300K下不同比例CF_3I-N_2和CF_3I-CO_2混合气体绝缘特性的计算分析

为研究不同比例CF3I-N2和CF3I-CO2混合气体的绝缘特性,进而分析其代替SF6作为绝缘介质应用于高压电力设备的可行性,首先,通过计算所得的纯CF3I气体折合电离反应系数α/N、折合吸附反应系数η/N和折合有效电离反应系数(α-η)/N(其中,α为电离反应系数,η为吸附反应系数,N为粒子数密度)与其他文献实验结果的对比,验证了该计算方法与参数的有效性;其次计算出了CF3I-N2和CF3I-CO2不同比例下混合气体的α/N、η/N和(α-η)/N;最后取(α-η)/N=0得到了不同比例两种混合气体的折合临界击穿电场强度(E/N)cr。结果表明,纯CF3I气体的(E/N)cr为439×10-17 V.cm2,远高于纯SF6气体的366×10-17 V.cm2;当CF3I的摩尔分数x(CF3I)>65%时,CF3I-N2的(E/N)cr高于SF6-N2;当x(CF3I)>70%时,CF3I-N2混合气体的(E/N)cr已经超过纯SF6气体的(E/N)cr;当x(CF3I)>40%时,CF3I-CO2也高于SF6-CO2。

CF_3I-CO_2混合气体在针板电极下局部放电绝缘特性实验研究

由于SF6气体严重的温室效应影响,减少或杜绝SF6气体的使用已经达成共识,有关SF6替代气体的研究围绕一种电负性气体和缓冲气体的混合气体展开。本文在针板电极下通过工频实验同时测量了CF3I-CO2的局部放电起始电压和击穿电压,讨论了混合比、压强对混合气体局部放电性能的影响,并与SF6-CO2混合气体的局部放电起始电压进行比较。实验结果表明:一个大气压下,纯CF3I的击穿电压是SF6的1.2倍;CF3I-CO2的局部放电起始电压是SF6-CO2的0.9～1.1倍,同时,CF3I气体与CO2气体具有很好的协同效应,协同效应值为0.53;CF3I-CO2(30%-70%)混合气体的局部放电能力是纯SF6的0.74倍。因此,从局部放电性能的角度来看,CF3I-CO2(30%-70%)混合气体有可能替代SF6气体用在气体绝缘设备中。

CF_3I/N_2混合气体局部放电特性实验研究

CF3I气体是SF6气体的一种可能替代,然而其较高的液化温度使其难以用在气体绝缘设备中。为此,将CF3I气体和氮气混合,通过实验研究了压强、电负性气体(CF3I或SF6气体)与混合气体的气压比值(混合比)、电极距离3个因素对CF3I/N2混合气体局部放电起始电压的影响,并与相同情况下SF6/N2混合气体的局部放电起始电压进行了对比。实验结果表明:随着混合比和电极距离的增大,CF3I/N2混合气体与SF6/N2混合气体局放起始电压的比值呈现增长趋势;气压的变化对2种混合气体局放起始电压的影响大致相同;N2能较大程度地改善纯CF3I气体对不均匀电场的敏感程度,且N2体积分数为20%的CF3I/N2混合气体液化温度为-22.35～-18.35°C,其局放起始电压为纯SF6气体的0.7倍左右。因此从局放特性角度看,混合比为20%的CF3I/N2混合气体有可能代替SF6气体被用于气体绝缘设备。

CF_3I/N_2混合气体中绝缘子沿面闪络特性的研究

文中以SF6／N2混合气体作为比较，研究了CF3I／N2混合气体中绝缘子在工频电压和正、负极性雷电冲击电压下的沿面闪络特性。结果表明：在0．1-0．3MPa下，CF3I／N2混合气体中绝缘子的工频闪络电压和雷电冲击闪络电压均随气压升高而增大；在较低气压下，CF3／N2混合气体中绝缘子的负雷电冲击闪络电压比正极性下要低，而当气压高于某临界值时，负极性下闪络电压又会高于正极性：绝缘子在含30％CF3I气体的CF3I／N2混合气体中的绝缘性能基本介于含20％／30％SF6气体的SF6/N2混合气体中的绝缘性能之间，可以为CF3I混合气体替代SF6混合气体应用于高压气体绝缘电气设备中提供参考。

