活性MoS_(2)纳米片剥离油膜机理研究

纳米材料可以提高原油采收率,但目前对于纳米材料的研究主要集中在球形纳米材料的性能上,对于二维片状纳米材料的研究甚少。自主合成了两亲性MoS_(2)片状纳米材料(活性MoS_(2)纳米片)用于大幅度提高水驱后原油采收率,针对活性MoS_(2)纳米片在固体表面上的铺展规律进行系列研究,阐明了活性MoS_(2)纳米片对固体表面油膜的作用机理。基于气-水-固相接触角的测量,明确了油湿性石英片在活性MoS_(2)纳米片驱油体系中浸泡120 h后,水滴平衡接触角保持90°不变,石英片表面由油湿转变成中性润湿;地层水和质量分数为0.15%的SiO_(2)纳米流体均无法使油膜在固体表面产生楔形膜,而质量分数为0.005%的活性MoS_(2)纳米片驱油体系可在油-水-固接触区域形成明显的楔形膜,产生结构分离压力,最终剥离固体表面油膜。研究发现,在质量分数为0.005%的活性MoS_(2)纳米片驱油体系中,油膜在固体表面的收缩过程中会形成内、外两条接触线,内、外接触线的收缩速度分别是0.6617×10^(-5)和8.5817×10^(-5)cm/s;从热力学角度计算出油膜在收缩过程中油-水-固混合体系Gibbs自由能的增量呈负增长,证明油膜在活性MoS_(2)纳米片驱油体系中的收缩是自发进行的。该项研究成果说明质量分数为0.005%的活性MoS_(2)纳米片驱油体系具有高效的驱油能力。

冷喷涂温度对Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层微观组织及摩擦学性能的影响

为改善铜合金运动部件表面的摩擦学性能,采用冷喷涂技术在铜合金基体上制备了Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层,并探究了喷涂温度对涂层微观组织及性能的影响。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层表面与截面微观组织进行了表征,使用电子万能试验机、纳米压痕试验仪、往复式摩擦试验机分别测试了涂层的结合强度、显微硬度和摩擦学性能。研究表明,随着喷涂温度从600℃升高至800℃,Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层内部颗粒的变形量不断增大,颗粒间结合状态明显改善,结合强度提升约4倍,孔隙率降低23%,硬度增加71%,涂层磨损率降低53%。在800℃制备的Cu-Ti_(3)AlC_(2)复合涂层表现出最优的摩擦磨损性能,对其磨损机制进行了具体分析。结果表明,适当升高喷涂温度可有效提高涂层的致密度、力学性能和耐磨性能。

改性片状纳米流体的洗油效率及机理

纳米流体提高采收率已然成为油气勘探开发的研究热点。利用研发的改性片状纳米流体,在自制的可视化模型中研究固体界面油膜在接触到质量浓度为50mg/L的改性片状纳米流体后的收缩规律,并开展油砂洗油实验,明确50mg/L的改性片状纳米流体在不同条件下的洗油效率。研究结果表明,模拟地层水环境下,固体界面油膜收缩速率较慢,并未出现楔形区域;改性片状纳米流体环境下,固体界面油膜在收缩过程中出现明显的楔形区域,且出现两条接触线:外接触线和内接触线,外接触线的收缩速率为8.5817×10^(-5)cm/s,内接触线的收缩速率为0.6617×10^(-5)cm/s。油砂洗油实验表明,改性片状纳米流体的洗油效率随油砂尺寸的增大和温度的提升逐渐增加,随着油砂浸泡时间的延长先急剧增加后缓慢上升,存在最佳浸泡时间(8±2)h,油砂洗油效率可高达95.7%。该项研究成果突破了只有高浓度球形纳米颗粒才能形成结构分离压力的限制,为片状纳米流体在矿场的应用提供了可能性,也为矿场施工工艺提供了技术参考。

