Al组分含量对CuZnAl催化剂CO加氢制乙醇和高级醇性能影响

随着原油储量的减少和环境问题的加剧,迫切需要寻找生产燃料和化学品的新技术。Cu基催化剂是合成气直接制乙醇和高级醇(C_(2+)醇)的重要催化剂之一,但存在目标产物选择性低的问题。采用完全液相法制备了一系列不同Al组分含量(n(Al)/n(Zn)计)的CuZnAl催化剂(Cat-Alx),结合X射线衍射、N_(2)吸/脱附和H_(2)-程序升温还原等对催化剂的物相组成、织构性质和还原性能等进行了表征。在模拟浆态床反应器中研究了Cat-Alx对CO加氢制乙醇和C_(2+)醇反应的催化性能。结果表明,Cat-Al0.8表面具有最丰富的Cu^(+)物种以及较多的氧空位,表现出相对最优的催化性能。在280℃、4 MPa和V(H_(2))/V(CO)=2/1的条件下反应24 h,Cat-Al0.8的CO转化率为18.45%,总醇选择性为30.34%,乙醇在总醇中的占比为30.19%,C_(2+)醇在总醇中的占比为48.08%。

形状记忆合金CuZnAl的扩散焊接头组织性能

采用铜、镍为中间层,研究了形状记忆合金CuZnAl扩散焊的焊接性能。利用金相显微镜、扫描电镜、电子探针对接头进行了微观分析。结果表明:不加中间层或采用铜为中间层焊接效果不好;而采用镍为中间层时,试样经扩散焊后,焊缝区窄、变形小,锌、铝挥发较少,相变点比焊前略低,焊后接头拉伸强度比母材有所降低,断口呈脆性断裂,其形状记忆指数可达到母材的91%。

完全液相法制CuZnAl合成二甲醚浆状催化剂的催化性能

利用完全液相法制备了CuZnAl浆状催化剂,考察了反应温度、反应压力、搅拌速度、原料气组成等工艺条件,以及催化剂中各组分配比对浆态床合成气一步法合成二甲醚反应过程的影响。结果表明,利用完全液相法制备的催化剂在升温段和降温段活性保持稳定,随着反应时间的延长,催化剂活性呈现增长趋势,且其水煤气变换反应速率很快。Cu/Zn/Al摩尔比为1∶1∶2.09时催化剂的CO转化率与DME选择性最好。

沉淀剂对CuZnAl催化剂糠醛气相加氢制糠醇选择性的影响

采用共沉淀法制得分别以NaOH、Na_2CO_3和Na_2CO_3/NaOH为沉淀剂的CuZnAl-1、CuZnAl-2和CuZnAl-3催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)、热重和NH_3-程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对催化剂进行了表征,并在固定床反应器上研究了沉淀剂对CuZnAl催化剂糠醛气相加氢制糠醇选择性的影响。结果表明,糠醛加氢在三种催化剂上均有较高转化率,而CuZnAl-3催化剂对糠醇有较高选择性。沉淀剂对CuZnAl催化剂的物相结构、比表面积、酸性和氧化还原性均有较大影响。以Na_2CO_3/NaOH为沉淀剂得到的CuZnAl-3催化剂具有适宜的比表面积、CuO晶相、较弱的酸性位,且表面CuO易于还原,这些因素有利于催化反应生成糠醇。CuZnAl-3催化剂上糠醛气相加氢制糠醇优化工艺参数为:常压、反应温度180℃、氢醛物质的量比为5∶1、糠醛体积空速0.3h^(-1);糠醛转化率为99.4%,糠醇选择性为98.3%。

复合稀土对CuZnAl形状记忆合金力学性能的影响

采用定量金相、拉伸试验、电子探针和扫描电镜等方法,研究了复合稀土对CuZnAl合金晶粒尺寸、晶粒生长动力学、力学性能的影响。结果表明:复合稀土可明显细化合金晶粒,改善合金的力学性能,合金的拉伸断口形貌由未加复合稀土的沿晶断裂变为韧窝状塑性断口,同时保持合金的记忆性能。微观分析表明:复合稀土富集在CuZnAl合金的晶界上,阻碍晶粒长大。讨论了晶粒细化机制以及合金力学性能提高的原因。