Cf／TiC-TiB_2陶瓷基复合材料的SHS工艺优化

采用自蔓延高温合成技术(SHS)制备C f/TiC-TiB2陶瓷基复合材料。通过实验获得制备3wt%Ti-B4C-Cf体系的优化工艺为最佳预制块相对密度为60%左右,预压力为4 MPa,最佳延迟6 s,高压压力300 MPa,高温保压时间15s。

外加气体对等离子体降解CF_2ClBr的影响

用等离子体处理难降解大气污染物是近年国内外研究较活跃的领域，选用化学方法难降解的ＣＦ２ＣＩＢｒ为对象，研究了Ｈｅ、Ｎ２、Ｏ２及空气对等离子体降解ＣＦ２ＣｌＢｒ的影响，实现了ＣＦ２ＣｌＢｒ的常压解离．外加气体为Ｈｅ、Ｎ２时ＣＦ２ＣｌＢｒ的降解情况与纯ＣＦ２ＣｌＢｒ的降解基本相同，外加气体为Ｏ２、空气时主要降解产物为ＣＦ２Ｏ，Ｂｒ２，Ｃｌ２外加气体对降解的影响大小为Ｈｅ＜Ｎ２＜Ｏ２，空气．

CF2燃料组件主要堆内辐照性能

结合辐照考验方案,评价了CF2先导燃料组件的机械性能及燃料棒的热力性能,结果表明各项性能均满足准则要求。结合辐照后池边检查结果,对CF2燃料组件的主要堆内辐照性能进行了研究,包括燃料组件及燃料棒生长和弯曲、定位格架生长等各项燃耗相关性能。结果表明,在燃耗达到44500 MWd/tU的情况下CF2燃料组件主要辐照性能均达到了预期水平,满足反应堆的使用要求。CF2燃料组件后续可批量应用于华龙一号。

DBD降解CF_2ClBr过程中自由基与电子能量

利用介质阻挡放电方法对环境污染物ＣＦ２ＣｌＢｒ进行了等离子体降解的研究．在前人对该体系的降解产物分析及活性粒子推测的基础上，采用动态反应装置得到了等离子体的发射光谱，进一步确证了等离子体系中出现的ＣＦ２、ＣＦＣｌ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ等主要自由基，并从中推出了等离子态气体可能发生的自由基反应．同时通过发射光谱的分析，近似得到该体系的平均电子能量约为２．

CH_2CF自由基与HNCS反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,用不同基组研究了CH2CF自由基与HNCS的微观反应机理,优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物;振动分析结果和IRC分析结果证实了中间体和过渡态的真实性,用AIM计算所得的部分成键临界点电荷密度的变化也确认了反应过程向生成物方向进行.对于CH2CF自由基与HNCS反应,我们找到了五条反应通道.结果分析表明,反应通道CH2CF+HNCS→IMA1→TSA1→CH2CHF+NCS控制步骤活化能最低,是该反应的主要通道,有稳定的氢键复合物IMA1生成,表现为H原子迁移反应特征.

直流电压下CF_3I/N_2混合气体的放电副产物

CF_3I/N_2混合气体被认为有希望取代SF6气体而应用于气体绝缘设备。为了研究CF_3I/N_2混合气体在放电后的副产物,该文基于密度泛函理论(density functional theory,DFT),运用BFGS算法建立并优化了CF_3I分子及其潜在副产物分子的结构模型,并在此模型的基础上通过GGA-PBE算法计算了副产物分子的基态总能量,得到了各分子生成反应的自由能。结果表明副产物的可能组分为C2F6、C_2F_5I和I_2。而采用色质联用法和离子色谱法分别对CF_3I/N_2混合气体直流放电实验后的气体和固体成分进行分析,结果表明气体放电后副产物的主要成分为C_2F_5I,固体副产物为I_2。同时还发现,当气体放电后,将产生少量固态I单质,这导致CF_3I气体含量减少。但经过一个较长时间,CF_3I/N_2气体绝缘性能可恢复到放电前的水平,说明在CF_3I/N_2中决定其绝缘性能的主要因素是自由基对电子的吸附性,而不是I的电负性。研究结果表明,直流电压作用下,CF_3I/N_2绝缘气体放电后可检测到的分解产物是C_2F_5I和I_2。

