氧化铝管式降膜蒸发器的分析

在热力学参数、焓和熵的基础上,分析了焓分析法和分析法的联系和差异。通过对蒸发器的热力学分析,提出了确定内部损的方法,建立了蒸发器的分析模型。通过对一氧化铝厂四效蒸发系统各蒸发器进行分析,利用所提出的方法和推导的公式对各蒸发器的内部损、效率和损率进行计算,找到了蒸发器损失的主要原因,得出了降低传热温差引起的损失是提高蒸发效率的主要途径。流阻损也是不容忽视的,可通过减小蒸发器内蒸汽侧的流动速度和定期清理蒸发器结垢来减少流阻损。

高压钠灯用一体化半透明氧化铝管研制成功

6月16日，中国科学院上海分院召开了由王士维研究员承担的“高压钠灯用一体化半透明氧化铝管”科技成果鉴定会，以蔡祖泉教授为主任的鉴定委员会听取了半透明氧化铝管的研制报告、性能检测报告和查新报告，查看了样品，经过讨论形成如下意见：报告的数据充分、可靠、生产技术分析合理：采用螺杆挤出先进工艺制备素坯管，挤出压力低、表面光洁，保证了品质：并保持圆度和直度；自行设计制造了平移装置，提高了成品率，为挤出成型的连续化和规模化生产奠定了必要的基础；解决了丝网印刷关键技术，在素坯管上成功地印刷起跳线；干压法制备端塞，并与素坯管共烧结，所制备的一体化氧化铝管在圆度，直度、透过率、显微结构以及寿命等方面均达到了GE公司的技术标准。

提高氧化铝管式降膜蒸发器运行效率的途径

作者在分析了某拜耳法氧化铝厂管式降膜蒸发器当前运行状况后,找出了制约蒸发器运行效率主要因素,提出了相应的解决办法。

氧化铝/聚丙烯复合材料的导热与介电性能仿真优化

为研究氧化铝(Al_(2)O_(3))构筑的填料网络对聚丙烯(PP)复合材料导热性能和介电性能的影响规律,本文通过构建Al_(2)O_(3)颗粒随机填充的有限元模型,系统研究了填料填充体积分数、填料粒径以及二元填料的尺寸匹配等因素对Al_(2)O_(3)/PP复合材料热导率和介电常数的影响。结果表明:增加填料的填充体积分数可以显著地桥接Al_(2)O_(3)填料,协同构建互联的导热网络和电位移通路,从而显著提升Al_(2)O_(3)/PP复合材料的热导率和介电常数。对于单一粒径Al_(2)O_(3)/PP复合材料,调控Al_(2)O_(3)填料尺寸不能有效提高复合材料的热导率和介电常数。引入多尺度填料后,在最佳二元填料(40μm、10μm)比例为70∶30下,整体的导热和电位移网络呈现出大尺寸填料的主导骨架和小尺寸填料的桥接分支特征,协同促进Al_(2)O_(3)/PP复合材料达到最优热导率(0.54W/(m·K))和介电常数(5.6)。

填料氧化铝的表面处理研究

为了改善填料氧化铝在有机基体中的分散性和填充均匀度,增强粉体与有机环氧树脂的界面亲和性,获得性能优异的复合材料,采用硅烷偶联剂对环氧浇注用填料氧化铝进行表面改性处理,研究了偶联剂种类、用量、改性方式和工艺条件对填料氧化铝吸油值和活化指数及环氧浇注体系可使用时间和黏度的影响。结果表明,偶联剂可以有效改善填料氧化铝的吸油值、填料氧化铝环氧浇注体系的黏度及可使用时间。通过实验,获得较佳的工艺条件为:选用B偶联剂,用量为0.75%(质量分数),反应温度为105℃、pH为4,改性方式为干法改性,此时活化指数可达98.2%,吸油值降低了19%,可使用时间增加52%。采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对表面处理前后填料氧化铝粉体的物相结构和微观形貌进行了表征。结果表明,表面处理后的填料氧化铝粉体内部晶体结构未发生改变,粉体分散较均匀。