CuZnAl形状记忆合金等通道转角挤压工艺的研究

研究了Cu-25.04Zn-3.83Al-0.2Zr形状记忆合金的ECAP过程以及不同温度挤压后组织和性能的变化。结果表明:在200℃挤压时加工硬化严重,无法进行多次挤压,250℃虽无明显的加工硬化,但挤压多次会出现裂纹,350℃挤压晶粒长大比较严重,较佳ECAP温度为300℃;合金在300℃经过一次挤压后,硬度从149 HB陡增到252 HB,随着挤压次数的增加,硬度略有增加并趋于稳定,达到275 HB左右;合金在300℃挤压后,晶粒虽无明显减小,但晶界更加清晰,晶粒更加规则,形成了具有大角度晶界的等轴晶,微观组织得到优化。

不同相变温度CuZnAl形状记忆合金的框架结构振动控制试验研究

采用电子式万能实验机测出相变点Ms为120℃、50℃和 10℃的三种CuZnAl形状记忆合金,经不同热处理工艺试验后的试验力 变形曲线。结果表明,常温下为马氏体状态的CuZnAl合金,相变点低的比相变点高的滞回曲线所包围的面积稍大,常温下为马氏体状态的CuZnAl合金,比超弹性状态的CuZnAl合金的滞回曲线所包围的面积大的多。滞回曲线所包围的面积越大减振效果越好。油淬、水淬和分级淬的CuZnAl合金具有较稳定的形状记忆效应,具有较好的超塑性和伪弹性。热处理工艺从油淬、水淬、分级淬的顺序,时效时间无论是1h还是5h,无论是小应变还是大应变,也无论是激振频率高低,η值逐渐减小。用动态数据采集分析仪对安装在两层框架结构模型上的CuZnAl形状记忆合金耗能器进行了振动控制试验和分析。结果表明,使用CuZnAl形状记忆合金耗能器后,框架结构的振动衰减比未安装CuZnAl形状记忆合金耗能器时快得多,衰减时间仅为未安装CuZnAl形状记忆合金耗能器的十分之一。常温下,马氏体状态的耗能器需要快速加热和冷却,而超弹性状态的耗能器则不用,这是常温下超弹性状态的CuZnAl耗能器的一大优点。

CuZnAl合金的马氏体及其相变的阻尼性能

本文研究了CuZnAl合金在马氏体及马氏体相变时的阻尼性能。结果表明,在马氏体状态的内耗是一种M/M界面内耗,利用位错内耗理论的表达式可解释其变化规律。在马氏体相变区的内耗,包括M/M界面内耗及相变内耗两级分,其中相变内耗又由马氏体逆转变产生的内耗及应力诱发马氏体内耗两部分组成,并且前者占主导地位、合金阻尼性能的衰减与激振过程中引入的位错有关,并在一定振动次数后趋向一稳定值。

基于CuZnAl形状记忆合金的框架结构抗震减振控制

利用形状记忆合金的本构关系,分析了在自由应力状态下的残余应变与温度的关系。使用动态数据采集分析仪,测试了安装CuZnAl形状记忆合金耗能器的框架结构的减振性能;应用电子万能拉伸试验机测试了CuZnAl形状记忆合金的应力—应变滞回曲线,借助透射电子显微镜,分析了CuZnAl形状记忆合金在热机械循环过程中显微组织的变化;比较了不同热处理工艺对CuZnAl形状记忆合金热机械循环后的滞回曲线面积及减振性能的影响。结果表明:CuZnAl形状记忆合金用于框架结构具有较好的减振效果,可明显降低框架结构的振动频率,其中马氏体CuZnAl形状记忆合金耗能器具有较大的耗能能力,经室温水淬时效7h处理后减振效果最好。

