磷矿粉球团冷固结成型试验及机械性能的影响因素

针对磷矿粉矿无法直接入炉冶炼黄磷的问题,本文采用磷矿粉冷固结成型方法来制备磷矿粉球团,研究黏结剂用量、水分添加量、成型压力和烧结温度对磷矿粉球团落下强度和抗压强度的影响。研究结果表明:球团的抗压强度和落下强度随黏结剂用量的增加而升高,随成型压力的增加呈现先升高后降低,随水分质量分数的增加呈现先升高后降低,抗压强度随着烧结温度的升高而升高;在黏结剂用量为0.4%、水分质量分数为8%、成型压力为11 MPa条件下制备的磷矿粉生球团的抗压强度可达148.46 N/P,落下强度达46次/(0.5 m);在1200℃下烧结2 h后,磷矿球团的抗压强度可达966 N/P,且经跌落破碎后无粉化现象。本文旨在弥补富磷矿块矿资源的不足,并为进一步促进磷矿粉矿在黄磷生产中的应用提供参考。

系列小分子液体中α弛豫与探针离子电导行为的对比

液体中平动和转动的耦合性是凝聚态物理长期关注的问题之一,本文采用介电谱方法同时获得了系列小分子液体中α弛豫的弛豫时间和探针离子的电导率.样品包括具有不同分子形状和官能团的碳原子数跨度在3—14范围内的15种一元和二元小分子液体.分析结果表明平动和转动的耦合性与液体分子的官能团并没有直接的对应关系,对分子形状、大小和离子大小也不是十分敏感,但是液体的微观结构是影响平动和转动耦合性的重要因素.也就是,无论在一元还是二元体系中,液体的微观结构没有改变时电导率的倒数和弛豫时间与温度的依赖关系具有一致性,这也为弛豫时间的测量提供了一种方法.研究结果还表明,液体中自身携带的杂质离子与定量掺入离子的电导率的温度依赖关系相同,为电解质溶解度低的有机小分子液体中离子电导率行为的研究提供了思路.本文中单羟基醇的实验结果也与单羟基醇中α弛豫而非Debye弛豫对应于体系结构弛豫的观点相一致.

铪钛酸钡陶瓷制备及其压电性能的微观机制研究

采用传统固相反应法制备系列BaHf_(x)Ti_(1-x)O_(3)陶瓷,通过对陶瓷的压电、铁电、相组成、晶粒尺寸的测试和分析,发现:所有BaHf_(x)Ti_(1-x)O_(3)陶瓷样品均具有纯钙钛矿结构,室温均为铁电体具有压电性;在x<0.1时室温压电系数为195~327p C/N,x=0.02时,压电系数、剩余极化强度和平均晶粒尺寸最大,分别为327pC/N,13.3μC/cm^(2)和37.2μm,大晶粒尺寸和四方-正交-三方多相共存是其具有大压电系数的主要原因。

氯化钾水溶液微观结构的分子动力学模拟研究

氯化钾水溶液不同于氯化钠的,其在低温下只能形成无水盐和冰.现有研究表明在氯化钠水溶液中不仅存在着水分子连续分布的区域与离子团簇,而且这二者的物质组成也与该溶液所形成晶体的分别对应.为了探寻其他溶液中是否存在此类对应关系,并考察溶液的微观结构,本文采用分子动力学方法对氯化钾水溶液进行了研究,表明了该溶液的一些性质.氯化钾水溶液中K+-K+和Cl--Cl-径向分布函数的特征具有一致性,峰的最大值所对应的位置都分别相同,明显不同于氯化钠水溶液的.系列时刻下瞬态图像内O到其最近离子距离中最大值的统计结果表明氯化钾水溶液中存在着一定大小的水分子连续分布的区域,其平均尺寸至少为2.26 nm;瞬态图像中K+与其最近邻Cl-之间的距离主要分布在0.28 nm~0.38 nm之间,占比约为97.4%;溶液中存在着较大和较小两类离子团簇,较大团簇的平均尺寸为1.73nm,平均离子数是25.0,其内部的离子与周围离子之间具有与氯化钾晶体类似的结构;这些结果表明氯化钾水溶液中也具有微观不均匀性和自聚集效应.将离子间径向分布函数上各峰最大值所对应距离之间的关系与氯化钾晶体中各离子之间距离的几何关系进行对比,并结合离子瞬态图像,给出了离子径向分布函数上各峰的来源,但明显不同于氯化钠水溶液中的情况.另外,通过对比与分析解释了氯化钾水溶液中离子对和团簇形成的原因,并表明原子和离子间相互作用对溶液的微观不均匀具有重要影响.结果还表明氯化钾水溶液中水分子连续分布区域以及离子团簇的物质组成分别与其所形成的冰和氯化钾晶体的组成具有一致性,而且离子团簇的结构和氯化钾晶体的也类似.再结合氯化钠水溶液的结果,表明溶液中存在着与其所能够形成晶体组成类似的对应单元,这为理解溶液中晶体的形成提供了启发.

