电爆炸丝和脉冲变压器驱动低阻抗负载研究

对脉冲放电电路中金属丝发生电爆炸后产生的高压脉冲驱动脉冲变压器在低阻抗负载(19Ω)上产生的电脉冲进行了研究,利用Ansoft Simplorer7软件建立了模块化集中参数电路模型,得到了与实验吻合的计算结果。初步研究表明,电爆炸丝驱动脉冲变压器在低阻抗负载上不能产生超高压脉冲,但可显著展宽负载得到的电压脉宽,在需要长脉宽应用场合有潜在的应用前景。

纳米Al-CuO/氧化石墨烯含能点火桥膜的制备与电爆性能研究

首先通过静电自组装将Al和CuO纳米粒子均匀负载在GO片层上,得到纳米Al-CuO/GO复合含能材料最佳制备工艺;再利用电泳沉积法在硅基底的Cu桥膜上制备Al-CuO/GO含能点火桥膜;最后,以电容放电的激发方式,开展了纳米Al-CuO/GO含能点火桥膜的电爆性能研究。结果表明:在相同能量激发下,纳米Al-CuO/GO含能桥膜的电爆时间更短、能量利用率更高、释放能量更高。

不同负载尺寸下水中铜丝电爆炸特性的实验研究

水中金属丝电爆炸是获得水下强冲击波的有效方式,在液电成型、非常规天然气开采等领域有重要应用前景。为此基于水中金属丝电爆炸实验平台,在固定初始储能下研究了较大范围内负载直径和长度对水中铜丝电爆炸电学特性和冲击波特性的影响,并研究了不同回路电感和初始储能下匹配模式的负载尺寸,基于实验数据对匹配模式经验公式进行了分析和修正。实验结果表明金属丝直径和长度的改变会显著影响金属丝汽化后的电阻,使电爆炸过程出现不同的放电模式,其中匹配模式能量沉积效率和产生的冲击波近场峰值近乎最高,且一定电路参数对应的负载尺寸唯一;水下丝爆冲击波波前在传播过程中由柱面(近场)向球面(远场)过渡,其峰值压力可近似认为按径向距离的常数幂衰减,不同长度金属丝产生的冲击波随传播距离的衰减快慢不同,基于实验数据给出了衰减指数的经验公式。

基于改进金属电爆丝法制备氟包覆高活性铝

为了改善纳米铝粉表面氧化失活的特性,制备高反应活性铝粉,采用改进金属电爆丝工艺,用小分子溶剂代替惰性气氛作为保护介质,调节电压获得胶状铝悬浊液,往悬浊液中滴加氟橡胶F2603的乙酸乙酯溶液,氟橡胶在乙酸乙酯/无水乙醇混合溶液中快速饱和析出,由此实现氟橡胶对铝粒子的原位包覆;采用透射电子显微镜(TEM)观察了制备的胶状铝悬浊液的形貌,采用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对微纳米铝粉进行结构分析,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和纳米红外光谱仪(nano-FTIR)观察了包覆产物的形貌和粒径,采用X射线光电子能谱(XPS)对包覆产物进行表界面分析,采用热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)对制备的微纳米铝粉和包覆产物进行热分析。结果表明,电爆制备的铝粒子表面有一壳层,其成分为Al_(2)O_(3)、Al_(4)C_(3)、无定形碳和石墨;氟橡胶通过物理吸附作用对铝粒子进行了良好包覆,得到核壳结构复合材料,其粒径为微米级范围,包覆产物比电爆铝粒子反应温度提前45.73℃,活化能降低108.33kJ/mol,有效改善了微纳米铝粒子活性。

电爆炸法制备纳米颗粒收集方法

金属丝电爆炸法制备纳米材料因其负载可大程度的过热和爆炸产物非平衡扩散过程得到了研究人员的广泛关注,认为是制备新型功能材料的有效方法。研究了不同收集方法对电爆炸法制备钛纳米颗粒的影响,并结合电学、光学、自辐射图像和形貌分析等诊断手段分析了不同方法下产物特性的成因。结果表明,钛丝电爆炸呈现周期型放电模式,产物通道在放电结束前(约40μs)可膨胀至约1.7 cm处,此后有尖状突刺发展(波阵面后湍流区),其速度约为55 m/s。为研究爆炸产物不同状态下纳米颗粒形成特性,使用了3种不同的产物收集方法,分别为:①在金属丝径向1.5 cm处放置硅片收集;②在腔体出口处预置滤网收集;③在金属丝一侧电极上通过定向喷涂收集。产物形貌表征结果表明,使用不同收集方法时产物特征存在明显差别,前2种方法爆炸产物先与介质混合再沉积于硅片,得到的产物分别为分散、链状的球状纳米颗粒和密集、堆叠的纳米颗粒团簇;后一种方法电爆炸产物具有较高的密度和定向速度(对硅片),硅片以金属丝为轴心远近呈现出粉末状和烧结块状两种不同形式。

