PVDF改性硼、铝含能材料的制备方法研究进展

聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride,PVDF)在显著增强硼粉与铝粉点火燃烧性能方面展现了巨大的潜力。基于国内外近年来在PVDF改性硼、铝含能材料方面的广泛研究,归纳提炼了10种主流的制备技术,包括溶剂挥发法、静电纺丝技术、静电喷雾技术、静电喷雾沉积、微乳液法、3D打印技术、真空冷冻干燥法、非溶剂致相分离法、液相法以及液滴微流控技术,分别阐述了它们的制备原理、应用场景及优缺点,指出了PVDF改性含能材料面临的挑战,提出了未来研究的重点方向:1)安全改进;2)绿色技术;3)纳米材料优化;4)多尺度设计;5)创新的涂层方法;6)深入了解反应机制。

复合推进剂中的降速剂

采用燃速测量、热分析等技术,研究了草酸铵、碳酸锶、碳酸锶/草酸铵、碳酸锶/草酰胺等添加剂对AP/HTPB系推进剂燃速的影响。结果显示,上述几种添加剂均可不同程度地使推进剂燃速降低,其原因是添加剂促使AP的分解峰温向高温方向移动以及使AP分解的活化能增加。不同添加剂的影响机理有所不同:草酸铵的分解产物阻碍AP低温、高温分解,从而使AP分解峰向高温方向移动;碳酸锶和AP分解产物高氯酸反应产生不易分解的高氯酸锶使AP分解峰温升高;同时由燃速测试结果发现,在压强大于5MPa时,碳酸锶/草酸铵、碳酸锶/草酰胺产生协同作用,使推进剂降速效果非常明显,尤其是碳酸锶与草酰胺的组合,不但使推进剂燃速降低明显,而且压强指数的降低幅度也最大,是一种良好的复合型降速剂。

工科院校新型实践教学模式的探讨

工科院校的实践教学是加深理解和巩固基础理论知识的有效途径,是培养学生基础技能、业务技能、综合技能等三种技能的重要环节,是把学生培养成为具备创新意识和协作精神的高素质工程技术人员的重要平台。本文主要针对目前工科院校实践教学中普遍存在的问题,提出构建包含:新型实践教学课程体系、新型实践教学目标体系、新型实践教学内容体系、新型实践教学的监控体系和新型实践教学考核评价体系等五个子体系的新型实践教学模式。

热能与动力工程专业英语分层次教学模式的探讨

在热能与动力工程专业英语教学中,由于学生的英语水平参差不齐,教师应因材施教,实施分层教学,调动学生学习兴趣,激发学生自主学习的动机,提高教学质量。

添加剂对AP/Al热分解影响的红外光谱与热分析研究

采用傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)研究了草酸铵(AO),碳酸锶(SC)及复配的草酸铵/碳酸锶等添加剂对复合固体推进剂主要组分高氯酸铵(AP)的作用机理。红外分析表明:草酸铵使AP各吸收峰消失的温度延后。碳酸锶在凝聚相中与AP的分解产物高氯酸发生反应生成比较稳定的产物高氯酸锶,IR光谱证实了高氯酸锶的存在。DSC分析结果表明:草酸铵的加入使AP高温阶段的分解放热峰向高温方向移动,但对AP低温阶段的分解放热峰没有影响。碳酸锶的加入使AP两个阶段的分解放热峰均向高温方向移动。草酸铵/碳酸锶的加入,虽然使AP的分解放热峰均向高温方向移动,但是实验发现,在常压下草酸铵/碳酸锶的组合配方没有发挥对AP高温分解的协同作用。基于上述实验探讨了草酸铵和碳酸锶抑制AP分解的作用机理。

工科院校生产实习教学环节的改革探索

生产实习是工科院校教学过程中的重要环节,它是培养高素质工程技术人员的重要平台。当前生产实习存在着许多问题,导致了实习无法顺利完成人才培养的目标,生产实习的改革是大势所趋。通过更新观念,丰富实习教学形式,强化实习教师队伍建设等措施,构建新型高效的生产实习教学模式。

生物质与废塑料共热解的研究进展

文章介绍了国内外生物质热解、废塑料热解以及生物质与废塑料共热解的发展现状与趋势,概述了我国生物质能源与废塑料共热解的潜力。对生物质和废塑料共热解进行了展望,并指出了生物质和废塑料共热解研究的发展战略。

浅谈工科院校新型实践教学考核评价体系

实践教学的考核评价是影响实践教学效果的重要因素之一,当前考核评价体系不规范、缺乏对实践教学质量监控的手段。构建一套评教与评学相结合、量化考核与模糊评价相结合、结果考核和过程考核相结合的新型实践教学考核评价体系。

