银铜侧向复合材料界面结合机理分析

本文采用“包覆锭坯+扩散烧结+冷轧复合”联合工艺制备了银铜侧向复合带材,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析银铜复合界面结构和元素分布,并分析其银铜复合界面的结合机理。结果表明,银铜复合界面形成过程为:1)银铜接触界面处凹凸不平的表面在轧制力的作用下相互咬合,形成机械结合界面;2)接触面在轧制力的作用下,银铜表面氧化膜破裂,新鲜表面质点间在轧制变形热的作用下产生原子结合;3)在扩散烧结过程中,银铜界面处的原子在高温作用下被激活,银铜原子相互扩散,在界面处发生银铜共晶反应形成液相金属层,随着烧结时间的延长,其共晶反应液相层厚度逐渐增加,随后冷凝结晶,使银铜实现侧向冶金结合。4)在后续中间退火过程中,共晶层与两侧的铜、银基体相互扩散,铜、银原子向更深的方向逐渐扩散,在靠近共晶层铜侧和银侧逐步形成固溶体层,使银与铜的结合强度进一步提高。银铜侧向复合界面结合机理包含机械咬合结合、接触共晶反应自钎焊结合和原子扩散结合3种,复合界面结合强度较好,剪切强度达220 MPa。

微化工技术在水处理化学品合成领域的研究进展

综述了微化工技术,特别是微反应技术在水处理化学品合成领域中的研究进展,重点对采用该技术合成聚丙烯酸、聚马来酸酐等聚羧酸类阻垢分散剂,苯并三氮唑、有机磷类缓蚀剂,有机硫、过氧化物类杀菌剂,以及清水剂、消泡剂等产品的研究进行了总结。指出微化工技术作为一种新的绿色合成技术,目前在水处理化学品合成方面仍以探索为主,成本上还不具有优势,距离实际工业应用还有距离,但其具有的绿色、安全、高效等优点,符合减碳,环保安全和生产集成化、自动化趋势,随着微反应器的技术进步、成本的进一步降低,以及社会发展的需要,微化工技术在水处理化学品合成方面将具有极大应用潜力并可能快速推动其技术进步。

铝/铜蓝-红激光复合焊接头组织及性能

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(红光功率)在700~1400 W区间内增加,铜侧熔深由60μm增大到1000μm,在PR=800 W时实现良好的冶金结合.焊缝组织由Al固溶体、Al-Cu共晶相和Al_(2)Cu金属间化合物组成,随激光功率增大,焊缝局部出现Al_(4)Cu_(9)相,边缘出现AlCu,Al_(4)Cu_(9)和AlCu_(3)相.在PR=800 W下抗剪强度达到最高108.6 MPa,接触电阻达到最小94μΩ,裂纹由两极交界处Al_(2)Cu区域萌生,沿焊缝边缘由外层Al_(2)Cu区扩展到底部Al固溶体和Al-Cu共晶区交界处,断裂形式为解理断裂.

采用电磁分流阻尼的反作用飞轮隔振方法设计与分析

反作用飞轮是重要的卫星姿态控制执行机构,也是星上最主要的微振动源。针对反作用飞轮转速范围宽的工作特点,本文提出采用六脚隔振装置结合电磁分流阻尼技术的隔振方法。考虑陀螺效应的耦合作用,建立了反作用飞轮与隔振装置的一体化动力学模型。通过理论分析和数值仿真,研究了陀螺效应对系统的模态、固有频率以及隔振性能的影响,并分析了关键参数对系统隔振性能的影响。开展了隔振优化设计,对优化后的隔振性能进行分析,并对隔振装置中的单个隔振单元进行实验验证,验证了电磁分流阻尼和弹簧刚度对隔振性能的影响。