ADU凝胶球干燥设备的研制与应用

为解决ADU凝胶球在低温干燥过程中的温度不均匀、温度控制不准确,以及干燥过程中水分释放速率不均匀等难题,吸取国内外先进技术,结合电阻真空干燥设备的特点,提出了滚筒式干燥结构,实现ADU凝胶球批次连续生产。该设备方便实用、安全可靠、性能良好,设备主要由上料装置、加热炉体、出料装置、旋转装置、倾翻装置、真空系统和底座等组成,前期通过设备设计和建模验证等方式确定了该设备的最佳结构型式,后期在试验阶段,干燥效果达到了理想的工艺要求,炉温均匀性达到±5℃,符合ADU凝胶球加热均匀性的工艺要求,成功研制ADU凝胶球干燥设备,实现了设备产能提高和低温恒压干燥的目标。

微流控辅助内凝胶工艺制备单分散氧化铀微球

内凝胶工艺由于制备氧化铀微球球形度好而受到广泛关注。但是内凝胶工艺仍存在一些难点,如制备的微球尺寸略有不均,这不利于内凝胶工艺的大规模应用。在本项工作中特引入微流控辅助内凝胶工艺来制备单分散溶胶液滴。单分散溶胶液滴经洗涤、干燥和烧结后即可获得单分散的氧化铀微球。研究表明通过微流控辅助内凝胶工艺可以制备出尺寸变异系数≤1%、球形度1.01的单分散氧化铀微球。微流控辅助内凝胶工艺操作简便,在制备高质量核燃料微球方面具有广泛的应用前景。

物理教学中定义的运用与讨论

物理概念是描述物理规律的基础,定义能够明确概念的内涵和外延.针对物理教学中概念理解与运用的典型问题,以电流强度、自由能、熵和矢量导数为例,剖析了问题存在的原因,并运用相应的定义和定义式对这些问题进行了具体的解答,给出相同类型其他问题的解决方法.在此基础上说明定义在物理教学中的重要性,给出概念教学的一些建议和方法,以促进学生对概念的理解与运用,增强分析解决问题的能力.

自由旋转链中任意两个链段取向关联函数的研究

自由旋转链的数学描述相对成熟,它是用于线型高分子链描述的最常用、物理基础明晰的结构模型.在自由旋转链中,任意两个链段相对于空间特定方向(如外场方向)的方向余弦的关联函数与线型分子链的介电性质密切相关.对自由旋转链中任意两个链段方向余弦的关联函数进行了细致的研究,经过理论推导得到通式.

催化剂对注凝成型工艺制备UO2陶瓷微球的影响

研究采用注凝成型工艺制备高温气冷堆UO2燃料元件核芯中胶凝催化剂的加入方式和用量对凝胶过程及小球球形度的影响.结果表明:将催化剂加入到浆料的分散介质中,既可有效降低浆料固化所需温度,又可避免浆料提前固化,对微球球形度有很好的促进作用.随着催化剂加入量的增加,浆料所需的固化温度逐渐降低,当催化剂用量达到介质总量的1.5%(体积比)时,浆料固化温度可降低至50℃.

独立分子串体系复介电常数表达式的简化研究

玻璃化转变的机制探索是凝聚态物理的核心问题之一,玻璃化转变的分子串模型的初步研究结果给出了玻璃的主弛豫动力学奇异特征一般规律的统一的、定量的描述.对于分子串中分子偶极矩取向方位角为Q的自由旋转链来说,近期的研究给出了一个独立分子串大数系统中每个分子的复介电常数*n e的严格表达式.但是该表达式包含4重求和,在进行数值计算时计算速度较慢,尤其是在分子串串长n较大时,这一问题表现得就更为突出.本文对该表达式的数学性质进行了研究,使表达式去除了1重求和,所用的数值计算时间大约可以减少至原来的1/n.

透明α-Sialon的研究进展

从透明陶瓷的透明机理出发，概述了透明α-Sialon的制备工艺以及对其透明机理的研究进展，指出了当前对透明α-Sialon研究的相对局限，展望了透明α-Sialon的发展前景。

溶胶凝胶自燃合成MgAl2O4超细粉体

以Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O为原料,分别采用尿素和柠檬酸为燃料,NH4NO3为燃烧助剂,用溶胶凝胶自燃合成(Sol-gel Auto ignition Synthesis,SAS)法制备MgAl2O4超细粉体(平均粒径20 nm～30 nm).2个体系在300℃～600℃之间发生燃烧反应,经煅烧后得到白色疏松的单相MgAl2O4粉体.利用BET、XRD、TEM等各种分析技术对尿素和硝酸盐及柠檬酸和硝酸盐形成的2种溶胶凝胶体系燃烧合成的粉体进行了研究,并与固相反应获得的粉体进行了比较.考察了点火温度、保温时间等对最终产物的影响.

