激光轰击金属液面溅射过程的数值模拟

目前,极紫外光被认为是制备特征尺寸小于7 nm芯片所必备的光源,激光轰击液态金属锡靶是其产生的主要方式之一.采用体积分数(volurne of fluid,VOF)方法建立了激光轰击金属锡液面产生溅射的模型,并对液料溅射和雾化的演化过程进行了数值模拟,研究了冠状水花的产生机制以及雾化时的流场变化.在此基础上,进一步研究了金属液态锡在不同的能量、光斑直径和脉宽的激光轰击下溅射产生的冠的宽度和高度随时间演化情况.研究表明:在激光辐照产生的高压等离子体的高速冲击下,液膜经历快速运动、冠状射流和雾化3个阶段,液膜生长主要原因是惯性力作用;液膜上下两端存在较大的速度梯度是射流形状发生变化的主要原因;冠边缘处雾化现象的产生是由Rayleigh-Taylor和Plateau-Rayleigh不稳定性共同作用的结果.在激光轰击下,冠的高度和宽度随激光能量增加而增大,但随着时间推移,冠宽和冠高的增长速率逐渐减小;激光光斑和脉宽对冠宽及冠高的影响较为复杂,在前期影响较小,在后期冠宽及冠高随它们数值增加而减小.

Pickering乳液自组装CL-20/n-Al/F2605复合空心微球的制备与性能

高能量、高爆热的六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)/Al复合物由于自身的高感度而限制了在炸药领域的广泛应用。为制备高能量和高安全性的CL-20/Al含能复合材料,采用Pickering乳液法制备了空心球形CL-20/n-Al/F2605(氟橡胶)复合物,并对Pickering乳液稳定性、复合物表面结构、热分解、燃烧及安全性能进行了分析。结果显示:当2 mL乙酸乙酯中溶解的CL-20固体质量为0.10~0.14 g、油水质量比在1:5~1:7之间、超声时间小于30 min、静置时间小于120 min时,形成的乳液稳定性好。该复合物表面结构粗糙,中位径d_(50)为73.17μm,各组分复合均匀。复合物的热分解峰温和活化能分别为236.7℃、164.6 kJ/mol,n-Al和F2605降低了CL-20分解过程中21.2%的活化能。复合物平均线性燃速为7.14 cm/s;特性落高H_(50)为39.5 cm,和原料CL-20相比提升了26.5 cm,安全性能得到提高。

LaCoO_(3)纳米粒子的制备、掺杂及丙酮敏感性能研究

为了开发新型的钙钛矿钴氧化物气敏材料,探究不同掺杂离子及掺杂量对LaCoO_(3)气敏性能的影响,以La(NO_(3))3·6H_(2)O、Co(NO_(3))3·6H_(2)O、丙烯酰胺、柠檬酸为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿结构的LaCoO_(3)及A位Ca^(2+)、Sr^(2+)掺杂的纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)对样品的结构、形貌、半导体性质进行了表征,研究了不同掺杂量对LaCoO_(3)纳米粒子晶粒大小、活化能等的影响。结果表明,A位Ca^(2+)、Sr^(2+)掺杂可以增大LaCoO_(3)晶粒的生长活化能、抑制晶粒生长;对制得样品进行丙酮敏感性能测试后发现,Ca^(2+)、Sr^(2+)掺杂均可提高LaCoO_(3)对丙酮的响应能力,尤其是Ca^(2+)掺杂量为15%时,样品对2%体积分数丙酮的灵敏度可达97.83%。

高产气井生产管柱非线性流致振动实验研究

三高气井生产管柱在高速流体冲击下容易发生剧烈振动,但目前关于此类流致振动的研究大多集中于理论模型和一些小型室内实验阶段。油气井生产管柱具有其独特性,超大的细长比决定了管柱的整体刚度极低,一般的小型实验系统很难模拟出这样的特点。该研究建立了一个大型生产管柱实验台架,用PE管模拟了一个具有超大细长比特征的油管柱模型,用以模拟生产管柱在高速流体冲击下的振动特性。实验结果表明:三高气井生产管柱在高速流体作用下会以某一固定频率发生振动,振动时管柱中间和底部位置的振幅最大;气体产量越大,管柱振动越剧烈;增加油管壁厚可以有效抑制油管的振动幅度,但不可以改变管柱的振动频率;封隔器安装位置过高或过低都不能起到较好的抑制振动的效果,单个封隔器安装在管柱8/10位置可以起到较好的抑制振动的效果。

