低反射电磁屏蔽纸基材料的制备及性能研究

本研究以碳纤维和阔叶木浆纤维为原料,通过磨浆处理和湿法成形制备了一系列不同电导率的碳纤维纸,进一步与环氧胶膜叠层得到具有梯度结构的碳纤维复合纸(MCFP),并对其电导率、电磁屏蔽特性和力学性能进行研究。结果表明,梯度和多层结构能够减少电磁波入射反射、增加内部反射吸收,故MCFP具有优异的电磁屏蔽性能和低反射特性,优化条件下MCFP的总屏蔽效能可达45 dB,吸收系数高达0.67。同时,碳纤维赋予MCFP出色的电热性能,在6 V驱动电压下表面温度可达147℃。

采用低温度梯度HRS工艺制备的镍基单晶高温合金雀斑组织

通过在高速凝固法(HRS)定向凝固过程中调整隔热挡板与壳型之间的间隙,获得了较低的定向凝固温度梯度(～30℃/cm),制备了含有雀斑组织的单晶高温合金试棒。结果表明:采用常规HRS工艺(温度梯度～50℃/cm)制备的合金一次枝晶间距为323μm,含有1.70%铸态共晶;而采用较低温度梯度HRS工艺制备的合金一次枝晶间距达到了704μm,是常规HRS工艺的2.2倍,并且合金的二次枝晶及三次枝晶较为发达;此外,雀斑组织区域包含较多平均晶粒尺寸为200μm的等轴晶晶粒和4.64%的铸态共晶,同时分布着富集Ta元素的MC碳化物。定向凝固过程中较低的温度梯度增大了合金的一次枝晶间距并使合金元素的凝固偏析加重,导致糊状区液相发生对流的倾向增大,从而促进了雀斑组织的形成。

温度梯度–直流电场长期协同老化下XLPE中的空间电荷特性

为研究实际电缆运行中的温度梯度效应对高压直流交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆绝缘长期运行可靠性的影响,采用自制的多组片状试样适用的温度梯度场–直流电场协同老化装置,分别对3种XLPE绝缘料(包括国产XLPE料、纳米改性后的XLPE料、北欧化工产高压直流XLPE料)进行温度梯度场–直流电场协同老化试验。为了进行对比研究,同时对以上3种XLPE绝缘料进行了传统高温场–直流电场协同老化试验。通过电声脉冲法空间电荷测量设备,测量了不同老化时间后(未老化、老化一个月和三个月)三种XLPE试样的空间电荷特性。同时测量了3种XLPE试样老化后的电阻率变化及红外光谱特性。结果表明,高温老化试样中空间电荷在体内均匀分布;而温度梯度老化试样中异极性空间电荷主要聚集在两电极附近。同时3种XLPE电阻率均随老化时间增加而降低,且温度梯度老化试样电阻率低于相同条件下的高温老化试样。另外,国产纳米改性XLPE老化后羰基吸收峰峰值最小,表明其老化程度最低,体内电荷积聚最少。

从吸收制冷到逆向电渗析发电——溶液浓差能应用新技术

本文借鉴吸收式制冷和热泵工作原理,提出了一种新的利用溶液浓差变化的低品位热能直接发电技术。先通过热分离的方法将低品位热能转换成溶液的浓差(化学势)能,然后利用逆向电渗析电池来替代吸收式制冷系统内的蒸发器和吸收器,将溶液浓差能直接转换成电能。所构成的循环可称之为"热-电"转换循环,用以区别常规的"热-功"转换循环。尽管与常规的低品位热能"热-功"转换循环相比,新的"热-电"转换循环具有许多优点,但对其工作性能的研究刚开始,还有许多的研究工作需要进行。

空间高速粒子捕获用密度梯度气凝胶的热学与力学特性

采用正硅酸四乙酯(TEOS)的乙醇-水溶液为前驱体,氢氟酸为催化剂,结合溶胶-凝胶过程与CO2超临界流体干燥工艺,一步反应获得了密度为40-175mg·cm-3的单元气凝胶.以上述工艺为基础,通过逐层凝胶法、溶胶共凝法和梯度溶胶共凝胶法分别制备了三种密度梯度气凝胶样品,并研究了其功能梯度特性.结果表明:不同密度的气凝胶均具有粒径约为40-90nm球形颗粒构成的三维骨架结构,密度越低,骨架越疏松,峰值孔径越大,孔径分布也更为分散;三种方法制备的样品均具有明显的密度梯度,梯度特性由不连续到连续.动态热机械性能测试表明,随着密度的降低,气凝胶在低温(-100℃)和常温(25℃)下杨氏模量均有减小的趋势,其范围分别约为4.6×105-1.9×105Pa和5.0×105-2.1×105Pa.热学测试表明,随着密度的降低,气凝胶的热扩散系数增高,单位体积热容降低,而热导率则不成单调变化.