对比分析氟化铝对用氧化铝和氢氧化铝生成莫来石的差异影响

本文横向引入氟化铝对原位莫来石结构性能影响进行对比实验,纵向引用氧化铝和氢氧化铝不同前驱体对原位莫来石的差异进行对比试验,从材料组成、微观结构、力学性能和相组成等方面进行归纳总结。通过对比分析,引入氟化铝可以促进莫来石晶体的生长和取向,导致晶粒形状规则化,提高材料的常温抗折强度;氢氧化铝能够促进莫来石转变更彻底,非晶相比例更低,使晶界更清晰,降低了强度却提高了热稳性能;氢氧化铝和氟化铝同时参与使界面更复杂,提高了材料强度,热稳并未明显提高。

纳米氧化铝改性地面井固井水泥水化机制研究

随着地面井固井技术发展加快,工程现场对于地面井固井水泥浆的早期流动性及凝结性能有了更高的要求。为了提高固井工程注水泥作业的顶替效率,改善固井工程现场作业应用情况,提出了纳米氧化铝颗粒改性固井水泥的方法,利用核磁共振技术对质量分数为0、0.05%、0.10%、0.15%及0.20%的纳米氧化铝改性水泥浆(水灰比为0.44)在不同水化龄期的水化反应变化特征进行了研究,探究了纳米氧化铝改性水泥的水相分布、物理结合水总信号量变化、峰形指数及迁移速率。结果表明:纳米氧化铝改性水泥浆在水化阶段的T2图谱会出现3个弛豫峰,分别对应絮凝结构填充水(0.1~10 ms)、毛细水(10 ms)、自由水(800~1000 ms);其物理结合水总信号随纳米氧化铝质量分数增加而逐步减少,其中质量分数为0.20%的纳米氧化铝改性水泥浆信号量减少速率最快;峰形指数呈现先上升后下降的趋势,当水化反应进行至600 min时,质量分数为0.20%的改性水泥浆变化速率最快,弛豫峰向短弛豫方向移动速率加快;结合迁移速率将纳米氧化铝改性固井水泥水化反应阶段划分,其水化机制分别作用在4个水化时期:①初始水化期(5~60 min),水化速率未发生明显改变;②加速水化期(60~600 min),纳米氧化铝使水泥浆中物理结合水转化为化学结合水所经历时间变短,水化进程加快,达到促进水泥水化的效果;③稳定水化期(600~1200 min),水泥体系趋于稳定;④延缓水化期(1200~1800 min),物理结合水转化为化学结合水速率变慢,水泥水化进程减慢。研究结论得到,纳米氧化铝改性水泥浆水化时期可以划分为4个阶段,分别起到物理填充、加速、稳定、延缓的作用。在加速期,纳米氧化铝促进水泥的早期流动,有利于水泥浆的泵送及流动,在延缓期,纳米氧化铝延缓水泥的进一步水化进程,利于发展早期强度。其中,质量分数为0.20%的纳米氧化铝改性水泥浆对于水泥水化进程影响最大,促进填充水向结合水的转化,在加速水化期间对于水泥浆水化反应加速程度最大,以此作为依据对现场固井水泥的制备及应用提供指导。

特高压GIL绝缘子用微米氧化铝-氧化硅共混环氧复合材料的性能研究

特高压气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)电压等级高、输送容量大,对绝缘子耐受电、热、力综合作用能力的要求更高。本研究通过分别掺杂微米级氧化铝、氧化硅和氧化铝-氧化硅共混填料的方式制备了环氧复合材料,对共混体系力学、热学和电气性能等进行测试分析。结果表明:随着氧化铝填料体积占比的提高,复合材料的综合力学性能提升,微米氧化铝/环氧复合材料综合力学性能最佳。掺杂两种填料有助于提升共混体系的导热和耐电弧性能,但会略微降低玻璃化转变温度和增大热膨胀系数,当氧化铝和氧化硅填料体积比为1∶1时,复合材料的耐电弧时间可达186.63 s,导热系数可达1.198 W/(m·K)。随着氧化硅填料体积占比提高,环氧复合材料的介电常数减小,电气强度升高,体积电阻率增大,介质损耗减小。微米氧化硅/环氧复合材料工频电气强度最高,可达36.63 kV/mm。