温度梯度下Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点热迁移及界面反应行为

探究了焊点平均温度为110℃(时效)及180℃(回流)时,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在温度梯度作用下的原子热迁移行为及界面反应行为.结果表明,在时效过程中,因Bi相的网状结构,Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点冷、热两端界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)呈现对称性生长.在温度梯度为1000℃/cm时,未发生明显的Bi原子迁移现象,但当温度梯度达到或超过1300℃/cm时,Bi原子会由热端向冷端界面迁移,并在冷端界面处偏聚.在回流过程中,温度梯度驱动Cu原子由微焊点热端向冷端界面迁移,导致两端界面IMC呈非对称性生长,而并未发现Bi原子的热迁移行为.因此,当Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点中钎料呈液态时,温度梯度仅驱动了Cu原子的热迁移,并未致使Bi原子发生热迁移;当钎料呈固态时,在较低温度梯度下Cu和Bi原子均不发生明显的热迁移,但较高的温度梯度会引发Bi原子的热迁移.

稻壳灰粒径对水泥砂浆的碱硅酸反应风险影响

固废资源化是实现可持续发展的重要内容.稻壳灰的火山灰活性高,有望作为辅助性胶凝材料用于水泥砂浆或混凝土,但其中K 2O和Na 2O含量较大,需探明不同粒径稻壳灰的掺入可能带来的碱硅酸反应风险.现有研究表明,粉煤灰的火山灰活性能抑制碱硅酸反应,已得到广泛应用.对比起见,设置了基准组、掺4种粒径粉煤灰组和稻壳灰组,在分别测试其抗压、抗折强度的基础上,测试膨胀率,通过SEM和EDS测试了掺粒径为5μm的稻壳灰试件和未掺稻壳灰试件的微观形貌和元素组成.试验结果表明:稻壳灰或粉煤灰的掺入均可以提高砂浆的力学性能,稻壳灰粒径越小提高的程度越大,中值粒径为5μm的稻壳灰可以使砂浆28 d抗压强度提高50.6%,抗压强度提高64.7%,效果均好于粉煤灰;稻壳灰的粒径不超15μm时,对砂浆的膨胀率可起到显著的抑制作用,且抑制效果优于粉煤灰,5μm的稻壳灰能使14 d膨胀率减小90%,并使骨料表现为无害,而8~20μm粉煤灰均仅减小60%左右的14 d膨胀率,骨料仍表现为有害;稻壳灰的火山灰活性不仅能生成低Ca/Si比的C-S-H凝胶,降低碱含量,还能使砂浆致密性提高,抑制碱离子和水的渗透,从而表现为对碱硅酸反应的抑制效果.

液化石油气脱硫反应分离器的设计与开发

在油转化结构调整中,炼油企业通过多产催化液化石油气获得更多的轻烃加工原料。液化石油气脱硫装置是轻烃加工的重要处理装置,而液化石油气脱硫反应分离器则是其关键设备。近年来,随着装置大型化发展,液化石油气脱硫反应分离器的设计与开发成为了工程设计的重点。文章介绍了脱硫反应分离器的发展和工艺特点,提出通过过程强化微混式反应分离器的技术开发减小设备体积,同时采用喷射混合强化传质与破乳聚结分离耦合技术以及模块化设计的技术方案,将液化石油气脱硫反应、传质与分离过程集成化,使脱硫反应分离器在设备体积、安装布置等方面具有显著优点,以适应装置大型化发展的需要。文章分析和对比了3种液化石油气脱硫反应分离器设计方案,综合比较采用微混式反应分离器占地少、设备质量小,可满足装置扩能改造等项目的要求。

