放电等离子烧结参数对U_(3)Si_(2)芯块力学和热学性能影响的研究

U_(3)Si_(2)是轻水堆中最具前景的事故容错核燃料之一,有望在未来取代UO2核燃料而被广泛使用。目前,采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)技术制备U_(3)Si_(2)芯块的研究已被广泛报道,但SPS参数对芯块性能的影响还尚不明确。本文采用SPS技术制备了U_(3)Si_(2)芯块,并研究了不同烧结温度(1000~1300℃)和压力(30~90 MPa)对芯块的力学和热学性能的影响。利用激光导热仪测量了芯块的热扩散率,并计算出芯块的热导率。通过纳米压痕仪测量芯块的力学性能,包括硬度、杨氏模量和断裂韧性。研究结果表明:所制得的U_(3)Si_(2)芯块热导率在27~700℃范围内均呈现线性增加的趋势,并随着烧结温度和压力的升高而增大;芯块的硬度和杨氏模量随烧结温度升高而增大,且随着压力的升高呈现先增加后平缓的趋势,并在60 MPa趋于平缓;芯块的断裂韧性随烧结温度升高而降低,并随着烧结压力的升高而增大。基于上述结果,提出了优化的SPS参数。本研究将为高性能U_(3)Si_(2)燃料的制备提供参考。

丙烯腈含量对氢化丁腈橡胶热学性能影响的分子动力学模拟研究

利用分子动力学方法构建氢化丁腈橡胶(HNBR)模型,研究丙烯腈(ACN)含量对HNBR热学性能的影响。结果表明:随着ACN质量分数的增大,HNBR分子链的取向性下降,HNBR的热导率减小,玻璃化温度升高,耐低温性能下降;分子的非键能和二面角扭转能对HNBR的玻璃化转变过程有重要影响。

模拟高放废液玻璃固化体热学性能

玻璃固化技术是目前国内外HLW(高放废液)固化处理最主要的手段。高放废液中含有镧和铀,但镧、铀对固化工艺的影响鲜有报道。为对比镧、铀对玻璃固化体熔制工艺和产品性能的影响,分析不同镧铀比例下的各方面差异,以模拟高放废液的硼硅酸盐玻璃固化体作为实验材料,采用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)等表征方法研究玻璃固化体在不同热处理温度下的析晶行为和热稳定性。结果表明:在800、900、1000℃下,不同镧/铀配比的样品外观差别不大,热处理实验证实固化体样品在800—900℃热处理温度内有晶体析出,其中800℃热处理温度析晶最为严重。

硅、镍含量与制备工艺对Al-Si-Ni合金组织和热学性能的影响

利用普通凝固、水冷铜模亚快速凝固和水冷铜模亚快速凝固复合热处理(520℃×6 h)3种工艺,分别制备了Al-11Si-5Ni合金、Al-22Si-10Ni合金和Al-33Si-15Ni合金,研究了不同合金的显微组织和热学性能。结果表明:Al-11Si-5Ni共晶合金在凝固过程中仅发生Al-Si-Al_(3)Ni三元共晶反应,形成由α-Al相、共晶硅相和共晶Al_(3)N相组成的三元共晶组织;Al-22Si-10Ni合金与Al-33Si-15Ni合金为过共晶合金,组织由初生硅相、初生Al_(3)N相和三元共晶组织组成,其凝固过程分为初生硅相析出、初生硅相与Al_(3)Ni相的共同析出以及Al-Si-Al_(3)Ni三元共晶反应3个阶段;随着镍、硅含量的同步增加,初生硅相与Al_(3)Ni相粗化;与普通凝固工艺相比,水冷铜模亚快速凝固工艺可以细化合金组织,而热处理使共晶硅相与共晶Al_(3)Ni相发生球化。随着硅、镍含量的同步增加,合金的热导率与热膨胀系数均下降,而水冷铜模亚快速凝固复合热处理可以有效提升合金的热导率。水冷铜模亚快速凝固复合热处理工艺制备的Al-22Si-10Ni合金具有优异的综合性能,其室温热导率为129.9 W·m^(-1)·K^(-1),100℃热膨胀系数为13.8×10^(-6) K^(-1),25~100℃平均热膨胀系数为12.9×10^(-6) K^(-1)。

氧化镧对Mini LED背光基板玻璃热学性能的影响

通过在Mini LED背光基板玻璃的基础组成中引入氧化镧(La_(2)O_(3)),探究La_(2)O_(3)/Na_(2)O、La_(2)O_(3)/CaO及La_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)对基板玻璃热膨胀系数和导热系数的影响。结果表明,随着La_(2)O_(3)/Na_(2)O组分比的增加,玻璃的热膨胀系数和导热系数均呈下降趋势;随着La_(2)O_(3)/CaO组分比的增加,玻璃的热膨胀系数在(9.3~9.5)×10^(-6)/℃区间波动,导热系数呈下降趋势;随着La_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)组分比的增加,玻璃的热膨胀系数降低,导热系数呈升高趋势。