不同煅烧温度下贵州兴义煤矸石的光谱学研究

采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了贵州兴义煤矸石的主要成分,不同煅烧温度下的分解机理以及最佳活化温度.XRF分析结果表明:煤矸石的主要化学组分是SiO2,Al2O3和Fe2O3等,且烧失量较大.XRD结果表明:煤矸石主要矿物成分为高岭石、云母、菱铁矿、黄铁矿、金红石、水氯镁石、石英以及方解石等.通过不同煅烧温度的XRD和FTIR分析表明:随温度升高,煤矸石中的高岭石、云母发生脱水反应,导致煤矸石中活化的SiO2,Al2O3含量增加,活性提高,但当温度高于800℃时,活化的SiO2,Al2O3又进一步结合生成红柱石,反而使煤矸石活性降低.基于上述实验得出贵州兴义煤矸石最佳活化温度为700℃.

镁粉对铝/冰燃料燃烧特性的影响

为改善铝/冰燃料的点火燃烧性能,通过添加不同比例的镁粉制备成铝/冰基燃料,研究其对铝/冰燃料燃烧特性的影响。实验通过接触法测得铝/冰基燃料燃烧温度并采用高速摄影系统观测其燃烧现象。研究结果表明,铝/冰燃料中添加镁粉后在100~200℃即出现较为明显的氧化放热反应,镁粉可以明显降低铝/冰基燃料的起始反应温度,加快反应速率。在稳定燃烧阶段,随着镁粉添加量的增加,铝/冰基燃料燃烧剧烈程度降低。通过对燃烧产物的分析发现,添加镁粉后的燃烧产物形貌与未添加镁粉的产物形貌存在明显差别,且未完全反应的铝粉含量较多,燃烧相对不充分。

GAP和GAP/B的红外光谱和热分析研究

采用傅里叶红外光谱测试（FTIR）、热重法（TG）和微商热重法（DTG）研究了GAP和GAP处理硼的样品（GAP／B）在空气和氮气两种环境中的热分解。结果表明：GAP在约170℃开始发生叠氮基消除反应，250℃左右结束，GAP骨架的解聚反应延后了40℃左右；硼（B）改变了GAP的热分解过程，GAP／B在55-70℃开始分解，明显提前于GAP本身，而且，叠氮基的消除反应与GAP骨架的解聚反应几乎同时发生。基于Kissinger热分析数据处理方法，对GAP和GAP／B两种体系在叠氮基消除阶段的热分解动力学进行了研究，结果发现在空气环境中，两种体系的活化能E的数值均较低，较易于发生反应，这是由于GAP与空气中的氧发生有氧热解所致。

能源与动力工程专业实习教学改革与实践

实习教学是能源与动力工程专业教学的重要环节,目前实习教学存在实习地点和内容单一,指导教师队伍理论强、实践弱,考核形式有待改善等诸多问题。高校应拓展、优选实习场所,加强师资队伍培养,构建合理考核评价体系,以培养学生创新精神和工程实践能力。

纳米铝粉在水蒸气中的燃烧特性

针对粒径对纳米铝粉燃烧性能的影响,研究了不同粒径的纳米铝粉在水蒸气气氛中的燃烧特性,同时与其在空气气氛中的燃烧特性进行比较.结果表明,纳米铝粉粒径对其在水蒸气气氛中的着火温度影响较大,但对其燃烧的最高温度影响较小.纳米铝粉在水蒸气气氛中的着火温度比在空气气氛中的着火温度低,且最高温度也低.从燃烧现象可以发现,纳米铝粉在空气气氛中比在水蒸气气氛中燃烧剧烈,火焰亮度更强.此外,还采用扫描电镜与能谱分析联用技术对纳米铝粉在不同气氛中的燃烧产物进行了分析.

热能与动力工程专业生产实习教学改革的探索

生产实习是热能与动力工程专业教学过程中的重要环节,它是培养高素质工程技术人员的重要平台。当前生产实习存在着许多问题,导致了实习无法顺利完成人才培养的目标,生产实习的改革是大势所趋。通过更新观念,丰富实习教学形式,强化实习教师队伍建设等措施,构建新型高效的生产实习教学模式。

Co改性Fe_2O_3/AC催化剂低温SCR脱硝性能

以活性炭(AC)为载体,铁、钴为活性组分,采用等体积浸渍法制备Fe_2O_3/AC催化剂和Co-Fe_2O_3/AC催化剂。探讨了铁含量和钴对催化剂低温脱硝性能的影响。结果表明,当铁负载量为10%时能够取得比其它负载量较佳的NO转化效率;由于铁的存在,钴添加后能够均匀分散在催化剂表面,提供了更多的催化活性位,从而改善了Fe_2O_3/AC催化剂的低温选择性催化还原(SCR)脱硝活性。当Co/Fe质量比为0.7时,催化剂表现出较佳的脱硝效果。