光纤耦合微通道反应系统原位监测海水氨氮和亚硝酸盐的研究

原位监测海水中氨氮(NH_(3)-N)和亚硝酸盐(NO_(2)^(-))对于水体富营养化评价十分重要。针对现有的氨氮、亚硝酸盐原位监测仪器难以在同一检测模块中分别实现荧光和分光光度分析,仪器高效集成及利用受到限制等问题,本文基于光纤耦合微通道反应系统,通过光波长切割、光纤波导和微通道反应Z型检测池等技术集成和条件优化,提出了在同一光纤偶联微反应系统中实现氨氮荧光分析和亚硝酸盐分光光度分析的原位测定技术。结果表明,该技术实现了荧光和可见光光度法的模式切换并可分别测定NH_(3)-N和定;不同的盐度对氨氮和亚硝酸盐测定影响较小;不同浊度下氨氮测定误差为-6.6%~2.5%,浊度补偿校正后NO_(2)^(-)测定误差小于0.1%。将该仪器应用于养殖海水中开展氨氮和亚硝酸盐的原位分析,仪器原位监测值与实验室方法测定值相符合。本文所提出的技术在同一模块中分别实现了氨氮和亚硝酸盐的荧光和分光光度两种模式的原位监测,为海水营养盐原位监测仪器的集成化设计提供了新的思路。

微反应心理语义标记助力侦讯智能化的实现路径研究

在侦讯活动中,借助人工智能捕捉与识别嫌疑人的微反应,可以帮助侦讯人员及时获知嫌疑人的真实情绪及心理状态,从而判断嫌疑人口供的真假,为侦讯人员制订有效的讯问策略提供依据。借助微反应掌握嫌疑人的心理动态是侦讯智能化的目标之一。这一目标的实现建立在人工智能对大量微反应特征样本的深度学习与模拟的基础上,也建立在对微反应特征的心理语义的理解上。因此,实现侦讯智能化的前提是对微反应特征进行广泛采样并建立精准的心理语义标记。

页岩气井液岩相互作用机理与焖井制度研究进展

页岩气生产实践表明,压裂作业结束后焖井能显著提高气井初期产量,但面对特定情况如何制定科学的焖井制度,缺乏对现有文献的全面回顾和总结。基于国内外学者在页岩气井焖井期间液岩相互作用对储层的改造和损害机理、模型和影响因素等方面的研究成果,总结了液岩相互作用机理和现有焖井制度,结果表明,储层条件下液岩相互作用是焖井增产的本质,液岩相互作用程度是制定焖井制度的关键。焖井期间液岩相互作用对储层兼具改造和损害作用,对储层的改造包括微裂缝的萌生扩展和气液渗吸置换;对储层的损害包括固相堵塞和压裂液侵入引起的水相圈闭,建立液岩相互作用与储层有效孔隙结构参数之间的未知桥梁是研究焖井制度的关键。针对目前制约液岩相互作用研究的跨尺度和高度非线性问题,提出了基于分子动力学的有效裂缝刻画模型和工业级人工智能页岩气井焖井优化模型。

微气泡分散对间甲基苯甲酸合成过程的强化作用

传统的鼓泡塔间二甲苯(MX)氧化生产间甲基苯甲酸(MTA)工业过程中存在反应时间长、转化率低、选择性差等问题。在对物料平衡及反应速率控制步骤分析的基础上,研究了MTA的气相氧化及其微气泡强化分散合成过程。结果表明,采用微孔曝气可以得到平均直径30~100μm的微气泡,相界面面积较单管曝气增加了约300倍。当反应压力大于300 kPa时,高沸点酯类及MTA深度氧化副产物增多。在优化反应条件下(130℃、300 kPa、曝气100 L/(m^(3)·s)、钴催化剂摩尔分数为0.5‰)氧化反应5 h时,MX的转化率和MTA的生成率分别可达60.0%和45.0%,提高了氧化反应的效率和MTA的生成率,并且较同等条件下单管曝气的反应时间缩短了约1半。

