纳米陶瓷球、橡胶磁性衬板在复杂多金属矿塔磨机中的应用研究

云南都龙矿区某选矿车间处理的矿石以锌、锡为主,共伴生铜、铁、硫、铟、银等多种元素,矿物共生关系复杂,嵌布粒度粗细不均,选厂采用阶段磨矿、阶段选别工艺流程分选,一段磨矿采用半自磨+球磨SAB流程,二段磨矿采用塔磨机对中间产品进行再磨,实现了多金属矿物的高效回收。塔磨机分别采用轴承钢球和聚氨酯衬板作为磨矿介质和筒体衬板,使用过程中存在磨机运行电耗高、钢球单耗高、空载启动困难、衬板使用寿命短及拆装困难等问题。开展纳米陶瓷球、橡胶磁性衬板在锌粗精矿塔磨中的应用研究后,锌粗精矿再磨粒度-37μm含量达到75%以上,推广应用到锡石次精矿和锡石中矿塔磨再磨系统-74μm含量达到70%以上,磨矿效果得到了明显改善,同时磨机电耗、介质单耗显著降低,橡胶磁性衬板使用寿命是聚氨酯衬板的5倍以上,经济效益可观。

新型纳米增强铝质耐火浇注料及预制块在回转窑煅烧带的应用

采用异丙醇铝和柠檬酸镁为制备镁铝尖晶石纳米粉的前驱体,将铝质浇注料的颗粒在镁铝尖晶石先驱体的溶胶中浸渍,浸渍处理后的颗粒经过热处理得到附着有纳米镁铝尖晶石粉的铝质浇注料颗粒原料。包覆有镁铝尖晶石的颗粒对制备高强度铝质浇注料及其预制块起着关键作用。同时,要根据材料的导热系数,合理地设计并砌筑石灰回转窑高温煅烧带窑衬。此种新型纳米增强浇注料及预制块,经现场使用,延长了石灰回转窑煅烧带窑衬的使用寿命,降低了窑体热损失。

非线性传输线在DSRD脉冲电源中的应用

加速器技术的发展,对注入引出系统的kicker脉冲电源提出了新的技术要求。注入引出系统冲击磁铁不仅要求脉冲电压高,底宽达到ns量级,还对波形的稳定性和前后残余电压有很高要求。漂移阶跃恢复二极管(DSRD)因其速度快、工作电流大等优点,在ns级脉冲电源中应用前景广泛,但其工作过程中会存在预脉冲等使脉冲波形偏离理想形态的因素。基于一种已有的DSRD脉冲电源,使用非线性传输线对脉冲进行整形,同时对脉冲的前后边沿进行锐化,缩短脉冲边沿的时间,大幅减小脉冲前后的残余电压,提高电源的性能。完成了一台电源样机的设计和实验,实验结果表明,该样机在50Ω负载上产生的脉冲幅值约10 kV,前后边沿时间(10%~90%)约2 ns,底宽(3%~3%)小于8 ns。

40Cr超声表面滚压加工纳米化

采用超声表面滚压(Ultrasonic surface rolling extrusion,USRE)加工方法对调质态40Cr轴进行处理。通过对处理表层进行微观结构观察发现:该加工方法既可以使表层纳米晶粒细化至3～7nm,还可以使表面粗糙度水平降至0.05μm;USRE样品表面附近区域形成了厚度约为200μm的流变组织,且晶粒尺寸沿厚度方向呈现梯度分布。力学性能测试证明:USRE试件表面显微硬度提高了63%,表面残余应力最高为-846MPa,压缩应力层深度可达1mm以上。摩擦磨损对比试验表明:USRE方法能够降低金属表面摩擦因数,提高其抗磨损性能。

纳米铝热体系制备陶瓷复合钢管组织及性能

采用纳米铝热体系制备了陶瓷复合钢管,研究了纳米铝热剂中添加4%Na2B4O7+2%、4%、6%、8%(质量分数)纳米SiO2对其组织性能的影响。XRD分析结果表明,陶瓷层主相为α-Al2O3和FeAl2O4,杂相为Al2SiO5和B2O3;金相显微镜和SEM观察表明,α-Al2O3枝晶较细,排布密集,FeAl2O4呈晶间分布;测试结果表明陶瓷致密度可达95%,压溃强度和压剪强度分别可达499 MPa、22.6 MPa。