材料亚表面/表面缺陷锁相红外热成像检测研究现状与趋势

材料亚表面/表面缺陷的有效检测是确保结构安全性和可靠性的重要保证。锁相红外热成像是主动红外热成像中的一个分支,因具有加热激励功率强度低、对不均匀加热和表面发射率变化不敏感等优点,被广泛用于材料亚表面分层、脱粘等缺陷检测。近年来随着研究的不断深入,锁相红外热成像在表面裂纹检测和深度量化上也提出了有效的表征方法。微小、深埋、不规则等缺陷检测以及非均质材料和复杂结构中的缺陷检测一直是热点和难点问题。国内外学者致力于提出新的缺陷表征方法,并减少噪声、横向热扩散等因素对缺陷检测的影响,提高缺陷定性检测和定量表征能力。本文从缺陷特征提取方法、检测影响因素等角度入手对国内外学者的研究进行总结,总结了锁相红外热成像在材料亚表面和表面缺陷检测的研究进展,并对锁相红外热成像的前景进行了展望。

基于MATLAB/Simulink对光伏电池建立模型与仿真

基于光伏电池数学模型,对光伏电池板的工作原理进行简要分析并给出其等效电路,使用MATLAB/Simulink对其建立仿真模型,并且通过在不同的环境下来测试光伏电池模型的特性,仿真结果与理论上的光伏电池P-V、I-V特性曲线基本吻合,证明所建立模型的合理性,对光伏电池在现实中的应用具有实际意义并对找到光伏电池合适的工作环境和实现其的最大功率提供了理论依据.

纳米Al_(2)O_(3)渗吸驱油剂的性能评价

低渗致密油藏储层基质渗透率低、孔喉小,常规提高采收率方法难以有效驱替出低渗透储层中的原油。选用表面活性剂与纳米Al_(2)O_(3)颗粒合成一种纳米渗吸驱油剂,通过对其进行稳定性优化、界面张力和润湿性静态评价,开展岩心渗吸和驱替实验,研究纳米驱油剂在低渗透岩心中渗吸和驱油效果。结果显示,纳米Al_(2)O_(3)渗吸驱油剂能够改变岩石壁面润湿性,润湿角改变程度可达57.5%;有效降低界面张力,使其下降至70%;对于低渗透岩心具有较好的渗吸采收效果,60℃条件下渗吸采收效果可达37%;驱替实验中,纳米驱油剂提高采收率可达16%。

折弯机链轮的修形研究及其影响

针对某折弯机链传动系统引起的冲击和疲劳破坏问题,对链传动的动态特性和链轮的修形进行了分析研究。从理论角度上分析了链传动的运行特点;利用RecurDyn软件建立了折弯机链传动系统的仿真模型,对其进行了动力学仿真分析和轮齿静强度分析;采用齿顶圆修形的方法,建立了短修形和长修形两种修形后的仿真模型,得到修形后从动链轮受力、啮合力、传动误差和链轮轮齿静强度的变化曲线图。研究结果表明,短修形有效降低了折弯机链传动过程中的啮合冲击力,链轮链条间啮合力峰值下降了43.64%,轮齿所受等效应力最大值降低了14.69%,有效提高了齿面强度,增加了链轮的使用寿命,相较于长修形更适用于折弯机链传动系统。

一种水溶性降黏剂的制备与性能评价——以内蒙古稠油为例

为解决内蒙古两干地区稠油难以进行蒸汽吞吐开发的问题,以烷基苯酚为主材料,通过催化,使羰基、亚胺基官能团与取代苯发生缩聚反应,构建低聚型表面活性剂分子骨架结构,利用加入双反应位点的丁二醛形成支化型结构,然后以苯环上的反应位点引入亲水基团,制备了一种新型的水溶性降黏剂M1-VRJ。以毛1区块的两种稠油为例,研究评价其降黏性能。结果表明,单一的M1-VRJ体系和不同浓度聚丙烯酰胺的复配体系降黏率都高达96%以上;降黏剂的最佳反应温度为40℃,最佳反应时间为6h,最优使用浓度为0.7%(质量分数);在酸性和中性条件下进行测试,在中性条件下的降黏效果更好。M1-VRJ降黏剂可以实现稠油的乳化分散,稠油黏度大幅度降低。室内驱油实验表明,M1-VRJ/聚丙烯酰胺复合驱对毛1区块稠油的室内模拟驱油提高采收率约12个百分点。