火电厂锅炉排烟余热利用的一种有效方法

本文简要地介绍了低压省煤器连接于火电厂热力系统中，利用锅炉排烟余热实现节能的方法，并以某厂２号机组增装低压省煤器为例，利用等效热降原理分析计算了其节能效果。

冀东陆壳热结构─—由岩石学模型推导

本文根据变质岩矿物对的平衡热力学研究结果，提出冀东地区早前寒武纪陆壳平均地温分布曲线，并讨论现代陆亮地温曲线的两种可能形态．早前寒武纪在相当于中、下地壳的部分，地温的平均梯度约为７．３℃／ｋｍ，它预示了对流热传输占有重要地位（约占６５％）．基于传导热传输的假设，现代地温分布是一条平滑的曲线，而基于中地壳是一个含水的低速层以及对流热传输的假设，现代地温分布则可能是一条折线．退变质作用引起的放热与扩容可能是诱发地震的能量来源之一．

低速冲击对热障涂层动态响应的影响

航空发动机叶片外部包裹的热障涂层是典型的功能梯度材料,其在服役和维护的过程中难免会遭到外部颗粒物的低速冲击,为研究热障涂层在低速冲击下的动态响应,基于有限元软件ABAQUS研究了涂层力学特征和颗粒物冲击方式对涂层冲击动态响应的影响。研究结果表明:涂层受力和形变与颗粒物冲击方式以及涂层弹性模量有关,颗粒物冲击速度是影响涂层受力和形变的直接因素,颗粒物冲击位置以及涂层梯度指数均可等效为影响涂层冲击动态响应的间接因素。

华南陆块北缘大陆裂断带高温低压变质作用

高温低压变质岩的形成要求高的热梯度(>30℃/km),所对应的构造环境一直受到地质学界的关注.本文总结了我们对华南陆块北缘新元古代Rodinia超大陆裂解(breakup)时期形成的变质花岗岩和变质玄武岩所进行的岩石学和地球化学研究成果,强调大陆裂断(rift)带是形成高温低压变质岩最可能的构造环境.高温低压变质作用主要记录在含铝硅酸盐矿物的变质花岗岩中,其中所含的红柱石和夕线石为变质成因,由白云母脱水反应产生.根据含铝硅酸盐矿物的峰期矿物组合和视剖面计算,得到变质温压条件为560~660℃/1.0~3.5 kbar.变质红柱石具有非常负的δ^18O值,并且与岩浆锆石处于氧同位素不平衡状态,进一步证明它是岩浆结晶后变质作用的产物.变质榍石U-Pb定年得到高温低压变质作用的年龄为751±11 Ma,与Rodinia超大陆裂解峰期年龄一致.变质玄武岩显示岛弧型微量元素分布特征,指示其源区为受俯冲大洋地壳来源流体交代的地幔楔,因此地幔源区形成于格林威尔期Rodinia超大陆聚合过程中.由此可见,导致超大陆裂解的大陆裂断是在古俯冲带基础上发育的.通过对比形成变质峰期矿物组合所需的热流值和变质花岗岩中产热元素提供的热流值,得知大陆裂断带确实存在来自软流圈地幔的异常高热流,这使得超大陆裂解过程可以发育高温低压变质作用.

低碳钢表面剧烈形变与回复热处理诱发合金化研究

利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计研究剧烈形变和低温回复处理对低碳钢表面Cr合金化的梯度组织结构和力学性能的影响。结果表明,采用机械剧烈冲击形变和低温回复处理能够在低碳钢表面形成具有梯度组织结构的含Cr合金化层,含Cr相主要为Fe-Cr固溶体和碳化物(Cr,Fe)_7C_3,且硬度从心部145 HV1逐渐向表层提高到215 HV1,这是由于应力增加导致晶体结构缺陷增多,同时应力引起温度升高以及后续的低温回复热处理过程中,在应力-热耦合效应的共同作用下,Cr元素扩散系数增加,加速扩散,促进合金化,形成梯度组织结构,显著改善和提高原材料的组织和力学性能。