SLA打印制备融合TPMS氧化铝陶瓷支架结构优化设计研究

三周期最小表面(TPMS)结构具有优异的力学性能与生物医学性能,设计制造合适的TPMS骨支架结构能为骨修复、骨替代、骨愈合的临床治疗提供可能。本文基于人体骨组织结构参数分别设计了以P、G、D三种类型为主的TPMS支架及其不同融合系数K值影响下的融合TPMS支架,采用紫外立体光刻技术(SLA)打印制备了陶瓷生坯,通过脱脂与烧结后处理获得了成型氧化铝陶瓷支架,并对支架模型与成型陶瓷试样分别进行了有限元仿真与实验测试。结果表明:1)陶瓷支架具有相对光滑的表面与较高的成型精度,其整体形态与设计模型基本一致,侧面比顶面稍显粗糙。2)与单类型结构相比,融合TPMS结构支架表现出较好的抗压强度与应力分布。其中,当融合系数K=4时,P与G结构融合支架支架的力学性能最优,抗压强度为71.72 MPa,最大应力与平均应力分别为141.90和13.214 MPa;3)融合结构的渗透性均弱于单类型结构,且不同融合系数K值的结构支架渗透性也不同,结合数值模拟与实验数据,当融合系数K=1、2时,P与G结构、P与D结构融合支架渗透性表现较好。综上,当融合系数K=1时,P与G结构融合支架同时具备较优的力学性能和渗透性,适合作为人体骨支架结构类型。

载铁活性氧化铝催化臭氧氧化处理废水COD的工艺研究

为了提高臭氧催化氧化技术对工业废水中有机污染物的去除效率,采用浸渍法,将铁负载于活性氧化铝上。当硝酸铁浓度为0.8 mol/L、臭氧量为5 g/h时,载铁活性氧化铝催化臭氧氧化工业废水有机污染物的去除率最大,约为56%。相比单独使用吸附和臭氧催化氧化技术,它大大提高了废水有机污染物的去除效果。因此载铁活性氧化铝催化臭氧氧化可作为高浓度工业废水去除有机污染物的一种有效方法。

氧化铝填料对绝缘涂层导热性能的影响

以高模数硅酸钾溶液为基料,氧化铝为导热绝缘填料,加入硅丙乳液、消泡剂,制备有机无机复合硅酸盐导热绝缘涂层。通过测试硅酸盐涂层的导热系数、体积电阻率、孔隙率、孔径分布和元素分布变化,研究绝缘硅酸盐涂层导热性能。结果表明,适当提高氧化铝的质量分数,硅酸盐绝缘涂层的导热性能提升。氧化铝填料球形形貌和大粒径更有利硅酸盐绝缘涂层的导热性能提升。当填料为粒径2.9μm的球形氧化铝,且质量分数在37.5%时,涂层的导热系数最高达1.072 W/(m·K),体积电阻率大于10^(8)Ω·m,此时涂层的导热绝缘性能达到最佳。

草状氧化铝微结构渐变折射率的计算及实验研究

针对草状氧化铝的微纳结构对折射率的影响,采用台体计算法与柱体计算法计算氧化铝的体积,使用Clausius-Mossotti方程式与MATLAB软件拟合计算微纳结构的折射率变化,使用TFC软件进行拟合,最终计算出草状氧化铝的渐变折射率,研究其微结构的形貌特征及渐变折射率的分布,计算其可见光减反射性能。采用电子束沉积氧化铝薄膜,通过对沉积温度、水煮工艺等参数的优化,获得了不同结构的草状氧化铝纳米薄膜,制备了可见光波段420~680 nm的减反射薄膜。