冲击电压下CF_3I/N_2混合气体放电极性效应研究

SF_6气体具有极强的温室效应,寻找新型SF_6替代气体成为国内外学者需要解决的迫切问题。该文研究了CF_3I/N_2混合气体针–板间隙和球–板间隙在正负雷电冲击电压作用下的绝缘特性,对CF_3I及其混合气体在电力设备中的应用具有重要意义。实验结果表明:极不均匀电场与稍不均匀电场下,CF_3I/N_2混合气体的间隙放电均存在显著的极性效应。在电极间隙为5mm时随着气压的升高还出现了极性反转现象。针–板电极下原本较高的负极性50%击穿电压在气压较低时出现了低于正极性击穿电压的情况,球–板电极下原本较高的正极性50%击穿电压也出现了低于负极性击穿电压的情况。分析表明,CF_3I/N_2混合气体出现极性效应以及在短间隙下的极性反转是由于电极间隙间空间电荷的迁移和扩散与气压的共同作用造成的。因此,使用CF_3I/N_2混合气体作为绝缘介质的电力设备应着重考虑不同气压及均匀度下的极性效应及反转问题。

CF_3I/N_2混合气体在不同电场下的工频击穿特性试验研究

CF_3I及其混合气体作为SF_6应用于电气设备的潜在替代物被广泛关注,该文从不同电场下工频击穿性能的角度探讨CF_3I/N_2替代SF_6气体的可行性。通过工频击穿试验探究气压、混合比、电场利用系数3种因素对CF_3I/N_2工频击穿电压的影响,并与相同条件下的SF_6及SF_6/N_2进行对比分析,使用协同效应指数C值判定混合气体协同效应类型并定量分析协同效应强弱。结果表明,CF_3I/N_2在不同电场、不同混合比下的工频击穿电压随气压均呈线性增长,随着电场利用系数的增加,其工频击穿电压随气压增长的线性增长率逐渐提高;纯CF_3I对电场的敏感度尤其高。N_2的加入,改善了CF_3I对电场的敏感度;极不均匀电场下,CF_3I/N_2混合气体在0.15MPa及以上气压呈正协同效应,协同效应明显程度整体优于SF_6/N_2混合气体。稍不均匀电场和准均匀电场下,CF_3I/N_2呈现协同效应,气压越高,协同效应越明显;混合比为30%,气压为0.3MPa的CF_3I/N_2可以替代纯SF_6应用于气体绝缘输电线路和气体绝缘开关柜等电气设备中。

CH_3CF_2O_2与HO_2自由基反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G、6-311+G(d)、6-311++G(d,p)基组水平上研究了CH3CF2O2与HO2自由基反应机理.结果表明,CH3CF2O2与HO2自由基反应存在两条可行的通道.通道CH3CF2O2+HO2邛IM1邛TS1邛CH3CF2OOH+O2的活化能为77.21kJ·mol-1,活化能较低,为主要反应通道,其产物是O2和CH3CF2OOH.这与实验结果是一致的;而通道CH3CF2O2+HO2邛IM2邛TS2邛IM3邛TS3邛IM4+IM5邛IM4+TS4邛IM4+OH+O2邛TS5+OH+O2邛CH3+CF2O+OH+O2邛CH3OH+CF2O+O2的控制步骤活化能为93.42kJ·mol-1,其产物是CH3OH、CF2O和O2.结果表明这条通道也能发生,这与前人的实验结果一致.

冲击电压下CF_3I/CO_2混合气体间隙的绝缘特性与极性效应

广泛应用于电力系统的SF_6气体是一种强温室效应气体,寻找新型环保型替代气体成为电力行业亟待解决的问题。为此文中对体积比为3:7的CF_3I/CO_2混合气体进行了实验研究,测量了雷电冲击电压下CF_3I混合气体的50%击穿电压,并和纯SF_6气体的绝缘性能进行了比较。结果表明:CF_3I/CO_2具有较好的绝缘能力,在稍不均匀电场下可以达到SF_6气体绝缘强度的0.84倍,在极不均匀场下也可以达到SF_6气体的0.65倍。还对CF_3I/CO_2混合气体的极性效应进行了分析,结果显示极不均匀场下的CF_3I混合气体极性效应更加明显,并且还出现了极性反转现象。

