自制全断面刷毛机变截面隧洞粘贴碳纤维施工技术应用研究

水工隧洞等截面或变截面碳化混凝土表面需补强加固,以提高隧洞抗渗性能和耐久性。通过试验自制了可调节全断面刷毛机,进行衬砌刷毛,确保刷毛精度,保证碳纤维片粘贴紧密与牢固,与原结构形成整体,共同工作,以满足隧洞补强加固后输水能力要求。

碳纤维含量对铜-石墨电刷电磨损性能的影响

为进一步改善铜．石墨复合材料电刷的导电和耐磨性，提高其使用寿命，研究了在不通电和通电2种条件下，碳纤维含量对铜．石墨电刷磨损量的影响。结果表明，电磨损时，在电刷和换向器间形成一层润滑膜，可降低粘着磨损。随碳纤维含量的增加，电刷的电磨损量降低；当碳纤维含量大于0．5％时，电刷电磨损量增大。在同一磨损时间条件下，电刷的电磨损量约为机械磨损量的2～7倍。电刷在电磨损过程中有极性的差异，正刷的磨损量大于负刷的磨损量。

镁海水溶解氧电池的制备与浅海测试研究

制备了镁海水溶解氧电池,以碳纤维刷电极作为阴极,镁合金电极作为阳极,海水作为电解液,海水中的溶解氧作为反应活性物质,利用海流传输溶解氧和副产物。研制了一种新型高效电催化活性的碳纤维刷阴极,研制了新型高性能的镁海水溶解氧电池样机,并进行了浅海放电测试。电池放电183天,平均输出功率1.69 W,总放电量约7.4 kWh。

碳纤维含量对铜-石墨电刷接触电压降的影响

为进一步改善铜-石墨复合材料电刷的导电和耐磨性,提高其使用寿命,研究了在通电条件下,碳纤维含量对铜-石墨电刷接触电压降的影响。结果表明,在磨损初期,随磨损时间的延长,电刷和换向器之间将形成一层润滑膜,它可降低电刷的粘着磨损,但使电刷的接触电压降增加,并维持在某个值上;随着铜-石墨复合材料电刷中碳纤维含量的增加,电刷的接触电压降将降低;但当碳纤维含量大于0.5%以后,电刷接触电压降基本不变,维持在0.5 V。

碳纤维含量对铜-石墨电刷摩擦因数的影响

为进一步改善铜-石墨复合材料电刷的导电和耐磨性,提高其使用寿命,研究了在通电条件下,碳纤维含量对铜-石墨电刷摩擦因数的影响。结果表明,随碳纤维含量的增加,电刷摩擦因数降低,但碳纤维含量超过5%以后,摩擦因数呈增大趋势;即摩擦因数随碳纤维含量的增加存在极小值。

碳刷和碳布阳极微生物燃料电池产电特性研究

分别以碳刷和碳布作为微生物燃料电池的阳极材料,研究了两种电极材料对于电池启动过程、电极上附着的生物量、生物膜的电化学活性、阳极阻抗以及电池性能的影响。结果表明,采用碳刷为阳极材料的微生物燃料电池启动更快,电极上附着的生物量更多,生物膜的电化学活性也更高,阳极阻抗更低,这也导致了其最大体积比功率[(28.1±2.3)W/m3]高于采用碳布为阳极材料电池的最大体积比功率[(17.6±1.8)W/m3],是其1.6倍。

碳纤维－石墨－银基复合材料电刷的应用研究

文章研究了碳纤维－石墨－银基复合材料的制造并应用于雷达电刷传输电讯号。结果表明，应用镀银碳纤维部分代替原银－石黑系电刷中的石墨，能有效提高电刷使用寿命。降低电刷与汇流环之间的动态接触电阻。经过对５８９ＧＡ雷达实机进行实验，各项性能均优于原银－石墨系电刷。

Influence of simulating deep-sea environmental factors on cathodic performance of seawater battery