电流密度对发动机轴瓦喷射电沉积镍-纳米氧化铝复合镀层的影响

[目的]研究电流密度对发动机轴瓦表面喷射电沉积Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层结构、耐磨性及耐蚀性的影响。[方法]通过表面形貌观察、X射线衍射分析、显微硬度检测、摩擦磨损试验及中性盐雾试验,对比了不同电流密度下所得Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层的性能。[结果]当电流密度为60 A/dm^(2)时,所得Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层展现出最均匀致密的表面,晶粒尺寸最细小,显微硬度最高(约735.0 HV),同时具有最佳的耐磨性和耐蚀性。[结论]喷射电沉积Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层能够显著提升发动机轴瓦的耐磨性和耐蚀性。

氧化铝陶瓷磨削用砂轮形貌建模与表面粗糙度仿真

根据金刚石砂轮磨料的粒度、浓度以及磨粒位置随机分布特征,研究了金刚石砂轮表面形貌建模方法,建立了浓度为100%,粒度分别为80/100、170/200、325/400的3种金刚石砂轮表面形貌模型。采用JH-2模型描述氧化铝陶瓷材料的本构行为,利用3种砂轮地貌模型进行了不同工艺参数下的氧化铝陶瓷磨削有限元仿真分析。通过有限元模型网格节点分析氧化铝陶瓷有限元网格模型加工后表面形貌,根据仿真中氧化铝陶瓷的去除形式以及磨削后的表面形貌特征,分析了金刚石砂轮形貌和磨削深度对氧化铝陶瓷材料磨削表面粗糙度的影响,验证了此种氧化铝陶瓷磨削有限元仿真分析方法的可行性。

纳米氧化铝颗粒强化泡沫压裂液稳定性研究

通过向表面活性剂SDS中添加纳米氧化铝颗粒(AlNPs)起泡形成泡沫,考察了纳米氧化铝对泡沫压裂液稳定性的影响,研究了纳米氧化铝泡沫携沙能力。结果表明:AlNPs明显增强了泡沫稳定性与强度,适宜质量分数为0.25%。添加AlNPs的泡沫在高温高压条件下比较稳定,其中在常温、不同压力范围内,与不含AlNPs的泡沫相比,其半衰期提高约1倍,同时AlNPs明显增强了泡沫压裂液的携沙能力。

国内高铝粉煤灰提取氧化铝主要技术进展及发展建议

粉煤灰已成为我国排放量最大的工业固废,目前堆存量估计在 30 亿吨以上,如果不及时处理或处理不当,将会对环境造成严重危害。由于其具有高含量的氧化铝,特别是高铝粉煤灰,含量超过38%,被认为是取代铝土矿,生产氧化铝的理想原料之一。近几十年来,高铝粉煤生产氧化铝是一项热门的研究课题,各企业及科研院校均投入了大量的人力和物力,并且取得了一定的成就,提出了不同的工艺路线,部分工艺已经进行了中试试验或者工业化生产。目前,初步形成了三种主要的工艺路线:预脱硅-碱石灰石烧结法、石灰石烧结法、一步酸溶法。文章主要综述了以上三种技术的原理、工艺流程及技术进展,分析其发展难点,同时提出评价和建议。