玻璃化转变的分子串模型中分子串弛豫动力学的计算机模拟

基于玻璃化转变的分子串模型的分子串哈密顿量(Hamiltonian),提出了模拟分子串的弛豫动力学的蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方案.模拟得出的直分子串的弛豫时间,与分子串模型的弛豫方程所预言的第一弛豫模式的弛豫时间完全一致,即理论预期和模拟结果相互印证.这不仅说明分子串模型的分子串弛豫方程至少是第一弛豫模式的理论预言的正确性,同时也说明本文所提出的模拟方法的正确性,并进一步明晰了分子串中分子的随机涨落和跃迁运动的图像,也为三态甚至是多态的分子串弛豫动力学研究,以及对进一步模拟分子串之间的复杂相互作用提供了依据与思路。

放电等离子烧结技术及其在陶瓷制备中的应用

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在国内外的发展概况,简单介绍了SPS系统的基本配置,深入探讨了SPS的烧结机理及其技术特点,着重介绍了SPS技术在制备高致密度、细晶粒陶瓷等方面的应用,并对燃烧合成氮化硅粉体进行了放电等离子烧结的试验研究,得到了机械性能优于热压烧结的氮化硅陶瓷。结果证明放电等离子烧结在陶瓷的快速致密化中显示出了极大的优势,是一项有重要使用价值和广泛前景的新技术。

陶瓷凝胶注模成型工艺的研究进展

以陶瓷材料的注凝成型体系为研究对象,综述了陶瓷注凝成型工艺的研究进展,介绍了陶瓷凝胶注模成型(Gelcasting)工艺的基本原理、工艺流程及影响因素,并对工艺要求和特点进行了较为详尽的介绍,指出了注凝成型工艺中依然存在的问题,探讨了几种改进型凝胶注模成型工艺,最后展望了其未来的发展前景及需要注意的问题。

外胶凝法制备高温气冷堆UO_2核芯的湿法工艺

为制备高温气冷堆用燃料致密UO2核芯,对传统的溶胶-凝胶法进行优化和改进。主要对改进后的外胶凝工艺的湿法部分进行介绍,包括U3O8粉的溶解即欠酸硝酸铀酰(ADUN)溶液的制备、胶液的制备、胶液的分散和胶凝及凝胶球的陈化、洗涤和干燥等,并对湿法过程的机理进行了探讨。采用这一工艺,所得重铀酸铵微球的球形度好、尺寸分布均匀且具有良好空隙结构,经过后续的干法工艺如焙烧、还原和烧结,可制备出合格的高温气冷堆用燃料致密UO2核芯。

溶胶-凝胶法制备二氧化铀核芯的U_3O_8欠酸溶解工艺

在UO2核芯的制备工艺中,为获得高浓度铀的硝酸铀酰溶液,同时降低溶液中硝酸根含量,即获得低于硝酸铀酰标准化学计量比(硝酸铀酰中硝酸根与铀酰离子化学计量比为2)的溶液,必须采用欠酸溶解工艺。本文采用分批加料和阶段性加热方式获得了很好的溶解效果,得到的硝酸铀酰溶液中U含量为2.1～2.5mol/L,NO3-和U的摩尔浓度比为1.6～1.8,溶液pH大于1.4,从而成功制备出合格的欠酸溶解的硝酸铀酰溶液。在此基础上,根据多次溶解试验的结果总结出了溶液密度与U含量的经验公式。

注凝工艺制备二氧化锆陶瓷微球

采用注凝工艺制备二氧化锆陶瓷微球,测试了微球的性能,研究了分散剂、引发剂以及真空除泡等对浆料性质的影响。结果表明:将催化剂加入至二甲基硅油中可以避免浆料提前固化,有效延长其稳定存放时间,同时还可将浆料固化所需温度从90℃降低到50℃。采用振动分散技术可以获得尺寸分布均匀的二氧化锆陶瓷微球。

溶胶凝胶法制造UO_2燃料微球的流体力学计算

利用伯努利方程建立了在外胶凝工艺中喷嘴射流速度与压力罐液面高度、喷嘴射流速度与液面压强的关系式,并使用该关系式进行计算,结果表明:管道中整个流动过程是层流;液面高度对射流速度的影响非常小;由液面高度所造成的UO2微球直径的最大偏差远小于微球的控制偏差。

独立分子串体系复介电常数的数值计算探讨

分子串模型是描述玻璃化转变机制的一个微观模型,能够定量地给出独立分子串体系的复介电常数.针对独立分子串体系的复介电常数数值计算中存在的问题,通过分子在不同串长分子串中分布几率的分析和系列串长分子串介电损耗谱的对比,提出了采取截断与抽样的方式来简化独立分子串体系的复介电常数数值计算的方案,并对该方案所给出的计算结果进行了分析,表明了该方案的有效性.