A metal-dissolved oxygen seawater battery(SWB)uses metal and dissolved oxygen as the reactants,and it is ideal for use as a long-time low-power distributed power supply in deep sea,due to its advantages of open structure in service without electrolyte.However,several simulating deep-sea environmental factors,such as flow rate,dissolved oxygen concentration,and temperature of seawater may af fect the oxygen reduction reaction(ORR)rate and the stability of electrochemically modified polyacrylonitrile-based carbon fiber brush(MPAN-CFB)cathode,which was studied by steady-state polarization and galvanostatic discharge methods.In addition,the scales formed on MPAN-CFB surface were characterized by SEM and XRD.Results show that the ORR rate increased quickly with the increase of the seawater flow rate up to 3 cm/s,and then gradually stabilized.Moreover,the ORR rate was largely af fected by dissolved oxygen concentration,and the concentration of>3 mg/L was favorable.Compared with surface layer temperature of 15℃,the low temperature of deep sea(4℃)has a negligible ef fect on ORR rate.When the working current is too high,it will lead to the formation of CaCO_3 scales(aragonite)of at the cathodic surface,resulting in the decrease of ORR rate,and consequently the damage to the long-time stability of MPAN-CFB.

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料接触电压降的影响

在电磨损条件下 ,研究了压力变化 (7 5～ 30N/cm2 )对碳纤维 铜 石墨复合材料接触电压降的影响 ,结果表明 ,电磨损初期 ,接触电压降随磨损时间的延长而增加 ;随着压力的增加 ,复合材料接触电压降下降 ,但压力超过一定值后 ,接触电压降变化不大。

压力对碳纤维-铜-石墨复合材料电刷摩擦系数的影响

研究了碳纤维 铜 石墨复合材料在纯机械磨损和电磨损条件下 ,电刷压力的变化 ( 7 5～ 30N/cm2 )对复合材料电刷摩擦系数的影响 ,用扫描电镜观察了磨面形貌 ,对复合材料摩擦系数的变化机理进行了初步探讨。

银基电刷材料的摩擦磨损性能研究

研究了碳-银基复合材料与铜银钒合金所组成的摩擦副的摩擦磨损过程,讨论了银基复合材料的成分和组织对摩擦磨损性能的影响,利用SEM对磨损表面进行了分析。结果表明,石墨和碳纤维均能提高复合材料电刷的磨损性能,添加的合金元素的质量分数在6%～9%之间时,电刷具有良好的耐磨性能和导电性能。

聚吡咯基改性碳刷电极在微生物燃料电池中的应用研究

针对微生物燃料电池输出功率低的问题,以碳纤维刷为改性对象,采用原位化学聚合的方法在碳纤维表面生长聚吡咯薄膜,增强电极的生物相容性,有利于产电微生物在电极表面的附着和繁殖;进一步在碳纤维表面引入石墨烯,可提高电极的比表面积和导电性能。结果表明,在聚吡咯和石墨烯的协同作用下,微生物燃料电池的产电性能得到极大提升,最大输出电压和最大输出功率密度分别能达到0.62 V和900 m W/m^(2),与未改性碳刷相比分别提高了近24%和133%。

炭纤维对高阻电刷材料性能的影响

为进一步提高高阻电刷的性能,考察了炭纤维对石墨树脂粘结剂高阻电刷材料性能的影响。采用工业制造电刷的工艺流程制备了不同炭纤维含量的高阻电刷样品,并对电刷材料进行了性能测试和结构表征。结果表明,随着炭纤维含量的增加,电刷材料的抗折强度及导电性逐渐增加,电刷的磨损速率逐渐减小。炭纤维的加入能使电刷滑动系统接触性能变好,从而有效减小电刷换向火花,并促使电机系统的润滑膜保持完好的状态。对所制备的含炭纤维电刷进行磨损性能测试,其使用寿命达到了350h。

深圳龙茜供水工程PCP管承插接口内部补强加固试验

深圳市龙茜供水工程约有1.2km长的PCP管段紧临广深铁路,工程的安全不仅影响供水的稳定,同时也影响着铁路的安全运行,为了确保隐患部位不会造成重大爆管事故,2008年和2009年龙茜供水工程停水检修期间,在广深铁路段PCP管内部分别对较为危险的18个和16个承插接口,共约150m长的管道进行了补强加固及柔性防渗试验。试验结果表明,采用在PCP管内部环向粘贴碳纤维复合SK手刮聚脲防渗的综合处理方案,能在较短的时间内对PCP管进行快速补强及防渗,避免了在输水管外部施工对周围建筑物的影响,防止了PCP管的爆管,保证了工程安全运行。

