B规律,如洗脱曲线前端的平台区、在洗脱曲线的尾端得到10B的最高富集度以及色谱带移动时其尾端10B富集度的变化情况等。

柱色谱中非稳态同位素富集的同位素浓度分布

根据柱色谱分离同位素的一个实例,研究了非稳态条件下移动带后边界区内的同位素富集情况.根据一些基本的实验条件参数,先计算出富集的分离系数ε和斜率系数k,进而用一个公式来描述移动带中同位素的浓度分布,做进一步的数学处理还可求得实验系统的H(理论塔板高度,HETP)值.结果表明,所采用的理论公式能有效地从数学角度描述柱色谱分离过程中的同位素浓度分布.

镁-镧镨铈混合稀土合金微观组织分析

本文作者用扫描电镜、透射电镜以及X射线面扫描等手段分析了镁 镧镨铈混合稀土合金的微观组织。结果表明,添加的镧镨铈混合稀土,只有少量固熔在镁基体中,绝大部分形成了稀土化合物,沿晶界呈网状分布。

碳化硼粉末的制备方法

目前制备碳化硼(B4C)的方法主要有碳热还原法、直接合成法、自蔓延高温合成法、机械化学法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法和溶剂热还原法。本文概述制备B4C方法的主要特点和最新的研究进展。

热轧工艺对含硼不锈钢组织性能的影响

使用金相显微镜和拉伸试验机及硬度计研究了热轧温度、热轧变形量对含硼不锈钢（BSS）热轧板的组织、密度及硬度的影响。结果表明：经热轧后，BSS板的微观组织更加致密，布氏硬度大大提高；在900-1050℃热轧，硼化物细小、分布均匀，超过1150℃后，硼化物聚集晶界；随着轧制变形量的提高，基体组织更加致密，轧制变形量超过60％后，热轧板材转变为加工态组织；在相同轧制变形量时，含硼不锈钢热轧板的相对密度随热轧温度的升高而增大，布氏硬度随温度的升高而降低；在相同的热轧温度时，板材的相对密度和布氏硬度随轧制变形量的增大而增大，轧制变形量超过60％后，板材相对密度趋于常量，布氏硬度缓慢增长。

挤压工艺对B_4C/Al-Si复合材料微观组织的影响

以Al-Si合金粉末和B4C粉末为原料,采用粉末热挤压方法成功制备B4C/Al-Si复合材料,研究挤压工艺对复合材料微观组织的影响。结果表明:挤压温度为350~500℃时,挤压模角为45°、60°和90°,保温时间为30~120 min时,B4C在Al-Si基体中均匀分布无团聚现象;挤压温度为450℃,保温时间为60 min时,挤压组织达到致密化,且组织中的Si相均匀分布无明显长大现象;随着挤压温度升高和保温时间增加,复合材料中的Si相明显长大;增大挤压模角对基体组织和Si相的影响不大,但由于局部应变增强,B4C颗粒出现裂纹并发生明显的断裂。

B_4C/Al对慢中子衰减性能研究

本文用Burrus模型和蒙特卡罗方法,模拟中子透过B4C/Al板的衰减规律。在Burrus模型中,选用0.025 3eV中子为中子源,B4C/Al板厚度为0.15cm,0.20cm,0.25cm,0.30cm,0.35cm,其中B4C的质量百分含量为20%,30%,40%。结果表明,在B4C/Al复合材料中,B4C含量越高,颗粒越小,材料的中子吸收效果越好,中子透射率越小。入射到B4C/Al板的中子,在B4C/Al板的穿透率与入射角方向有关,垂直与B4C/Al相互作用时,中子透射出的概率最大,随着入射角弧度增大,中子在B4C/Al板的透射率逐渐变小。蒙特卡罗方法使用MCNP程序对B4C/Al与中子的相互作用进行模拟,结果表明,B4C/Al板对能量为0.025 3eV的中子比1.0eV的中子有更大的吸收效果。