锆基钙钛矿结构氧化物对Cs的玻璃陶瓷固化

针对高放废液中放射性核素裂变产物铯-137(^(137)Cs)离子半径大、高温易挥发而难以对其进行有效固化的难题,本试验以133Cs模拟^(137)Cs,利用溶胶-凝胶法低温成相技术制备锆基钙钛矿结构Ba1-x(La,Cs)xZrO_(3),以实现低温(<1000℃)固化模拟放射性核素裂变产物铯(Cs),同时加入了玻璃黏结剂将多晶固化粉末包裹于玻璃相基体中制成玻璃陶瓷固化体。通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)测试手段对产物的物相、形貌等进行研究分析;利用产品一致性检测(PCT)法对固化体化学稳定性进行测试。结果表明,通过溶胶-凝胶法成功实现Cs低温晶格固化,且最大包容量为x=0.4;成功制得晶相/非晶相均匀镶嵌结构的Ba1-x(La,Cs)xZrO_(3)玻璃陶瓷固化体,其7 d浸出率均在2×10^(-2)~4×10^(-2) g/(m^(2)·d)的数量级范围,具有良好的化学稳定性,达到了高放废物对固化体化学稳定性的要求。

模拟镧系元素固化的掺La_(2)O_(3)玄武岩玻璃的结构与性能研究

以玄武岩玻璃为基体,使用La元素模拟高水平放射性废物(HLW)中的核素U,采用熔融-热处理的方法制备掺La_(2)O_(3)玄武岩玻璃固化体,研究了不同La_(2)O_(3)含量的玻璃固化体的结构、热稳定性和抗浸出性能的变化。XRD和SEM分析表明,当La_(2)O_(3)含量增加到12%(质量分数)时,所得样品均表现为玻璃相。Raman分析表明,随着La_(2)O_(3)的加入,玻璃网络中多元环和四元环的Si-O-Si键断裂,Al^(3+)反而会更多地参与网络连接,并且La_(2)O_(3)的加入有助于提高玻璃网络的聚合度。根据DSC分析可知,随着La_(2)O_(3)含量的增加,玻璃固化体的结构刚性提高,热稳定性总体来说有所增强。采用产品一致性试验法(Product consistency test, PCT)计算样品的归一化浸出率,结果表明所有样品都具有较好的化学稳定性,La和Fe的浸出率比其他元素低三个数量级。其中,浸出28 d后,样品L12的La元素归一化浸出率最低。

MoO_(3)含量对钙钛锆石基硼硅酸盐玻璃陶瓷的影响

采用原位热处理制备了钙钛锆石基硼硅酸盐玻璃陶瓷,研究了不同MoO 3含量对钙钛锆石基硼硅酸盐玻璃陶瓷晶相、微结构和化学稳定性的影响。结果表明,随着MoO 3含量的增加,玻璃化转变温度略有升高。在不产生黄色第二相的条件下,所有样品的主晶相均为钙钛锆石。当MoO 3含量增加到4.88%(质量分数,下同)时,样品中出现了球状的钼钙矿晶相。然而,当MoO 3含量增加到7.14%时,玻璃陶瓷样品中出现了黄相。SEM结果说明MoO 3含量的增加使钙钛锆石晶粒尺寸减小、晶体数量增加,对钙钛锆石形貌和分布无明显影响。Mo元素主要分布在钼钙矿晶体中。在不产生黄相的情况下,所有玻璃陶瓷样品分布均匀,并且表现出良好的化学稳定性。对于CM0、CM2和CM4样品,Si、Ca、Mo元素的归一化浸出率在14 d时稳定在10^(-3)g·m^(-2)·d^(-1)量级,Ce元素的归一化浸出率在3 d时急剧下降并低至10^(-6)g·m^(-2)·d^(-1)量级。

家庭体育视角下儿童青少年身体活动量提升研究

我国儿童青少年运动量严重不足,家庭体育是儿童青少年身体活动量提升的突破口。对8省779个儿童青少年家庭的家庭体育开展情况进行问卷调查和数理分析,发现我国家庭体育尚处于起步阶段。依据世界卫生组织(WHO)的身体活动量推荐,推算出我国儿童青少年家庭体育活动量标准,寻找制约我国家庭体育开展的障碍因素。并依据健康行为改变的"知信行"模式,破除家庭体育的障碍,推进家庭体育活动量达标,以此来促进儿童青少年身体活动量提升。

