不同长径比下真空电弧自由燃弧特性的研究

该文研究不同触头开距(g)与直径(D)比值(g/D)条件下真空电弧的自由燃弧特性,以为进一步研究电弧控制方法提供理论支撑。实验选用直径为42 mm、材料为CuCr50合金的平板触头,采用触发引弧的方式,分别观察12 mm(g/D=0.286)、24 mm(g/D=0.571)、36 mm(g/D=0.857)触头开距,2.4至5.2 kA电流峰值(Ipeak)条件下的真空电弧。结果表明:不同长径比真空电弧阴极斑点扩散速度与阴极斑点平均承载电流接近,阴极斑点扩散速度与电流峰值的平方根成正比;小长径比(g/D=0.286)真空电弧在电流峰值较大时(Ipeak>4 kA)会依次出现扩散电弧模式、点状阳极斑点模式、阳极斑点模式;大长径比(g/D=0.571、0.857)真空电弧中大量阴极斑点在初始扩散阶段结束后长期维持在阴极触头侧面,未观察到稳定的阳极斑点。结果表明:大长径比与小长径比真空电弧在形态以及阳极现象上存在较大的差异,涉及大长径比真空电弧时需要考虑电弧对于触头侧面烧蚀的问题。

十二腔高效微波炉用磁控管设计与应用

为响应国家“双碳”战略,提高微波炉能效,设计了一种高效率微波炉用磁控管。该磁控管在12腔谐振腔的基础上,通过改变互作用空间尺寸,增强工作磁场,实现工作效率的大幅提升。仿真和实验结果均表明,在210 mT磁场的工作条件下,该磁控管的最高工作效率为82.7%,平均工作效率为82.4%。

钴-镍阳极面积比对摩擦辅助电铸镍-钴合金的影响

采用摩擦辅助电铸技术,研究当阴极电流密度为4.0 A/dm^(2)时,钴-镍阳极面积比的变化对镍钴合金电铸层显微硬度、组成和结构的影响。结果表明:当钴-镍阳极面积比由15%增大到25%时,镍钴合金中钴含量显著增加,从43.5%增加到63.5%,镍钴合金铸层显微硬度从603 HV提高到635 HV;当钴-镍阳极面积比继续增大到55%时,钴含量几乎不变,但显微硬度仍从635 HV提高到671 HV,电铸层晶粒呈逐渐细化的趋势。各镍钴合金电铸层均具有面心立方结构和密排六方结构。

考虑广域地形条件的油气管道阴极保护电位分布特性研究

为了研究在山区丘陵等广域地形条件下牺牲阳极法对埋地油气碳钢管道的保护特性,对法兰无防腐层及法兰带防腐层而管道防腐层局部破损两种工况分别建立了有限元模型,分析了阳极布置方式与运行时间、土壤电阻率及管道防腐层破损面积对管道腐蚀与阴极保护电位分布的影响。仿真结果表明:在上述两种工况下,缩减阳极间距和增加阳极长度均可使法兰与管体部分的保护电位及泄漏电流密度降低,而阳极与管道的水平距离基本无影响;阳极运行时间越长,阳极表面沉淀越厚,阳极腐蚀速率越低且与其所处地势条件相关,而阴极保护电位基本不变;随着土壤电阻率的增大,阴极保护电位升高,法兰和防腐层破损区域管道的腐蚀加剧;随着管道防腐层破损面积增大,所有防腐层破损处的管道电位均升高且变化规律一致。

Q235-304L电偶对在Na_2S溶液中的电偶腐蚀行为研究

用电化学法和浸泡法研究了Q235-304L电偶对在3种不同浓度的Na2S溶液中的电偶腐蚀行为,用SEM观察试样的表面形貌.结果表明:在3种溶液中Q235钢的阳极过程均为混合控制,而304L的阴阳极过程均为电化学控制;偶接后Q235钢表面阳极金属的溶解过程与阴极过程同时进行,其阳极溶解电流大于电偶电流值;电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大;随着S2-浓度的升高,电偶对中Q235钢的腐蚀速率减小,电偶腐蚀效应也随之降低.