叶形仿生优化对离心血泵水力性能及溶血特性的影响

离心血泵的优化对于体外膜肺氧合的临床应用具有重要意义。本研究参考座头鲸在深海中作原地转身运动时其鳍状肢的流线形,重新设计血泵的叶片。采用计算流体动力学对血泵性能进行预测和评估;通过水力试验来验证数值计算的准确性;溶血预测模型采用渐进一致数值近似方法。仿真结果表明,叶片尾缘形状对出口隔舌处的流场分布和该区域的壁面剪应力分布均有显著影响;当叶片尾缘达到一定扭转角度时,叶片结构能较好地适应泵内的流场环境,但当扭转角度不足时,流场扰动反而会增大。与原模型相比,扭转角为20°的模型在转速为2500 rpm、流量为5 L/min的工况下,扬程试验结果增加11.6%,水力效率提升3.1%,溶血指数下降40.1%。总的来说,具有一定扭转角度的仿生叶片尾缘结构可以提高半开放式离心血泵的性能。

机器学习在金属磁记忆检测中的应用与展望

金属磁记忆检测技术(MMMT)能够检测以应力集中为代表的早期损伤,在铁磁性构件损伤检测领域具有广阔的应用前景。由于金属磁记忆检测信号十分微弱并且具有较强的非线性,在实际检测时容易出现漏检或误检。机器学习方法对信号数据集特征分析具有良好的自学习和自适应性能力,较适合金属磁记忆检测信号的分析与处理。对机器学习技术在金属磁记忆检测中的应用进行了综述,讨论了金属磁记忆信号传统特征提取方法的特点,分析了机器学习在金属磁记忆检测中的特征提取、定量识别及剩余寿命预测等方面的研究现状,指出了机器学习在金属磁记忆检测领域的难点问题,并对其发展方向进行了展望。

一种智能纳米复合剂堵水调剖体系的研究

为解决高温高盐碎屑岩油藏含水率高、封堵难度大以及采收率低等问题,研究了一种ALT智能纳米复合剂堵水调剖体系,通过Zate电位仪和SCZL203全自动张力仪对该调剖体系的粒径和界面张力进行测定,并采用耐高压微观驱替装置进行体系封堵性能评价。结果表明:ALT智能纳米复合剂在水中具有良好的溶解性,可有效改善储层润湿性,且具有很好的洗油效果;同时,复合剂堵水调剖体系颗粒粒径小,容易进入储层微小孔喉,在油藏条件下封堵效果好,具有良好的油水选择性,堵水率高达88.1%,总采收率达56.9%。

响应面法优化稠油降黏剂降黏性能的研究

为解决内蒙毛1井稠油难以采用传统工艺进行开采的难题,以丙烯酸十八酯、2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸、苯乙烯为原料制备了一种油溶性降黏剂。基于Box–Behnken响应面设计方法,分析了引发剂过氧化苯甲酰(BPO)加入量、反应时间、反应温度3个因素及其交互作用对降黏剂降黏性能影响的研究。结果表明:3个因素对降黏剂降黏性能的影响顺序为反应时间>引发剂BPO加入量>反应温度;引发剂BPO加入量和反应温度之间交互作用极为显著,其他因素的交互作用不显著。降黏剂合成时的最佳反应条件为m(BPO):m(总单体)=1.2%,反应时间为5h,反应温度为70℃。在此优化条件下降黏剂的降黏率为48.73%,与理论值基本吻合。加入降黏剂后稠油的屈服应力和黏度值降为131Pa、18756mPa·s,降黏剂的起始分解温度为200℃。毛1井稠油的室内模拟驱油采收率提高11.22%。