航天电子微焊点液-固界面反应过程中的尺寸效应与工艺优化

针对微型化趋势下焊球的尺寸效应问题,研究了航天电子微焊点互连工艺过程中液-固界面反应与微观组织的影响规律,并对互连工艺进行了优化.具体研究了不同直径(200、400μm)的Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn-37Pb焊球分别在球栅阵列(BGA)器件侧金属化层(电镀Ni/Au)上进行单侧植球回流焊后的尺寸效应现象.研究结果表明:Sn-37Pb焊点界面处生成针状或短棒状的Ni3Sn4类型的金属间化合物(IMC)晶粒;Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点界面处生成不规则的块状(Cu,Ni)6Sn5晶粒.两种类型的焊点在液-固界面反应过程中均表现出明显的尺寸效应现象,即焊球尺寸越小,界面生成的IMC晶粒直径越大,IMC层越厚.基于建立的浓度梯度控制(CGC)界面反应理论模型,揭示了界面反应尺寸效应产生的原因与界面反应进程中界面溶质原子的浓度梯度相关,较小尺寸焊点界面处的溶质原子浓度梯度较小,溶质原子扩散通量较低,形成的界面IMC晶粒较大.基于CGC界面反应理论模型,对200μm直径Sn-3.0Ag-0.5Cu焊点的单侧植球回流焊工艺参数进行了优化,工艺优化后界面生成的IMC晶粒直径减小了约60%,并且焊点在150 oC高温时效1000 h后的剪切强度提高了34%.

海绵铁在脱氮和除磷中的研究进展

对海绵铁的功能及在水处理中的应用进行了概述。分析了海绵铁脱氮和除磷的机理,并对影响海绵铁脱氮和除磷的因素(海绵铁投加量、pH、DO、温度)进行了阐述。总结了海绵铁在脱氮和除磷中的应用(人工湿地、生物膜法、厌氧氨氧化、生物海绵铁体系),对未来海绵铁与脱氮除磷的相关研究方向进行了展望。

面向硝基化学品安全生产的绝热连续微反应技术发展及思考

硝化反应是典型的快速强放热反应,是生产含能化学品的重要反应,但也是安全事故频发的反应,因此“谈硝色变”是含能化学品生产面临的重大挑战。本文指出:与国外比,我国硝化工艺和装备都存在明显差距,连续硝化是卡脖子技术。文中总结了清华大学微化工团队提出绝热微反应连续硝化思路,提出其在芳香化合物绝热微反应硝化研究中取得的进展,指出该技术创新主要涉及微反应工艺安全系统评价方法、硝化动力学、绝热反应工艺、微化工系统构建和硝化全流程工艺再造。

桌面式高通量微反应系统制备氢氟酸改性锆粉

为连续化高安全性地实现锆粉的感度控制,构建了一个桌面式高通量微反应系统,并验证了利用该系统制备氢氟酸改性锆粉的可行性。通过调节流体流速比、流量及氢氟酸浓度,对改性锆粉的形貌与结构进行了研究。采用热分析法与静电火花感度测试对改性锆粉的热性能与安全性进行了分析。研究结果表明:桌面式高通量微反应系统可以实现形貌良好的锆粉改性制备,并达到每小时百克量级的处理量,改性后锆粉的表面主要由含氟氧化锆层与氢化锆层组成;氢氟酸改性锆粉的氧化速率更快,反应完全所需的时间更短,氧化增重较原料锆降低了4.0%,50%发火能量E_(50)由原料锆粉的1.42 mJ提升至8.98 mJ,静电火花感度明显降低。

PTFE对Mg与Al_(12)Mg_(17)微爆反应特性的影响

为了探索聚四氟乙烯(PTFE)对镁和Al_(12)Mg_(17)反应特性的影响,采用TG-DSC对样品的高温氧化行为进行测试分析;利用自搭建的高速显微观测系统对其燃烧行为进行了精细地观测;使用XRD和SEM等对反应前后样品的结构和组成等进行了分析;使用光谱仪对样品燃烧过程中的光谱辐射特性进行记录。结果表明,当PTFE在空气中加热时,PTFE分别将Mg和Al_(12)Mg_(17)的起始反应温度提高了283.3℃和368.3℃;Mg与PTFE/Mg样品燃烧过程中,均在490~505nm间观察到了MgO的辐射峰,在517和518nm处观察到了镁的辐射峰;与镁原料相比,PTFE/Mg中观察到了更加明显的微爆燃烧。对于Al_(12)Mg_(17),PTFE的加入有助于其微爆燃烧的发生,样品燃烧过程中在417.486和512nm处观察到的AlO辐射峰说明PTFE的加入可以促进Al_(12)Mg_(17)中铝的燃烧。