CuZnAl形状记忆合金磨损性能试验研究

对CuZnAl形状记忆合金采用不同热处理工艺处理后,在不同载荷、不同磨损时间、不同摩擦副条件下进行了干磨损和油润滑动磨损试验。同时与锡青铜和铝铁青铜进行了对比试验,并用电子扫描显微镜对磨损表面和磨屑进行了观察。结果表明:CuZnAl形状记忆合金在干磨损条件下,两级时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,而在油润滑动磨损条件下,分级淬火处理的合金耐磨性能优于两级时效处理的合金。CuZnAl形状记忆合金的耐磨性能优于锡青铜和铝铁青铜。用CuZnAl形状记忆合金组成的摩擦副,其耐磨性优于用45#钢与形状记忆合金组成的摩擦副。

不同载荷下CuZnAl合金干滑动磨损性能研究

对CuZnAl(RE)形状记忆合金采用不同热处理工艺后,进行了干滑动磨损试验。在不同相变温度、不同载荷、不同磨损时间的条件下,做了CuZnAl(RE)形状记忆合金的干磨损试验,并与ZQSn5-5-5和ZQAl9-4做了对比,用电子扫描显微镜和X衍射仪对磨损表面和磨屑相组成进行了观察和检测。试验结果表明,晶粒细化与锻打能提高合金的耐磨性,合金的M相比β相耐磨,两级时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金。CuZnAL(RE)形状记忆合金的耐磨性优于ZQSn5-5-5和ZQAl9-4。CuZnAl(RE)形状记忆合金磨损机制主要为粘着磨损、剥离磨损和磨粒磨损。

CuZnAl形状记忆合金热机械循环滞回曲线与振动衰减特性研究

运用电子万能拉伸试验机、动态数据采集分析仪,测试了CuZnAl形状记忆合金的力 变形滞回曲线和安装有CuZnAl形状记忆合金耗能器框架结构的减振性能。借助透射电镜、X射线衍射仪,分析了CuZnAl形状记忆合金热机械循环过程中显微组织的变化。比较了不同热处理方式、不同相变点的CuZnAl形状记忆合金热机械循环后的滞回曲线面积及减振性能。试验结果表明:CuZnAl形状记忆合金用于框架结构的被动振动控制具有较好的减振性能,同时明显降低框架结构的振动频率。马氏体CuZnAl形状记忆合金耗能器具有较大的耗能能力,热机械循环数十次以后滞回面积亦大幅度减小,但相变点高的CuZnAl形状记忆合金的滞回面积减小幅度较小。

CuZnAl(RE)形状记忆合金马氏体稳定化的研究及解决措施

采用定量金相、电子探针、扫描电镜、电阻法、X射线衍射和透射电镜等方法,研究了加入复合稀土对CuZnAl形状记忆合金中马氏体稳定化的影响。实验结果表明,加入复合稀土以及采取合理的热处理工艺,可有效的防止马氏体稳定化。当合金发生马氏体稳定化后,经过重新处理及热循环训练,合金仍能恢复较好的形状记忆性能。讨论了复合稀土对合金的晶粒细化机制,并对防止发生马氏体稳定化的原因进行了论述。

CuZnAl记忆合金成分对记忆性能的影响

通过大量合金的熔炼试验,探索出控制合金成分的理想工艺,建立马氏体转变温度M_α与Zn、Al含量的数学关系力M_S(℃)=2142.56-58.53 Zn-158.10 Al,Wt%。由此提出记忆锌当量的概念及CuZnAl系记忆合金成分设计的原则,并进一步研究了记忆锌当量对合金形状恢复率、执滞及马氏体可逆转变量等记忆性能的影响。