G3油管与SM80SS套管在CO2环境中的电偶腐蚀行为研究

油气井因采用不同材料的油套管和附件,其构成电偶腐蚀的现象正逐渐增多。如国内开发的高耐H2S/CO2的G3油管钢,在井下与普通抗硫套管如SM80SS接触时,就可能发生电偶腐蚀。采用电化学技术研究了这两种材料构成电偶腐蚀电池时面积效应、环境温度对电偶腐蚀电池的影响规律。结果表明,在模拟油气田水介质腐蚀环境中,G3钢和SM80SS钢分别成为阴、阳极;温度升高(30、60、90℃)会使电偶电流增加,电偶效应增大;随着阴阳极面积比增大,电偶电流不断增大。该研究结果有望为同类材料的设计提供一些基础理论参考。

电极面积和电极间距对立方体型MFCs产电能力的影响

以生活污水为底物,普通石墨棒为电极,构建立方体型双室微生物燃料电池(MFCs),研究了阴、阳极电极面积和电极间距对MFCs产电能力的影响。试验结果表明:当阴极表面积作为唯一变量时,阴极表面积越大,电池的产电性能越好,当Acat∶AAn=5时MFC产电最佳;当阳极面积作为唯一变量,AAn∶Acat=0.41时,电池产电能力和运行效果最佳;减小电极间距能有效地减少内阻,同时有利于底物和生成物的流动传质;提高输出功率,电极间距为21 mm的装置产电能力和运行效果最佳。

不同阴阳极面积比下X80钢在满洲里土壤中的腐蚀行为

为探索阴阳极面积比对X80钢腐蚀行为的影响,采用动电位极化和交流阻抗技术研究了X80管线钢在满洲里土壤模拟溶液中的腐蚀行为,利用金相显微镜观察了不同阴阳极面积比时X80钢的腐蚀形貌。结果表明:不同阴阳极面积比时X80钢在满洲里土壤模拟溶液中的极化曲线呈现典型的活性溶解特征,在有氧和无氧条件下的极化曲线中阳极区基本重合,阴极区有明显差异,整个电极过程受阴极反应介质扩散控制;交流阻抗谱(EIS)由高频区容抗弧和低频区Warburg阻抗组成,Warburg阻抗的出现也表明电极过程受扩散控制;在较小阴阳极面积比时,腐蚀速率受面积比改变的影响较小,阴阳极面积比达到8.0之后继续增加时,金属腐蚀速率快速增大。

单室直接微生物燃料电池性能影响因素分析

利用构建的单室微生物燃料电池,进行了阴极板中铁离子浓度、阳极底物、底物浓度及阳极板面积对单室直接微生物燃料电池性能影响的研究.结果表明:在其它条件相同的情况下,随着阴极电极板中Fe3+含量的增加,电池负载输出电压随之提高;不同底物的阳极反应,随着产生的电子和质子数的提高,电量随之增大;输出电压亦随底物浓度的增加而提高,但底物葡萄糖的浓度饱和值为0.72g/L;增加阳极板数量加大阳极比表面积,更多的微生物吸附在阳极电极上传递电子,电池输出电压与阳极板数量不成倍数关系.此研究为单室微生物燃料电池的应用提供了理论依据.

925镍基合金和110SS钢在高温高酸性环境中的电偶腐蚀行为

目的探究镍基合金925和抗硫油管管材110SS在不同面积比下耦接后的电偶腐蚀行为和电偶腐蚀效应,模拟国内某油气田高温高酸性腐蚀环境。方法采用浸泡腐蚀试验和电化学测试技术,评价电偶腐蚀的阴阳极过程对腐蚀进程的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)与X射线衍射仪(XRD)对腐蚀试样的表面形貌及腐蚀产物成分进行分析。结果110SS的自腐蚀电位远远低于925,阴阳极分别以1:1、1:5、1:10、1:30四种面积比耦接后,均发生电偶腐蚀。耦接后110SS的腐蚀速率分别为:0.7564、0.7032、0.6457、0.6289 mm/a,均为极严重腐蚀。结论电偶腐蚀速率和电偶腐蚀效应均随着阴阳极面积比的增大而增加。镍基合金与碳钢油管耦接主要对材料在腐蚀环境下的腐蚀进程有影响,而对腐蚀产物和腐蚀机理的影响不大。

不锈钢包钢在红壤中的电偶腐蚀行为

通过失重法、电化学方法研究了不锈钢包钢在红壤中的电偶腐蚀行为,采用SEM、XRD观察分析试样的表面形貌及腐蚀产物。结果表明:不锈钢-碳钢电偶对的形成加速了阳极金属材料的腐蚀,随着电偶对阴阳极面积比的增加,电偶电流逐渐增大;不锈钢在浸泡45d后基本没有发生腐蚀,而碳钢则发生了极严重的全面腐蚀,腐蚀产物主要为铁的氧化物。