微反应制备三氯化磷研究

针对传统三氯化磷生产存在工艺控制复杂、安全性差、对设备腐蚀严重等问题,研究了一种以黄磷和液氯为原料,通过微反应技术直接合成三氯化磷的新方法。该方法通过使用微反应技术对反应的影响因素实现精确控制,来保证磷氯的瞬间混合和高效的传质传热,从而达到在反应安全可控的条件下大幅提高反应速率的目标。对反应物料配比、温度、停留时间、回流比等因素进行了单因素条件实验,得到磷氯配料比为0.35∶1(质量比)、反应环境介质温度为75℃、反应停留时间为60 s和回流比为2是比较适宜的条件。新方法将反应停留时间缩短至60 s,而且收率达到90%以上,产品质量满足优级品标准,并且可以实现产品的安全、连续化生产。

碳酸钙分解动力学的微型流化床与热重对比研究

利用微型流化床反应分析仪(MFBRA)和热重分析仪(TGA)分别测定了空气中碳酸钙的等温与非等温反应,并采用不同的数据处理方法对其分解动力学进行了对比研究.MFBRA增强了反应过程中传热传质以及有效消除气体外扩散对反应的影响,其测得的活化能(E=138.35 kJ·mol^(-1))和指前因子(A=1.58×10^(5) s^(-1))均低于TGA(E=209.95 kJ·mol^(-1),A=8.95×10^(7) s^(-1))获得的结果,但两者所测得的活化能均在文献报道的120~280 kJ·mol^(-1)范围内.此外,两种仪器得到的最概然机理函数模型均为收缩几何模型(圆柱形对称)G(x)=1-(1-x)^(1/2),表明了MFBRA在气固反应动力学表征方面的有效性和可靠性.

脉冲流在Y型和倒Y型微反应器中强化传质的格子Boltzmann模拟

连续流微反应器的迅速发展为化学合成技术提供了一条可精准控制的路径。微反应器中流体的流动、混合和传质是反应的物理基础,因此强化传递就能够合理改善混和效果,增加相接触面积,减小微通道尺寸,以缩短分子扩散距离。由于微反应器中对流传递数量级非常低,不容易控制。通过改进微混合器构型和引入脉冲流动等主被动强化措施,可以有效改善对流和传质,影响化合反应。如何量化分析这些影响,是微反应器强化传质和优化控制反应过程的基础。本文基于有效的虚拟串行竞争反应格子Boltzmann模型,通过对Y型和倒Y型的微反应器的流场结构、混合传质和化合反应进行数值研究,定量分析了脉冲流动在不同流场构型下传质和化学反应的影响,所得结论可为连续流微反应器设计以及微反应精准控制提供有意义的参考。

微型种植体支抗对错颌畸形患者的临床疗效

目的 观察微型种植体支抗对错颌畸形的临床疗效。方法 将83例错颌畸形患者根据不同治疗方法分为微型种植体组41例与常规正畸组42例,常规正畸组采用常规矫正治疗,微型种植体组采用微型种植体支抗治疗。比较两组矫治效果、口腔卫生指数、炎症反应、口腔健康状况和不良反应发生情况。结果 治疗后,微型种植体组矫治效果、口腔卫生指数、炎症反应、口腔健康状况均优于常规正畸组(P<0.05);两组不良反应发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 微型种植体支抗治疗错颌畸形效果显著,可有效改善口腔卫生健康情况,降低炎症反应,具有较高的安全性。