CuZnAl记忆元件的“台阶”效应

研究了CuZnAl形状记忆合金在压应力作用下进行不完全相变热循环或在两相区时效时相变曲线出现的“台阶”现象。结果表明 :外加载荷或延长两相区时效时间 ,均能促进“台阶”效应的发展。记忆元件一旦出现“台阶”效应 ,可在高于Af 以上的适当温度保温一定时间来消除。“台阶”效应可用马氏体时效使马氏体稳定化 ,引起逆转变温度升高 ,及母相时效使母相有序度略有提高 。

CuZnAl(RE)形状记忆合金干滑动磨损性能研究

采用不同热处理工艺、不同载荷、不同磨损时间,对2种成分(不同相变点)的CuZnAl(RE)形状记忆合金进行了干滑动磨损试验,与锡青铜和铝铁青铜做了对比试验,用电子扫描显微镜和x射线衍射仪对磨损表面及合金相组成进行了观察和检测。试验结果表明,晶粒细化与锻打能提高合金的耐磨性,合金的M相比β相耐磨,两级时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,CuZnAl(RE)形状记忆合金的耐磨性优于锡青铜和铝铁青铜;CuZnAl(RE)形状记忆合金耐磨的原因主要在于,形状记忆效应和超弹性、应力诱发马氏体相变、晶粒细化等。

工艺因素对CuZnAl(RE)形状记忆合金干滑动磨损性能影响

采用不同热处理工艺、不同载荷、不同磨损时间对两种成分(不同相变点)的CuZnAl(RE)形状记忆合金进行了干滑动磨损试验。用TEM和XRD对磨损表面和合金相组成进行了观察与检测。试验结果表明:时效处理的合金耐磨性能优于分级淬火处理的合金,合金相变温度对磨损性能的影响受摩擦副温度与载荷的制约,随载荷增加合金塑性变形增大,使合金表面层破坏而失重,外应力越大,合金塑性变形越大,磨损失重也越大。形状记忆效应和超弹性以及合金的晶粒细化能够明显提高CuZnAl(RE)形状记忆合金的耐磨性。

完全液相法Mo改性CuZnAl的结构与性能研究

考察了过渡金属钼作为助催化剂添加到完全液相法制备的CuZnAl浆态催化剂中,对催化剂结构和CO加氢液相反应的产品分布的影响。Mo改性CuZnAl催化剂在250℃,5.0 MPa,空速为360 mL/(g·h)和V(H2)/V(CO)=1条件下进行活性评价,在500 mL浆态床中CO加氢反应120 h;并运用XRD,H2-TPR,NH3-TPD和BET对催化剂进行表征。结果表明:完全液相法制备的Mo-CuZnAl催化剂对液相CO加氢反应有良好稳定性;Mo助剂能促进铜氧化物在较低温度还原,增强催化剂表面酸性,在温和条件下提高烃,特别是甲烷的选择性。

预变形量和热与应变循环对CuZnAl合金形状记忆性能的影响

为了提高CuZnAl合金应用过程中的稳定性和使用寿命,研究Cu-26.87%(wt)Zn-3.85%(wt)Al合金在模拟使用条件下,预变形量和反复的变形加热过程(热与应变循环)对其形状记忆性能的影响。实验结果表明,合金的形状回复率η随着预变形量ε的增加几乎线性下降,ε高达17.7%时,η仅为35%。因此实际应用时,应尽量降低预变形量ε,以便获得较好的形状回复。热与应变循环过程中,刚开始合金的形状回复率η下降较快,随后逐渐趋于稳定,因此将合金预先进行热与应变循环10次左右,可提高其实际应用时的稳定性。

CuZnAl形状记忆合金与不锈钢连接接头性能研究

采用金相观察、拉伸、扫描电镜等研究了CuZnAl形状记忆合金与不锈钢交流点焊焊接接头的力学性能、形状恢复率等,给出了获得较高接头性能的焊接参数。结果表明,在适当焊接条件下,CuZnAl形状记忆合金与不锈钢交流点焊焊接接头的拉伸性能下降幅度不大;焊点处形状记忆效应消失,在焊点熔核外热影响区以外形状记忆效应跟母材相同。