镍氢电池正负极活性物配比对电池内压的影响

本文使用电池内压测试仪测量了不同正负极配比的镍氢电池在充电时的内压情况,研究正负极配比对电池内压的影响,从而通过电池内压的变化来评估电池的性能。

截止频率0.8 THz的GaN肖特基二极管及其设计

通过设计圆形阳极以及相同面积不同周长的指形阳极,研究了不同阳极周长面积比对太赫兹频段内GaN肖特基二极管串联电阻的影响。在阳极面积分别为7.1、12.6、19.6μm^(2)时,采用圆形阳极的二极管串联电阻分别为14、11、6Ω。相同面积下采用指形阳极的二极管串联电阻分别为6.0、4.4、3.3Ω,截止频率达804、753、791GHz,截止频率分别提升了27%、35%、25%。结果表明,适当提升肖特基二极管阳极的周长面积比能降低串联电阻,提高二极管的截止频率。

氯离子浓差对混凝土中钢筋锈蚀的影响

研究了存在氯离子浓差的混凝土中钢筋表面的腐蚀面积率、失重率和宏电池腐蚀特征,并与均匀氯离子浓度相比较,阐明了在混凝土内存在氯离子浓差作用下钢筋表面的腐蚀机理.结果表明:钢筋表面存在氯离子浓差相对于均匀浓度腐蚀严重,浓差越大坑蚀越显著;因氯离子浓差在钢筋表面形成的大阴极小阳极比小阴极大阳极腐蚀更为严重,2种形式的宏电池腐蚀均比均匀腐蚀明显;并且,泌水作用加剧了混凝土内钢筋腐蚀.

锂离子电容器负极/正极容量比的调控与性能

以商业化活性炭(AC)为正极材料,钛酸锂(LTO)为负极材料,通过“Z”型叠片方式制得LTO-AC锂离子电容器。考察负极/正极容量比(N/P比)对电容器电化学性能的影响。当N/P=0.95时,正、负极材料的利用率最好,电容器的比能量和比功率分别可达43.7 Wh/kg和2.2 kW/kg。化成曲线和dQ/dU曲线显示,此时锂离子电容器没有出现明显的电压平台,主要表现为电容特性。

中原油田采油站罐区及地下管线阴极保护应用研究

采油厂联合站因其腐蚀环境和安全防爆的特殊性而往往成为腐蚀泄漏的多发区。本工程针对文一联合站的具体工况条件,采取严格的技术论证和安全施工工程措施,成功应用新型深井阳极阴极保护新技术,达到安全、优质、规范的要求,对于在国内众多油田联合站的罐区实施阴极保护改造和系统维护具有重要的示范作用。

不锈钢与船体钢在海水中的电偶腐蚀行为研究

目的研究不锈钢与船体钢在天然海水中的电偶腐蚀行为,为不锈钢的应用提供数据支撑。方法利用电化学设备研究不锈钢与船体钢在天然海水中的自腐蚀和电偶腐蚀行为,并结合质量损失和腐蚀形貌研究阴阳极面积比对电偶腐蚀敏感性的影响。结果2种金属的自腐蚀电位相差600 mV,电偶腐蚀倾向严重。当二者发生电偶腐蚀时,不锈钢作阴极,船体钢作阳极。随着不锈钢与船体钢阴阳极面积比的减小,船体钢的腐蚀速率和平均腐蚀深度减小,不锈钢的腐蚀形貌则不受面积比的影响。结论在实际工程中,可通过增加阳极材料面积的方法来降低电偶腐蚀效应的影响。

阴极比表面积对超高比容钽阳极容量测试结果的影响

针对各品级的钽阳极,对比分析了不同的测试阴极比表面积对钽阳极容量测试结果造成的差异及影响.结果表明,随着钽阳极比容的增大,阴极比表面积对其容量引出的影响程度增加,只有阴极的比表面积足够大,才能使阳极块容量完全引出,获得准确的测试结果.

锂硫电池的实用化挑战

本文针对锂硫电池产业化进展缓慢的现状,从实用化层面分析了制约锂硫电池发展的基本问题:正极面容量低,电解液用量高,电池倍率性能差及锂负极的不稳定性,并结合自身工作,提出了解决方案。

高压直流干扰下管道阴极区和阳极区分布规律的数值模拟

为了系统研究高压直流接地极干扰对管道阴、阳极区的影响规律,以浙能金丽温输气管道为研究对象,利用CatPro软件建立了基于真实土壤结构的高压直流干扰模型,计算了不同接地极极性、干扰电流和土壤电阻率条件下的管地电流密度,分析了不同条件下的管道阴、阳极区范围。结果表明:当接地极与管道位置确定后,管道受到高压直流干扰形成的阴、阳极区分界点是固定的,不受外界条件影响。