不均匀电场下CF_3I/N_2混合气体工频击穿特性试验

从工频击穿性能的角度探讨CF3I／N2混合气体替代SF6气体用于气体绝缘设备的可能性。通过工频击穿试验探究气压、混合比和电极间距三种因素对CF3I／N2混合气体工频击穿电压的影响，并与相同条件下的SF6／N2混合气体进行对比分析，提出使用协同效应指数C值判定混合气体协同效应类型及协同效应强弱的定量分析方法。结果表明，随着混合比、气压的升高，CF3I／N2混合气体工频击穿性能逐渐接近SF6气体，较高气压下的CF3I／N2混合气体更具有应用潜力。CF31／N2混合气体工频击穿电压呈正协同效应，而且CF3I气体具有优良的自恢复绝缘性能。综合考虑工频击穿性能、液化温度和环境影响三种因素，在特定的场合下，CF3I含量为20％-50％的CF3I／N2混合气体有可能替代SF6气体用于气体绝缘设备。

CF_3I-N_2混合气体在稍不均匀和极不均匀电场中的工频击穿特性

三氟碘甲烷(CF3I)是近年来被认为最有可能替代六氟化硫(SF_6)的环保型绝缘气体之一。通过建立CF3I混合气体绝缘性能试验平台,对CF3I-N_2二元混合气体在不同体积分数(20%和30%)、气压(0.1~0.3 MPa)、放电间隙(5~30 mm)以及电场不均匀系数(针–板模型和球–板模型)下的工频击穿特性进行了研究,揭示了CF3I-N_2混合气体工频击穿电压受CF3I体积分数、间隙距离、气压以及电场不均匀度等因素的影响规律。结果表明,在稍不均匀电场中,CF3I-N_2混合气体的工频击穿电压随放电间距的增大而增大,同时随气压的升高线性增加。在极不均匀电场中,CF3I-N_2混合气体的工频击穿电压近似于随间隙的增大线性增加,但击穿电压随气压的变化出现了不同程度的饱和现象。与SF_6气体相比,CF3I体积分数为20%和30%的CF3I-N_2混合气体能够分别达到纯SF_6气体50%和55%以上的工频耐压水平。

异硫氰酸与CF_2自由基反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了CF_2自由基与HNCS的反应机理,并在B3LYP/6-311++G**水平上对反应物、中间体、过渡态进行了全几何参数优化,通过频率分析和IRC确定中间体和过渡态的真实性.为了得到更精确的能量值,又用CCSD(T)/6-311++G**方法计算了在B3LYP/6-311++G**水平优化后的各个驻点的相对能量.根据统计热力学及用Winger校正的Eyring过渡态理论,利用自编程序,计算不同温度下低势垒反应的平衡常数和速率常数.计算结果表明,单重态的CF_2自由基与HNCS的反应有6条可能的反应通道,三重态的CF_2自由基与HNCS的反应有1条反应通道.其中单重态反应通道CF_2+HNCS→IM1→TS1→IM2 HCF_2NCS(P1)为主反应通道.

PMMA人工晶状体表面的CF4/O2等离子体修饰

为了改善聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)人工晶状体的生物相容性和透光性,采用CF4/O2等离子体技术修饰其表面.通过衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、静态接触角(CA)测定、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见近红外光谱(UV-Vis)等方法进行表征,结果表明,经CF4/O2等离子体处理后,PMMA表面的含氟和含氧基团增加,其表面的亲水性增强,生物相容性改善,紫外光的隔离效率增大.因此,通过CF4/O2等离子体修饰能够有效地改善PMMA人工晶状体的性质.

TEQC与CF2PS在GPS数据预处理中的应用

提出一种采用TEQC+CF2PS的预处理模式。首先利用TEQC软件进行GPS观测数据的质量检核,然后利用CF2PS将检核结果进行成图,并根据检核结果进行编辑,剔除观测误差比较大的观测数据,进而提高GPS观测数据的质量,并提高后续的数据解算质量。

H_2CCF自由基与HNCO反应机理的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311++G(d,p)基组水平上研究了H_2CCF自由基与HNCO的微观反应机理,优化了反应过程中的反应物、中间体、过渡态和产物,为了获得更精确的能量信息,还在QCISD(T)/6-311++G(d,p)基组水平上计算了各物质的能量.振动分析结果和IRC分析结果证实了中间体和过渡态的真实性,计算所得的成键临界点电荷密度的变化也确认了反应过程.对于H_2CCF自由基与HNCO反应,我们找到了六条可行的反应通道,结果分析表明通道H_2CCF+HNCO→IM3→TS5→H_2CCFH+NCO控制步骤活化能最低,是该反应的主要通道,在此反应过程中有稳定的氢键复合物IM3生成,还表现出氢原子迁移的反应特征.