层叠Blumlein纳秒脉冲形成线设计与实验

研究了一种结构紧凑型的多级层叠Blumlein纳秒脉冲形成线,从理论上分析了放电时回路各分布参数对层叠Blumlein脉冲形成线输出电压的影响,并利用PSpice模拟验证了各分布参数对层叠Blumlein脉冲形成线输出结果的影响,发现开关的导通电阻是制约输出电压幅值的主要因素,开关的分布电感对输出波形的影响大于负载分布电感的影响,基于时域有限差分法原理,利用XFDTD软件模拟了两级层叠Blumlein线的电磁耦合效应。开展了多级层叠Blumlein脉冲形成线实验,结果表明,基于陶瓷固态传输线和GaAs光导开关的层叠Blumlein脉冲形成线能够实现输出电压叠加,可用于产生ns量级脉宽的脉冲高压。

BSRF-4W1A纳米成像光束线调试

为了给新建的30nm空间分辨成像系统提供稳定的5–12keV照明X射线,BSRF新建造了一条纳米成像光束线。该项目从2007年开始,目前已经完成光束线调试并投入使用。光束线各参数测试的结果表明,光束线主要性能达到了设计指标,可以满足后续纳米成像系统的要求。本文对该光束线的具体调试过程进行了总结,可为今后类似工作提供参考。

SnO_2纳米晶粉的溶胶-水热合成

以 Sn Cl4 · 5H2 O原料 ,用溶胶 -水热晶化复合法制备粒度较均匀 ,平均晶粒尺寸为 2 .5～ 4 .0nm的 Sn O2 纳米晶粉 .运用 X射线衍射 (XRD)、差热分析 (DTA)和红外吸收光谱 (IR)等分析手段对纳米晶粉进行表征 .结果表明 ,溶胶

AFM扫描过程的模拟及针尖形状反求

纳米栅格和台阶等结构的线宽准确测量,是国内外计量领域的研究热点与难点。采用原子力显微镜(AFM)能获得上述结构的三维形貌信息,但其扫描图像却是探针针尖的形貌和被测样品表面的形貌共同作用的结果,这种作用往往导致线宽边缘测量失真。为了更加精确地获得样品的表面形貌特征,首先需要重建探针针尖形貌,进而从得到的扫描图像中尽可能地消除由探针形貌带来的失真影响。基于数学形态学的盲重建理论,利用Matlab对不同形状参数的探针针尖扫描台阶样品表面进行了仿真,评价了探针形状对扫描结果的影响,初步实现了基于真实粗糙测量表面的探针针尖形状重建。

基于计量学的线边缘粗糙度定义

对目前线边缘粗糙度(Line edge roughness,LER)的研究进行了分类,区分线宽变化率、线的边缘粗糙度和侧墙(边缘)粗糙度的物理本质。重新给出一个LER定义,定义LER是由加工工艺和材料本身结构引起的刻线侧墙的表面形貌微观不规则程度,并分析给出定义的合理性。给出该定义和ITRS定义间的换算关系。结合刻线的加工过程主要发生在刻线的边缘表面,且该加工过程发生于深纳米尺度,给出一种基于原子尺度的LER计量模型,在该模型中分离了材料本质粗糙度。

低维聚合物纳米线中的激子限域和能量传递效应研究

在共混的两种低维聚合物量子线中,采用分子自组装技术制备了嵌段低维聚合物纳米线的异质结构,通过对室温下吸收光谱、发光光谱和激发光谱的研究,证实了在这种嵌段低维聚合物纳米线的异质结构中存在很强的激子限域效应以及链内和链间的能量传递效应。