参苓白术散对大肠癌患者回肠造口排便性状的影响研究

目的探讨参苓白术散对大肠癌根治加回肠造口患者大便性状、中医证候和机体免疫功能的影响。方法采用前瞻性随机对照研究方法,将复旦大学附属上海市第五人民医院普外科2020年11月—2022年6月收治的70例大肠癌根治加回肠造口术后患者随机分为研究组和对照组,每组35例。研究组给予常规普食+参苓白术散汤剂口服4周,对照组仅给予常规普食,观察2组治疗前及治疗2周、4周后造口大便性状Bristol分型、造口日总排便量、造口排便频率、造口袋更换频率、造口周围粪汁性皮炎发生情况、中医证候积分、肠黏膜屏障功能指标(血清D-乳酸、二胺氧化酶)和免疫功能指标(CD4^(+)、CD8^(+)、CD4^(+)/CD8^(+))变化,统计2组不良反应发生情况。结果与治疗前比较,2组患者治疗2周和4周后造口大便性状逐步成形,造口日总排便量、造口排便频率、造口袋更换频率和造口周围皮炎发生例数逐步减少,中医主症和次症积分逐步降低,肠黏膜屏障功能和细胞免疫功能逐步改善,差异均有统计学意义(P均<0.05),且研究组各指标改善情况均明显优于对照组(P均<0.05)。结论参苓白术散不仅能促进大肠癌根治加回肠造口患者大便成形,减少造口排便量和造口袋更换频率,便于造口管理,且能明显减轻症状,提高机体免疫力,保护肠道黏膜屏障功能。

Al_(2)O_(3)增强粉末冶金铜基摩擦材料摩擦磨损性能研究

为提高铜基粉末冶金摩擦材料的耐磨性及制动效果,使用粉末冶金法(PM)制备氧化铝增强铜基摩擦材料,采用布氏硬度计、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)等测试手段以及摩擦磨损实验,研究氧化铝的掺杂对摩擦材料微观组织和摩擦行为的影响。结果表明:在制备的铜基摩擦材料中,氧化铝硬质颗粒在铜基体中分布均匀,由于硬质相的存在所形成位错钉扎效应对复合材料的硬度有大幅的提升,而对材料的密度有一定的消极作用。摩擦实验结果显示,氧化铝可以提高材料的摩擦因数并增强其耐磨性;且随着载荷的增大Al_(2)O_(3)-Cu复合材料的摩擦因数较高且稳定性较好,磨损率有明显的降低,表明氧化铝的掺杂对铜基材料有显著的增强效果。通过光学显微镜以及EDS分析得出,Cu基材料的主要磨损机制为氧化磨损和黏着磨损,而Al_(2)O_(3)-Cu材料的磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损组成的混合磨损。

基于激光热成像的铝合金表面裂纹宽度定量检测

针对激光热成像技术定量检测铝合金表面微小裂纹宽度精度不足的问题,通过系统分析表面裂纹处热传导规律,并构建长脉冲激光激励条件下铝合金表面裂纹位置处准稳态温度场的温度分布模型,发现沿激光线方向的温度分布能够定量表征裂纹宽度。搭建了激光红外热成像试验平台并进行试验,获得了准稳态温度场下的温升分布规律,分析了不同宽度裂纹的温升分布特征和温升变化特征,基于温升分布特征参量和温升变化特征参量,采用比值定义法构建了不依赖激光功率的裂纹宽度综合指标。结果表明,所构建的空域特征参量综合指标显著提高了裂纹宽度检测的可靠性和准确性,能够实现50~700μm宽度裂纹的定量检测,该结果能够为实现激光红外热成像技术在航空航天裂纹量化检测的应用奠定坚实基础。

冷喷涂铜基陶瓷复合涂层沉积机理与结构性能优化研究进展

陶瓷颗粒与铜颗粒的热膨胀系数差异较大,故热喷涂的高温制备易导致涂层分层、开裂和失效。冷喷涂具有热输入低、不易氧化、沉积率高等特点,可以降低甚至避免高温冷却造成的相关缺陷,因此在制备高质量的铜基陶瓷复合涂层时的优势明显。本文首先对三种经典冷喷涂金属及金属合金涂层界面结合的基本概念和原理进行了概括,在此基础上对金属基陶瓷复合涂层的沉积机理进行了归纳总结;其次,从喷涂粉末制备工艺、喷涂前期基体状态和沉积过程工艺参数三个方面对铜基陶瓷复合涂层的组织结构和性能优化方法进行了梳理;最后,对冷喷涂铜基陶瓷复合涂层沉积技术和机理研究的发展方向进行了展望。