同位素分离理论在硼同位素分离中的应用

离子交换色谱法是分离硼同位素的非常有前途的方法,然而工艺过程的影响因素较多,分离实验的工作量很大,为验证同位素分离理论在描述硼同位素分离中的有效性,并将其用于指导硼同位素分离过程,减少实验次数和不确定性,文中采用多柱串联色谱分离实验方法,研究了非稳态下硼同位素在色谱柱中的分布和Y.Fujii同位素分离理论在描述硼选择性螯合树脂分离硼同位素体系的有效性,并将其理论应用于制备工艺设计和验证实验。研究结果表明:Y.Fujii的同位素分离理论除可较好地描述该体系色谱带中同位素的分布情况,理论计算结果与实验数据吻合,制备验证实验的测定结果与理论设计吻合,Y.Fujii同位素分离理论能较好地指导硼选择性螯合树脂分离硼同位素体系的工艺过程。

挤压温度对B_4C/Al-Si复合材料组织和性能的影响

以Al-Si合金粉末和B4C粉末为原料,采用粉末热挤压法制备了B4C/Al-Si复合材料,研究了挤压温度对该复合材料组织和性能的影响。结果表明:挤压温度为350～500℃时,B4C在Al-Si基体中均匀分布,无团聚现象;挤压温度为450℃及以上时,挤压组织达到致密化;随着挤压温度的升高,该复合材料的抗拉强度、屈服强度和屈强比降低,伸长率增大;挤压温度超过450℃时,基体中的Si相数量明显减少,晶粒显著增大;拉伸断裂是微孔聚集型韧性断裂,韧窝是该复合材料拉伸断口的主要特征。

XSC-700树脂对硼酸吸附性能的研究

采用正相阴离子交换色谱法,对硼酸在XSC-700树脂上的吸附性能进行了实验研究.测定了树脂在不同条件下的吸附量,研究了硼酸浓度、酸度、进样速度等因素对吸附、洗脱的影响.结果表明,该树脂对硼酸有较强的吸附性,吸附曲线随进样硼酸浓度的增加而变陡,平衡吸附量也随之变大,但吸附量受硼酸溶液的酸度和进样速度的影响较小.盐酸对树脂中硼酸的洗脱曲线呈现2个平台,第一个平台的浓度由原料液浓度控制,第二个平台的浓度由洗脱剂酸度控制.所用盐酸浓度越高,且洗脱速度低于0.640cm/min,则所用洗脱剂越少.

离子交换色谱中硼同位素交换反应平衡常数的理论预测

外部溶液相中B(OH)3与离子交换树脂相中B(OH)4-、B3O3(OH)52-、B3O3(OH)4-之间所发生的同位素交换反应的平衡常数K是离子交换色谱法分离硼同位素研究中的基本参数之一,但难以用实验手段精确测定。本研究利用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6—31G理论水平上计算了气态下B(OH)3、B(OH)4-等的振动频率,用计算得到的频率,基于Urey模型求得B(OH)3、B(OH)4-、B3O3(OH)52-、B3O3(OH)4-的简约配分函数比(RPFR),进而得到同位素交换反应平衡常数。结果表明,B(OH)3和B(OH)4-间的同位素效应显著,其平衡常数K在25℃时为1.025 7,B(OH)3与B3O3(OH)52-和B3O3(OH)4-反应的平衡常数较小,分别约为1.017 2和1.008 4。

XSC-700硼选择性树脂对硼酸的吸附性能研究

以硼选择性树脂为固定相研究树脂对硼酸的吸附性能。研究发现,硼酸的平衡吸附量受树脂类型的影响明显,平衡吸附量由大到小树脂类型的排列顺序为氢氧型>氯型>硫酸型。硼酸的平衡吸附量随原料浓度的增加而增加,随温度的升高而减少,随原料液的酸度降低而增加。吸附等温线的拟合表明,氯型和氢氧型硼选择性树脂对硼酸的吸附过程都符合Freundlich吸附等温方程,属优惠型吸附。吸附热力学研究证明,吸附为自发、放热和熵减少的过程;硼选择性树脂对硼的吸附速率由颗粒扩散控制。

碳化硼-铝硅复合材料的热压缩流变应力研究

采用Gleeble-1500D热模拟机高温等温压缩试验,研究了新型反应堆中子吸收材料—碳化硼-铝硅复合材料在应变速率为0.1～10s-1、变形温度为300～500℃条件下的流变应力特征。结果表明:该材料在试验条件下压缩变形时均存在稳态流变特征,应变速率和变形温度强烈影响试验材料流变应力;该流变应力随应变速率的提高而增大,随变形温度的升高而降低;采用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数描述该复合材料高温变形的峰值流变应力,获得峰值流变应力解析式,其热变形激活能为236.248 kJ/mol。