LiF/GAP协同作用改善硼粉的燃烧性能

以氟化锂/缩水甘油叠氮化物聚合物(LiF/GAP)为界面层对微米硼进行改性,研究LiF/GAP协同作用对硼粉热行为、燃烧性能和凝聚相燃烧产物的影响。结果表明,通过硅烷偶联剂处理后,硼粉表面黏结性得以提高,LiF能够较好地包覆在硼粉表面;GAP在400℃之前抑制了LiF与硼表面氧化膜的反应,使LiF的除膜效应延后至硼粉氧化增重阶段,从而将更多的活性硼暴露在空气中发生氧化,促进了硼粉的燃烧;LiF和GAP协同作用显著改善了硼粉的燃烧性能,尤其当LiF和GAP质量分数均为10%时,作用效果最为明显。此外,LiF和GAP协同作用有效抑制了燃烧过程中硼粉团聚,使其凝聚相燃烧产物粒径降低。

硬脂酸包覆纳米铝粉燃烧特性

通过控制变量法,采用自行设计的可视化管式炉对包覆纳米铝粉的燃烧过程进行实验,研究硬脂酸包覆比例对纳米铝粉抗氧化性和燃烧性能的影响,同时采用扫描电镜和能谱分析技术对纯铝粉、包覆铝粉及其样品燃烧产物的形貌与成分进行分析。结果表明:纳米铝粉包覆后铝颗粒分散更均匀,有效保持了活性铝粉含量,铝的质量分数提高了9.62%;在氧化剂相同的条件下,硬脂酸包覆的纳米铝粉比未包覆的纳米铝粉燃烧充分,并且包覆比例以m(硬脂酸)∶m(铝)为1∶3的样品效果最好,燃烧产物中氧化铝含量最高,燃烧最充分。

Ni包覆纳米Al粉在CO_2气氛中热反应特性及动力学研究

为解决点火困难、燃烧效率低的问题,采用热分析仪研究了镍包覆纳米铝粉在二氧化碳气氛下的热反应特性和反应动力学。结果表明:对纳米铝粉表面进行镍包覆可有效降低纳米铝粉的着火温度,缩短其反应时间。升温速率在5℃/min,10℃/min和15℃/min时,镍包覆纳米铝粉与未包覆纳米铝粉相比,其着火温度分别下降了64.0℃,71.0℃和76.0℃;反应时间缩短了9.8min,6.6min和4.0min。采用Coats-Redfern法结合Malek法,选择合理的动力学模型并计算得到相应的反应动力学参数。结果表明,镍包覆纳米铝粉和未包覆纳米铝粉的氧化反应机理存在明显的差别;镍包覆纳米铝粉降低了其与二氧化碳反应的活化能,同时,研究发现,升温速率并不能改变未包覆纳米铝粉和镍包覆纳米铝粉在二氧化碳气氛中的反应机理。

不同气化剂对等离子体处理油基钻屑气化过程影响的试验研究

为更好地资源化、无害化处理油基钻屑,提高资源利用率,创新性地提出使用等离子体气化熔融处理油基钻屑的方法,该技术采用热解和热脱附双重原理,具有处理彻底、无二次污染、减容率高等优点。在自主开发的撬装式高温等离子体气化熔融处理试验装置上进行了系列研究,以CO_(2)、O_(2)、空气3种气体作为气化剂,通过改变气化剂种类和体积流量,分析其对气化效果的影响,最终确定3种气化剂的最优运行参数分别为CO_(2)体积流量3.6 m^(3)/h,氧气当量比ER 0.2,空气体积流量6.0 m^(3)/h。

合成射流对串列双圆柱受力特性及流场特性影响的数值模拟

合成射流能够通过改变单个圆柱尾部的旋涡脱落模态有效抑制其涡致振动,但对多圆柱结构的控制效果尚待研究。采用数值模拟研究了对称布置在上游圆柱尾部的水平合成射流对串列双圆柱的受力特性和尾流特性的影响。在研究中,来流的雷诺数恒定为150,合成射流的位置角度为45°,2个圆柱中心之间的间距比为2~10。研究结果表明,水平合成射流能够同时降低上、下游圆柱的升、阻力系数,但过大的合成射流动量系数反而会导致上、下游圆柱的阻力系数均大于无合成射流控制情况下的值。当动量系数为2和4时,上游圆柱的尾迹完全由水平合成射流主导,变得完全对称;但下游圆柱的尾部始终存在交替脱落的旋涡。