多孔孔板流量计结构参数的数值研究

标准孔板流量计在工业应用中面临着精度和适用性的限制,为了提高其性能,多孔孔板流量计被越来越多的使用。为了研究多孔孔板的结构参数对孔板流量计性能的影响,以内径为40 mm、多孔直径比为0.4、厚度为3 mm的多孔孔板为研究对象,设计了不同孔数和间隙率的多孔孔板模型,并使用数值方法进行了分析。结果表明,多孔孔板流量计的压力损失系数随着孔数的增加而降低,而流量系数则随着孔数的增加而增加。孔隙率对多孔孔板流量计的压力损失系数和排量系数影响不大,但在一定范围内增加孔隙率可以有效降低压力恢复长度。

L615细胞双微体DNA的转化研究

用L615细胞的双微体(DM)转化A9细胞,得到了转化的A9t3细胞系。A9t3与A9细胞在细胞形态上有显著差异。A9t3细胞含有双微体,具有较高的抗氨甲喋呤能力,二氢叶酸还原酶活性增加,出现了A9细胞所没有的蛋白质电泳带。

稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层研究现状与趋势

随着科技的进步与发展,面对日趋复杂的工作环境,传统的氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria partially stabilized zirconia)热障涂层材料在高于1200℃的环境下服役时,易出现相变、烧结收缩严重等问题,降低了涂层的隔热性能,同时伴随有一定的体积变化而加速涂层的剥落,需要研发性能更好的热障涂层以适应未来的工作环境。新一代热障涂层分为以下几类:(1)掺杂稀土氧化物改性YSZ热障涂层;(2)萤石或焦绿石结构热障涂层;(3)钇铝石榴石或磁铁铅矿热障涂层;(4)钙钛矿结构热障涂层。其中,采用稀土氧化物掺杂对YSZ进行改性的热障涂层由于可以有效降低热障涂层的热导率,提高其高温相稳定性、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性能等而引起国内外学者的关注。本文主要介绍了目前几种有希望代替传统YSZ涂层的稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层,稀土氧化物包括CeO_(2)、Sc_(2)O_(3)、Gd_(2)O_(3)、La_(2)O_(3),对不同稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层材料的物理化学性质、研究现状及存在的问题进行了综述。其中掺杂CeO_(2)可降低涂层的热导率,使其耐Na_(2)SO_(4)腐蚀能力增强,并提高其热稳定性;掺杂Sc_(2)O_(3)不仅降低涂层的热导率,还大大提高其相稳定性,使涂层在1500℃高温下经过长时间热处理后仍然保持单一的t'相;掺杂Gd_(2)O_(3)可有效提高其耐热腐蚀性,但过量掺杂会降低涂层的力学性能;掺杂La_(2)O_(3)可增强涂层的抗烧结能力,有效降低其热导率。本文还对影响稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层性能的其他因素(如制粉方式、喷涂工艺等)的研究现状进行了简单的介绍,对今后热障涂层体系的发展趋势及研发思路进行总结,为新型热障涂层的研制提供参考。

一体烧结式改性碳纤维陶瓷基复合材料的制备及其电热性能

通过一体烧结法将改性碳纤维和陶瓷粉末(高岭土,长石和石英)结合起来制备改性碳纤维陶瓷基复合材料。烧制过程在氮气氛围下同时实现碳纤维的抗氧化保护作用和无机前驱体的陶瓷化。通过扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)对该复合材料内的碳纤维进行表征,涂覆抗氧化涂层使得碳纤维在高温(1100~1200℃)下烧结时能保持其完整性,进而保证所制备的改性碳纤维陶瓷基复合材料具备显著的电热效应。改性碳纤维陶瓷基复合材料的电热效率与碳纤维束长度、碳纤维束根数有关。碳纤维束越长、根数越多,复合材料的电热效率越高。良好的电热特性和稳定性能使该复合材料具有潜在的应用价值。将该复合材料投入工业化生产能改善传统的室内采暖设备耗电量大、用电安全隐患等问题,是室内采暖的理想选择。