矩分析在硼同位素分离色谱中的应用研究

以D301-G树脂为固定相,水为流动相,通过矩分析研究2种硼同位素在给定条件下的色谱特征,基于平衡-扩散模型、线性驱动力模型估算了硼酸在固定相上的动力学参数。研究结果表明,同位素10B在树脂相上的色谱保留时间大于11B;硼酸在D301-G树脂相中的轴向扩散系数和集总传质系数均随温度的升高而增大,室温下轴向扩散系数为1.08 cm2/min,集总传质系数为0.65 min-1。

不同界面SiC纤维束复合材料的拉伸力学行为

利用国产三代SiC纤维通过化学气相渗透工艺(CVI)制备不同界面厚度和基体体积分数的SiC纤维束复合材料,并对其拉伸力学行为进行研究;同时,通过有限元方法研究界面厚度和基体体积分数对SiC纤维束复合材料热残余应力的影响。有限元分析结果表明:该纤维束复合材料的界面存在较为明显的径向和环向热残余应力,而且这两种应力均随着界面厚度增加而减小,随着基体体积分数的增加而增加。拉伸实验结果表明:随着界面厚度增加SiC纤维束复合材料的拉伸强度有增大趋势,且纤维拔出长度也相应增加;但在界面厚度相同的情况下,过高的基体体积分数将导致复合材料拉伸强度和韧性下降。

含(PyC/SiC)n多层界面SiCf/SiC Mini复合材料的制备与拉伸行为

利用CVI法,在两种不同类型的国产SiC纤维束中引入(PyC/SiC)_4或(PyC/SiC)8多层界面,并进一步致密化,制备含不同纤维种类和界面类型的SiC_f/SiCMini复合材料。研究纤维种类和界面类型对SiC_f/SiCMini复合材料力学性能和断裂机制的影响。结果表明:致密化的SiC_f/SiCMini复合材料已形成一个整体,在纤维和基体连接处可观察到明显的界面层,且界面厚度均匀;A/(PyC/SiC)_4/SiC、B/(PyC/SiC)_4/SiC、A/(PyC/SiC)8/SiC三种SiC_f/SiC Mini复合材料的最大拉伸强度分别达到466,350和330 MPa,最终拉伸应变分别达到0.519%,0.219%和0.330%;拉伸断口均有纤维拔出,且随纤维种类或界面类型不同,纤维拔出长度和断口形貌有所差异。其中A/(PyC/SiC)_4/SiC以ModelⅡ断裂机制发生断裂,B/(PyC/SiC)_4/SiC和A/(PyC/SiC)8/SiC以ModelⅠ断裂机制发生断裂。

真空制备新型镧镨铈-镁合金的显微组织和力学性能

通过氩气保护,在真空条件下制备新型镧镨铈(LPC)-镁合金,测量该试验合金的抗拉强度,观察其显微组织,并测量其显微成分,以确定稀土在试验合金组织中所处位置、存在状态.同时通过改变稀土的含量,了解其对力学性能的影响.结果发现:就抗拉性能而言,镧镨铈(LPC)混合稀土可以代替富铈混合稀土用于ZM3合金.

耐事故SiCf/SiC复合材料包壳管CVI+无模具NITE制备技术研究

新型CVI+无模具NITE制备技术结合了化学气相渗透(CVI)技术和纳米渗透共晶转变(NITE)技术的优点,并且不受模具、压力限制,具有制备长尺寸的SiCf/SiC复合材料包壳管的潜力。研究表明,短时间的CVI沉积能够强化纤维预制体结构,并为纤维间的孔隙留出NITE浸渗孔隙;同时在NITE浆料中添加聚碳硅烷(PCS)能够有效降低NITE工艺的烧结难度,通过热等静压方法实现无压烧结,制备出具有较好致密度的SiCf/SiC复合材料短管;所制备的SiCf/SiC复合材料短管致密度最高达到了2.77 g/cm3,并且仍存在较大的提升空间。