发电机集电环及碳刷烧损事故原因分析及现场处理

内蒙古某电厂330 MW汽轮发电机发生烧损事故,造成发电机集电环、碳刷烧损,大轴损伤。分析事故原因是由于绝缘套筒存在质量缺陷,脱开的玻璃丝布被高速转动的转子风扇打碎后带入滑环与碳刷间,最终引发了事故。经过现场修复发电机大轴、集电环、碳刷后,发电机运行至今状况良好。同时建议有同类型发电机的发电厂,应加固发电机集电环绝缘套筒的外露部分,防止运行中绝缘套筒的玻璃丝布甩出,造成发电机事故。

光纤布拉格光栅碳刷温度在线监测系统及应用

集电环系统是发电机励磁系统的重要组成部分,其碳刷和滑环之间存在相对位移和滑动摩擦,是整个励磁系统中最薄弱的环节,故障率高。对碳刷或滑环进行在线温度监测能够及时发现发电机组运行中存在的问题,然而碳刷和滑环的在线温度监测存在测点多且有强电压的难题。采用光纤布拉格光栅温度传感器对碳刷温度进行监测,提出了一种基于碳刷架恒压簧的传感器安装方法,实现了富春江水力发电厂某机组碳刷在线温度监测。该技术可同时应用到发电机组风冷器等场景的在线监测。

光纤传感技术在发电机碳刷测温的现场应用

碳刷和集电环是发电机励磁系统的重要组成部分,其安全状态对机组的正常运行影响极大。由于碳刷温度能很好反应碳刷的运行状况,因此有必要对碳刷温度进行监测。文章采用布拉格光纤传感技术FBG(Fiber Bragg Grating),利用反射光波长与温度之间的线性关系实现对碳刷温度的实时监测。该技术成果应用于岩滩水电站发电机碳刷测温,测温误差少、故障率低,现场应用效果良好,适用于高电压强磁场环境,取得的实施经验可供借鉴。

碳短纤柔性梳理装置的设计与试验

为解决碳短纤梳理时易断裂、难成条等问题,基于碳纤维的硬脆特点,应用柔性梳理理念设计出简易碳短纤柔性梳理装置;详述其喂入装置、分梳机构和剥离齿的设计以及软毛片刷的材料选择,并试验对比传统梳理和柔性梳理装置碳短纤条子的制成率和15 mm短纤率。结果表明:使用尼龙丝制成软毛片刷、用树脂材料3D打印的简易柔性梳理装置,安装在快速成条仪上,可实现碳短纤梳理成条;相比传统梳理工艺,该柔性梳理装置的条子制成率高、15 mm短纤率小,可提高碳短纤条子的质量,拓宽碳短纤的应用方式,为碳短纤后续加工做好基础。

阳极材料及结构对微生物燃料电池性能的影响

本文分别从电池启动过程、电极附着生物量、电极阻抗、电池性能等方面,比较了采用碳颗粒填充床、碳刷、碳颗粒-不锈钢网和碳颗粒-碳刷为阳极材料的微生物燃料电池的性能。结果表明,电池启动时间的长短及电极阻抗的大小顺序依次为:碳颗粒、碳颗粒不锈钢网、碳刷和碳颗粒-碳刷电极,而电极上附着生物量的多少呈相反顺序。碳颗粒填充床生物量最少,阻抗最大,因而其电池性能最低。而碳颗粒-碳刷复合电极上附着的生物量最多,阻抗最小,因此电池的性能最高。

海底沉积物层镁阳极化学燃料电池构建及性能研究

研究了一种新型电池结构:海底沉积层镁阳极燃料电池。测试了镁阳极在海底沉积物层的应用性能,研究了组装电池的功率输出,阴、阳极极化性能及长期放电特征。结果表明,电池开路电压1.947 V,电池最大功率密度44.33 mW/cm2,自腐蚀速率(放电电流密度)0.009 mA/cm2,电流密度较大,电位较负,在外接负载条件下长期工作性能稳定。