MoO_(3)在E玻璃中溶解度及玻璃结构的研究

我国某动力堆高放废液中有较高含量的Mo,这会导致玻璃固化过程中黄相的产生,从而影响固化体性能,所以提高Mo在固化体中的溶解度对提高固化体的废物承载能力十分重要。采用XRD、红外和Raman分析固化体的物相和网络结构变化,DSC分析固化体的玻璃化转变温度,对MoO_(3)在E玻璃中的溶解度及MoO_(3)对玻璃网络结构和玻璃化转变温度的影响进行了研究。结果表明:相较于传统硼硅酸盐玻璃,E玻璃对MoO_(3)具有较好的包容性,MoO_(3)在E玻璃中的最大溶解度为6%(质量分数),该溶解度下的玻璃化转变温度为882℃,随着MoO_(3)掺量增加,Q1占比增加,Q^(2)、Q^(3)、Q^(4)总占比减少,玻璃网络结构发生解聚,当MoO_(3)掺量超过溶解度极限时会析出CaMoO4晶体。

镍镉电池在船用充放电板中的应用

充放电板系统是船舶配电系统中的重要组成部分,充放电板系统为船舶直流24V电源设备供电,充放电板安全可靠的运行对船舶正常运行起到重要作用。当船舶主电源和应电源均丢失后,蓄电池组的性能决定了充放电板的供电时间,结合镍镉电池的特点,介绍镍镉电池的容量选型,充放电板的组成和镍镉电池的充电注意事项,研究成果可为各类船舶对充放电板及相应的镍镉电池设计提供一定参考。

半潜打捞船机舱风机变频控制系统设计

为提高机舱环境的舒适性,保障机舱设备安全运行,基于某半潜打捞船,对机舱风机变频控制系统的设计、温度传感器和压差传感器的布置要求及变频控制逻辑进行分析。研究表明:该系统可根据机舱内压力和温度的变化控制机舱风机的运行负荷,不仅能满足机舱设备运行所需的新风,还能保障机舱风机在不同工况下的自动化运行,减少能耗,降低船舶运营成本。研究成果可为船舶机舱风机控制系统的设计提供一定参考。

激光冲击圆杆曲面诱导的残余应力数值模拟

采用有限元分析方法对激光冲击2024铝合金圆杆圆周曲面诱导的动态应力波及其残余应力进行了数值模拟。首先,在ABAQUS/Explicit显式分析模块中模拟了峰值压力为2 GPa激光冲击波在φ16 mm杆中诱导的应力波的传播过程。随后,在ABAQUS/Standard隐式分析模块中进一步计算在圆杆曲面上诱导的残余应力。在此基础上,分析了圆杆直径的大小对应力波峰值衰减和残余应力分布的影响,并进行了相关的试验验证。研究结果表明,峰值压力为2GPa冲击波在φ16 mm的杆中诱导的弹塑性的应力波,应力波的峰值压力在400 ns时间内迅速衰减至250 MPa。冲击后,在距光斑中心小于0.5 mm冲击区域内分布不均匀残余应力,在光斑中心处形成了残余拉应力,轴向S11值为42 MPa;在半径为0.5~1.5 mm的冲击区域分布着残余压应力,S11值大约在250 MPa。应力波在传播过程中,其压力峰值衰减的速率随着杆径的增大而减慢,表面形成的残余压应力均随杆径的增大而增加。

基于ETAP的海洋平台末端设备短路预估的研究

发生短路过电流电气故障时,为了能对电气末端设备进行保护,需要预估电气末端设备汇流排的短路电流。应用ETAP(电力电气分析、电能管理综合分析软件系统)通过不同电缆长度预估出上游短路电流贡献值,通过电机短路电流快速计算法预估出下游短路电流贡献值,汇总获得电气末端设备汇流排的短路电流。预估出的短路电流为电气末端设备选用合适的保护电器和汇流排等提供了依据。本预估方法适用于船舶及海洋平台等孤岛式电网具有一定的通用性及经济性。

域外孵化器助推嘉兴产业转型发展的路径优化

域外孵化器通过整合利用外部科技资源、改善创新要素供给、提升新兴产业层次、改造传统产业以及倒逼营商环境优化等方式为嘉兴市产业转型发展提供助力。为进一步助推嘉兴市产业转型发展,有必要优化孵化器域外建设区域和域内对接区域的选址、提升域外孵化器的商业培育能力,全面出台分阶段、分项目类型的域外孵化器财政扶持政策细则。

嘉兴营商环境“北斗七星”格局的打造路径--在长三角一体化背景下

长三角一体化背景下,在嘉兴宏观营商环境的"北斗七星"格局中,交通网络环境和城市居住环境存在较大优势,产业平台环境、金融生态环境和创新创业环境短板较多,政务服务环境和平安法治环境有一定优势。政府部门有必要以城市营销的理念将嘉兴打造成具有高知名度的国际化宜居型城市环境、高忠诚度的市场化宜商型投资环境和高美誉度的法治化服务型政务环境的城市,带动高质量要素资源落户嘉兴。