三相三线电能计量中的回溯追补法

针对三相三线电能计量中的电量追补问题,基于三相三线电量计量的原理提出了电量的回溯追补法。阐述了回溯追补法的原理和计算方法,并与比例追补法进行比较。试验验证表明,回溯追补法能够有效解决三相三线电量计量中,在负荷基本平衡的情况下单相异常的电量追补问题。该项研究对于解决由电能追补引起的纠纷具有重要的参考意义。

青岛港前湾港区一期工程变配电设计综述

介绍青岛港前湾港区一期工程变配电系统、设备选型、微机监控系统以及对有关问题的探讨。

直流激励下桥丝型电火工品电弧发火预测模型

为了研究桥丝型电火工品在直流激励下的电弧发火特性,预测其电弧发火安全阈值,采用模拟电荷法计算了脚‐壳二维切面电场强度,利用电击穿理论计算了脚‐壳电击穿系数,提出了桥丝型电火工品电弧发火的量化判据并建立模型。结果表明,环境温度在25°左右,气压为大气压强时,桥丝型电火工品脚‐壳之间距离对其电弧发火阈值影响较大,脚‐壳距离越短,电弧发火阈值越低。桥丝型电火工品脚‐壳间电击穿电压预测模型计算结果与实测值相对误差不超过3.3%,且利用COMSOL仿真计算所得电击穿系数与预测模型计算结果相对误差约1%。

电爆喷射沉积法制备Al涂层

提出了带载丝约束电爆法制备Al涂层的新方法。该方法是以聚乙烯带为载体,将Al丝加载在聚乙烯带上自动连续送进爆炸腔发生爆炸制备涂层,继而研究不同工艺参数下的Al涂层。结果表明,储能电容器上的初始充电电压为9.375 kV、沉积距离26 mm时,涂层表面致密、均匀,沉积效率较高(约为51%);涂层表面粗糙度R_(a)由2.51μm减少到了1.29μm;涂层硬度最高为116.8 HV、厚度约为200μm,涂层与基体为典型的冶金结合;根据GB/T 5270—2005《金属基体上的金属覆盖层电沉积和化学沉积层附着强度试验方法》进行弯曲试验,结果表明,涂层与基体没有发生撕裂、脱落、起皮现象,涂层与基体结合强度较好。因此利用带载丝约束电爆法可以成功实现Al涂层的制备。

丝电爆法制备球形W-25%Re合金粉末的组织和性能研究

丝电爆法常用于金属纳米粉的制备,以直径为0.3 mm的W-25%Re(质量分数)合金丝为原料,采用丝电爆法制备微米级球形W-25%Re合金粉末,对获得的粉末进行组织和性能表征。结果表明:丝电爆法制备的粒径5~35,35~60,60~165和>165μm球形W-25%Re合金粉末球形度高,球化率几乎可达100%。粒径为5~35,35~60和60~165μm球形W-25%Re合金粉末的流动性良好,松装密度和振实密度较高。粒径<5μm球形W-25%Re合金粉末的物相为四方晶系W0.4Re0.6相、立方晶系W_(0.8)Re_(0.2)和W_(3)Re相,粒径为5~35,35~60,60~165和>165μm球形W-25%Re合金粉末物相均为立方晶系W_(13)Re_(7)相。W-25%Re合金粉末粒径从8.945μm增大到217.98μm,粉末颗粒表面组织从无明显晶态、胞状晶逐渐转变为树枝晶,粉末粒径d与二次枝晶间距λ的关系为:λ=0.727+5.59×10^(-3)d。球形W-25%Re合金粉末颗粒内部较为密实,无明显孔洞缺陷。丝电爆法制备的微米级球形W-25%Re合金粉末综合性能良好,其中粒径5~35μm球形W-25%Re合金粉末球形度好、粒度分布集中、氧含量低、流动性好、松装密度和振实密度高,可以很好地满足选区激光熔化(SLM)技术对粉末性能的要求。