PTFE包覆连续氧化铝纤维缝纫线的磨损行为

结合上浆及二维编织技术制备部分包覆结构F-3、F-4、F-5连续氧化铝纤维缝纫线,使用自研实验装置研究包覆结构对缝纫线与针孔间磨损行为的影响。使用3D轮廓仪表征不同包覆结构缝纫线的轮廓外观和摩擦作用下的损伤形态演变;通过拉伸性能测试,表征缝纫线在不同摩擦次数下的强度保持率;通过磨断次数来评价缝纫线在不同实验参数下的磨损性能。结果表明:包覆工艺参数的变化影响缝纫线表面轮廓的起伏状态,导致磨损后断口产生的毛羽长度随着包覆纱根数的增多和编织节距的增加而增大;相比原纱和浆纱,缝纫线的耐磨性显著提高;随着摩擦次数的增加,缝纫线拉伸强度保持率均呈现快速下降后趋于平缓的趋势,当摩擦次数达到30次时,F-3、F-4、F-5缝纫线拉伸强度保持率分别为12.89%、28.82%、18.35%;随着摩擦距离、纱线张力的增加,摩擦角度的减小,缝纫线的磨断次数逐渐下降。

氧化铝耐火材料制备中热应力有限元分析

氧化铝耐火材料在制备过程中所产生的裂纹等轻微损伤,是潜在的安全风险。为提高材料的使用性能,研究了在烧成过程中模型尺寸、热处理温度、升温速率、降温速率以及气孔率等因素对氧化铝耐火材料裂纹产生的影响。结果表明:在模型尺寸增大时,对应的最大热应力值也随之增大,产生裂纹的风险也越大;最大热应力峰值出现在1200~1600℃温度区间内;只改变1000~1350℃温度区间内的升温速率时,升温速率越大对应的最大热应力值越大;窑炉从1600℃降到室温时,降温初期最大热应力值迅速增大,且降温速率越大对应的最大热应力值越大;对于气孔率分别为5%、7%和10%的氧化铝砖坯,在相同的烧成条件下,气孔率10%砖坯的最大热应力值于1200℃、1300℃、1400℃及1500℃均最小,因此气孔率为10%比5%和7%更有利于降低烧成过程中裂纹产生的风险。

氧化铝/聚四氟乙烯热化学反应特性及影响因素

为深入了解铝/聚四氟乙烯(Al/PTFE)材料的预点火反应,采用超声混合法制备了Al_(2)O_(3)/PTFE复合材料,对其微观形貌、晶相和特征官能团等进行了表征,分析了材料的热化学反应性能及影响因素。结果表明,Al_(2)O_(3)能延迟PTFE熔化的起始温度;Al_(2)O_(3)和PTFE的粒径越小,Al_(2)O_(3)/PTFE材料越容易发生反应,放热量越大;小粒径的Al_(2)O_(3)能延迟AlF_(3)生成反应的起始温度,提前AlF_(3)晶型转变的起始温度,从而提高反应的集中放热量,Al_(2)O_(3)(50nm)与PTFE(1μm)反应程度最高;α-Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应性能优于γ-Al_(2)O_(3)/PTFE和无定形Al_(2)O_(3)/PTFE;Al_(2)O_(3)/PTFE的热化学反应具有典型动力学特征,反应主放热峰的峰值温度随升温速率增大而升高;计算得到Al_(2)O_(3)/PTFE主反应的表观活化能为45.0kJ/mol。

纳米氧化铝提升海洋环境高速铁路桥梁混凝土结构服役寿命研究

氯离子传输并诱导内部钢筋锈蚀是海洋环境高速铁路桥梁混凝土结构耐久性失效的主要原因之一,增大混凝土氯离子传输阻力是提升混凝土结构服役寿命的根本途径。纳米技术与纳米材料的发展为混凝土材料高性能化提供了新的可能。本工作研究了纳米氧化铝(NA)对砂浆氯离子电迁移系数(D_(RCM))与自然扩散系数的影响,基于氯离子等温吸附曲线,建立了考虑氯离子结合参数的氯盐传输模型,分析了NA对氯盐侵蚀环境下混凝土结构服役寿命的影响。结果表明:适宜掺量的NA可降低砂浆氯离子传输性能;承台桩基础混凝土钢筋保护层厚度为60 mm时,在C45混凝土中掺入2%(质量分数)NA后,仅考虑氯离子侵蚀时混凝土预期服役寿命由68年提升至107年。NA为提升海洋环境下高速铁路混凝土结构服役寿命提供了新的技术途径。