基于三坐标测量机的双频虚拟光栅投影轮廓测量方法

针对被测物体产生的突变部分三维成像不连续问题,提出基于三坐标测量机的双频虚拟光栅投影轮廓测量方法。在三坐标测量机中设置一个试验台,用于控制CCD相机、投影仪等设备的运动方向,相位解算变形光栅图像,得到全测量范围中的相位主值分布与附加相位。CCD相机通过记录虚拟光栅,获取由不同频率调制的变形光栅像与基于等效周期的相位主值分布,完成双频调制相位综合。通过构建物体表面变形条纹相位分布,联立其与被测物体高度分布函数关系,依据解得的双频率综合后高度值偏差,推导出周期整数倍取值条件,实现轮廓三维测量。实验结果表明,该方法保留了突变区域或边沿部分的频谱信息,测得的三维数据准确度较高。

基于有限差分法薄板激光冲击响应的数值模拟

在激光冲击载荷作用下,薄板变形速度快,诱导产生的应力波的传播过程较为复杂.传统的测量工具难以对薄板变形过程中的动态响应进行有效的测量.本文采用理论与实验相结合的方法,构建了薄板在激光冲击下二维轴对称平面模型,建立其拉格朗日运动方程,利用有限差分法求其显式解,分析薄板在激光冲击载荷作用下薄板的变形过程和应力波的传播过程,并研究不同工艺参数对薄板动态响应特性的影响.结果表明,薄板变形初期的速度为振荡式增加,在快速的拉胀式变形过程中会出现明显的回弹现象,在光斑边界处产生向内和向外传播的应力波,载荷的压力-空间分布以及边界约束条件也对薄板的动态响应结果有显著的影响.激光冲击实验得到的结果与数值结果和预测结果基本吻合.研究方法与所得结论可为薄板激光冲击成形过程中的参数优化提供参考.

玄武岩的开发利用进展

玄武岩是地球洋壳和陆壳的重要组成物质,属基性火山岩,自然界资源非常丰富。玄武岩结构致密者压缩强度很大,抗风化能力强,具有耐磨性好、硬度大、吃水量少、导电性能差、抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、抗滑系数大、与沥青粘结力强等独特天然属性及优异性能,被广泛用于公路、铁路、机场跑道、水泥混合材、制备混凝土建筑材料、建筑装饰材料和生产玄武岩纤维、岩棉、铸石、鳞片及放射性废物固化用基础材料等。本文全面分析了玄武岩的基本物理化学性质、矿物组成及化学组成,综述了玄武岩在纤维、岩棉、铸石、鳞片、高放射性废物玻璃及玻璃陶瓷固化、水泥混合材和混凝土掺和料以及粗集料等方面的开发利用进展,为综合高效利用玄武岩资源,进一步发展基于玄武岩的新材料提供支持。

我国海洋控压钻井技术适应性分析

控压钻井技术是解决窄安全密度窗口地层钻井难题的有效手段,我国海洋钻井中尚处于探索阶段,需对不同控压钻井技术的适应性进行分析。以井底恒压控压钻井和控制泥浆液面(CML)双梯度钻井为研究对象,考虑温度对钻井液物性参数影响,分别建立了2种控压钻井方式井筒压力预测模型,分析了不同控压钻井方式控制参数对井筒压力分布的影响。研究结果表明:相对于井底恒压控压钻井,CML双梯度钻井的循环当量密度调节范围较宽;CML双梯度钻井既能够有效简化井身结构,又具有一定的井下复杂情况处理能力,在技术层面上CML双梯度钻井优于井底恒压控压钻井。本文研究结果可为我国海洋控压钻井技术应用提供参考。

氧基磷灰石玻璃陶瓷固化模拟锕系铈/钕的研究

使用熔融-析晶法制备了系列模拟锕系铈钕氧基磷灰石硼硅酸盐玻璃陶瓷,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了玻璃陶瓷的析晶行为和微观形貌,利用红外光谱仪(FT-IR)分析了玻璃陶瓷的结构,使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)测试了浸出液的元素浓度,并计算归一化浸出速率分析抗浸出性能。结果表明:通过添加钕可以增大铈的包容量并能抑制铈以CeO 2的形式析出,铈钕能被有效固化在铈钕-氧基磷灰石玻璃陶瓷中;随着氧化钕掺入质量分数增加到10%,玻璃陶瓷中部分[BO 3]基团转变为[BO 4]四面体;28 d后,Si/Ca的归一化浸出速率保持在10^(-4)g·m^(-2)·d^(-1)数量级,Ce/Nd的归一化浸出速率保持在10^(-7)g·m^(-2)·d^(-1)数量级,表明氧基磷灰石玻璃陶瓷同时固化三四价锕系具有优异的化学稳定性。