关于碾压混凝土热学性能的分析探讨

文章通过不同条件下碾压混凝土热学性能试验方案,对比分析了不同配合比参数对碾压混凝土热学性能的影响。试验主要从水胶比、骨料岩石种类和级配、水泥品种和用量这几方面展开,通过测试分析,探讨上述配合比参数对碾压混凝土导温、导热、比热、绝热温升和线膨胀系数等热学性能的影响程度。研究结果表明,不同岩石种类对线膨胀系数影响较大,而绝热温升主要受水化放热(水泥品种和用量)的影响,因此合理优化配合比参数可以显著改善碾压混凝土的部分热学性能。

Al_(2)O_(3)和B_(2)O_(3)对铝硼硅酸盐玻璃结构和热学性能的影响

采用高温熔融法制备了SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)体系玻璃。通过改变玻璃组成中Al_(2)O_(3)∶B_(2)O_(3)比,研究了玻璃结构对玻璃热学性能的影响。通过核磁共振谱对玻璃样品结构进行了研究。结果显示,在该铝硼硅玻璃体系中,随玻璃中Al_(2)O_(3)∶B_(2)O_(3)比的增加,玻璃的热膨胀系数降低,玻璃转变温度和玻璃软化温度增高,此性能变化联系到玻璃微观结构。随玻璃中Al_(2)O_(3)∶B_(2)O_(3)比的增加,结构中的游离氧会优先与Al3+结合形成更多的[AlO_(4)]进入玻璃网络,同时形成少量[AlO_(5)]和[AlO_(6)]结构,剩余较少的游离氧才会与B^(3+)结合成[BO_(4)]和[BO_(3)]结构,这些结构变化影响了玻璃的热学性能。

电弧法CVD金刚石膜热学性能影响因素分析

金刚石具有极高热导率和超强稳定性,使其在高频大功率器件及电路热沉(散热片)等方面有很大应用前景。在众多金刚石材料制备方法中,电弧法金刚石沉积速度快,沉积面积大且晶体质量相对较高,非常适用于金刚石散热材料快速制备。本文基于金刚石电弧制备方法,主要论述晶界状态、生长工艺、杂质和缺陷等方面对CVD金刚石膜热学性能的影响情况,并提出改善措施建议。

居家实验:石蜡的简单热学性能测量

本文以太阳能相变蓄热领域中具有应用前景的相变材料-石蜡作为研究对象,针对与相变蓄热相关的物理性质,设计了石蜡的密度、体积膨胀率、相变温度、相变潜热的测定与研究实验。本实验包含了丰富的物理思想,同时也具有操作简便、设备简单、花费低廉、没有危险性的特点。通过该实验可锻炼实验动手能力,数据分析能力,以及加深对相关热学原理的理解。适合学生进行居家实验,是疫情期间可供选择的教学实验。

PEK-CN/SiC复合材料的制备及热学性能

以酚酞聚芳醚腈酮(PEK-CN)为基体、碳化硅(SiC)为导热填料,用硅烷偶联剂(KH550,KH560及KH570)对SiC进行表面改性,通过静电纺丝技术和高温模压法制备了PEK-CN/SiC复合材料,研究了SiC含量和不同偶联剂改性SiC对PEK-CN/SiC薄膜的微观形貌、PEK-CN/SiC复合材料的导热性能和热稳定性的影响。结果表明:偶联剂改性SiC后以及随着SiC含量的增加,PEK-CN/SiC复合材料的导热性能与热稳定性均有所改善。当经KH560表面改性的SiC质量分数为25%时,复合材料的导热系数最大,达到了0.586 W/(m·K),比PEK-CN导热系数提高了133.5%,玻璃化转变温度、失重5%及30%时的温度较PEK-CN分别提升了3.79,0.37,225.76℃。

基于公用计量标准的温度计测量热学性能探究

热学计量是涉及温度、热流等相关物理量的测量科学,依据热力学定律建立热学计量标准,开展各种测量仪表的检定和校准,实现中低温、高温、光电高温、辐射温度和热流温度等的量值传递或溯源。基于此,本文分析了社会公用计量标准的概念,重点探讨了温度测量的方式、热电偶测量温度的应用原理以及对热电偶的冷端部进行温度补偿。

低维纳米材料热学性能研究

随着纳米科技的快速发展,对低维纳米材料的研究引起了广泛关注。低维纳米材料具有特殊的尺寸效应、界面效应和量子效应,这些效应对其热学性能产生了显著影响。研究低维纳米材料的热学性能不仅有助于揭示纳米尺度下的热传导、热扩散和热稳定性等基本物理行为,还对高效能量转换、热管理和纳米器件等的设计与优化具有重要意义。因此,本文针对低维纳米材料的热学性能展开研究,以期为相关人员提供参考。

聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜热学性能

以微晶纤维素(MCC)为原料,通过硫酸水解得到纳米纤维素晶体(NCC),再将纳米纤维素晶体与聚乙烯醇复合共混制备聚乙烯醇/纳米纤维素晶体复合膜,研究复合膜的热学性能,同时采用场发射透射电镜(FETEM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)等仪器对纳米纤维素晶体及其复合膜进行表征与分析。结果表明:所制得的纳米纤维素晶体直径约2～24nm,50～450nm长,呈棒状;由FE-SEM图可观察到纳米纤维素晶体与聚乙烯醇具有良好的界面相互作用,但在较大添加量7%时,NCC出现部分团聚,与基体的相容性下降;由TG和DSC分析说明NCC与PVA基体可较好相容,形成了热稳定性较好的复合膜,但当NCC添加量较大时,由于团聚使复合膜热稳定性下降。

莲纤维的热学性能

为了解莲纤维的热学性能,采用热重和差热分析法测试了莲纤维的热学特征,同时还测试了莲纤维热收缩率和极限氧指数。结果表明：随着温度升高,莲纤维的TG曲线有2个失重阶,在160℃左右开始热分解,主失重温度约为260℃ 莲纤维的DSC曲线呈现出双熔融峰,较高熔融峰为324.7℃,较低熔融峰为377.7℃ 莲纤维的沸水收缩率和干热空气收缩率分别为0.36%和0.3% 莲纤维的燃烧特征与棉、麻纤维类似,极限氧指数为17%-19%。

木薯蚕丝纤维的热学性能研究

木薯蚕丝是仅有的几种被广泛饲育生产的野蚕丝之一,极具开发利用价值,研究与认识木薯蚕丝结构与性能是进一步开拓其应用领域的重要基础,而热学性能是蚕丝开发应用中被广泛关注的方面。文章采用对比分析的方法,对木薯蚕丝、柞蚕丝和桑蚕丝的热学性能进行了表征和分析,包括微商热重法(TGA/DTG)、差示扫描量热法(DSC)和动态热机械分析法(DMA)等手段。研究结果表明:相对于柞蚕丝和桑蚕丝,木薯蚕丝的热失重区间、最速热失重温度、储能模量和损耗模量等均较大,说明木薯蚕丝具有良好的热稳定性,进而可推断木薯蚕丝在改善或调节丝蛋白复合类材料的热稳定性方面有望作为一种有效组分来使用。

服用聚酰亚胺纤维织物的热学性能

为研究聚酰亚胺纤维作为纺织服用纤维的热舒适性能,分别以聚酰亚胺纤维和聚酰亚胺针织物为研究对象,通过热重分析仪研究纤维的热力学特征,并对纤维的耐热性能进行测试,同时讨论织物结构对聚酰亚胺针织物阻燃性、保暖性及透气性能的影响。结果表明:可服用聚酰亚胺纤维有较好的耐热性能,在570℃左右开始发生热分解,在200℃下强度损失率较低,处理1.5 h后纤维强度仍可保持原纤维强度的80%左右;聚酰亚胺纤维织物有较好的阻燃性能,其极限氧指数均大于45%,且随织物面密度的增加,阻燃性增强;聚酰亚胺织物的保暖性受织物结构影响较大,对于结构稀松的织物,随透气量的增加保暖性不断下降,同时还受织物厚度的影响,在一定条件下,厚度对织物保暖性的影响起主导作用。

氧化锆力学性能和热学性能的综合分析

研究了 15 80℃× 1h常压烧结下 ,氧化钇含量的变化对氧化锆陶瓷的力学和热学性能的影响。结果显示 :当氧化钇含量为 3.0 %mol时 ,15 80℃× 1h常压烧结的氧化钇稳定氧化锆陶瓷的综合力学性能达到最佳 ;对于不同相组成的同一种材料而言 ,材料的抗热震性可简单表述为抗弯强度和线膨胀系数的函数 ,本实验中材料最佳的抗热震性出现在氧化钇含量为 2 .5 %mol时。因此 ,在实际材料设计时 ,必须考虑具体的工况需求 。

纳米SiO_2对静电纺LA-PA/PET复合相变纤维形态和热学性能的影响

以月桂酸和棕榈酸二元低共熔混合物(LA-PA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和纳米二氧化硅(SiO2)为原料,通过静电纺丝的方法成功制备了新型的LA-PA/PET/SiO2定形相变复合纤维。分别采用扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究了纳米SiO2对静电纺LA-PA/PET/SiO2复合相变纤维的形貌结构和热学性能的影响。SEM观察结果显示,随着纳米SiO2的加入,复合相变纤维表面呈现出光滑的形态特点,纤维直径有所降低;且随着纳米SiO2含量的增加而逐渐减小。DSC分析结果表明纳米SiO2的含量对复合相变纤维的熔化焓值和结晶焓值有一定的影响,对相变温度没有显著性的影响。

Lyocell纤维的热学性能研究

本文测试分析了 Ｌｙｏｃｅｌｌ纤维的热收缩率、极限氧指数以及高温对纤维强伸度的影响，同时采用热重分析和动态力学性能温度谱简要分析了Ｌｙｏｃｅｌｌ纤维的热学特征。

晶须补强增韧熔石英材料的热学性能

用热压烧结方法制得致密的SiCw／SiO2、Si3N4w/SiO2复合材料，研究了材料的热膨胀、抗热震、抗烧蚀等性能，探讨了品须补强增韧熔石英材料用于航天防热材料的可行性．