纳米颗粒对井壁混凝土耐久性能的影响

为了改善矿山井壁混凝土的耐久性能,利用2种纳米颗粒作为外掺材料制备混凝土试件,并开展强度、耐磨性和干缩性试验。结果表明,纳米材料在提高井壁混凝土抗压和抗弯强度的同时,也改善了耐磨性能和干缩性能;双掺NS和NC颗粒的含量为3%和2%的水工混凝土具有最优的耐冲磨性能,耐磨测试的磨损量仅为0.64 kg/m^2,比参照组磨损量降低了85%;与普通水泥砂浆相比,双掺2%NS和3%NC的水泥砂浆干缩率提高了128%,此配比为改性的最优组合;从改性前后的混凝土微观形貌发现纳米颗粒的填充效应和火山灰反应是混凝土耐磨性能提升的主要原因,黏结作用和表面反应是干缩性能提高的主要原因。

纳米银复合抗菌剂在鞋里革上的应用研究

将不同浓度的纳米银复合抗菌剂喷施在鞋里革上,对其进行抗菌处理,以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、粘性红圆酵母为供试菌种,采用抑菌率法评价其抗菌效果,同时通过干擦、湿擦、水洗及浸汗试验来考察抗菌鞋里革的抗菌持久性。试验结果表明:当纳米银粒子浓度为2.4×10-5、2.16×10-5和1.92×10-5g/mL时,抗菌鞋里革的抗菌持久性良好,在干擦25次、湿擦20次、水洗10次、汗液浸泡6次后,其对霉菌、细菌及酵母菌的抑菌率仍大于80%。从实际应用角度出发,确定纳米银复合抗菌鞋里革的处理工艺为:以纳米银粒子浓度为1.92×10-5g/mL的纳米银复合抗菌剂按70g/m2均匀喷施至皮样肉面;纳米银粒子浓度为1.92×10-5g/mL的纳米银复合抗菌剂∶U97038聚氨酯水乳液=1∶1(w/w)配成混合液,按60g/m2均匀喷施至皮样粒面,这样处理的纳米银复合抗菌鞋里革有较低的处理成本和较高的抗菌持久性。

环保型油田管道内壁纳米环氧防腐涂料的研究

油田管道腐蚀和结垢造成了巨大的损失,防腐、防结垢比较困难,而且涂料在热镀锌管上难以附着,为此进行了大量的研究工作,首先,通过合成固化剂,解决了涂料在热镀锌管上附着力差的问题;其次,合理选用颜填料以及纳米S iO2和纳米TiO2,同时选用有效降低表面张力的助剂,使表面结垢得到了比较好的控制。另外,通过控制混合溶剂的挥发速率,使产品能较好地适应长管道、小直径的特殊施工工艺及设备,并使产品施工固体分高,施工产生的漆雾少,具有很好的环保性能。

河南第一条纳米金刚石生产线的建立

河南是中国静态高压高温-触媒法生产单晶金刚石的第一大省。河南联合磨料磨具有限公司在外聘技术专家的帮助参与下,用常规的爆炸法(或爆轰产物法)制备出了纳米多晶(或单晶)金刚石,填补了河南省没有纳米金刚石生产的空白。纳米多晶金刚石的产业化已由中科院力学研究所于1993年实现。为使业内人士对纳米金刚石及其下游产品的发展历史真相有所了解,文章特将国内纳米金刚石生产线的建立和纳米多晶金刚石研发简史,纳米金刚石抛光液和抛光膜的研制与应用现状做一简要的阐述。

非粉体纳米材料复合细颗粒掺合料对隧道衬砌混凝土性能影响的试验研究

隧道衬砌混凝土强度及耐久性能直接关系到工程的经济性和安全性。文章以安全、环保、经济及施工人性化为出发点,重点研究了以I级粉煤灰配合辅助细颗粒材料微珠作为掺合料,单一或复合掺入不同种类、不同物理性态的纳米材料对胶砂试件强度的影响,对比分析非粉体纳米材料、粉体纳米材料、微硅粉应用于混凝土胶凝材料其物理力学性能,并对以非粉体纳米材料配合细颗粒复合掺合料作为胶凝材料的混凝土强度、耐久性能进行了试验研究。结果表明,非粉体纳米材料与复合掺合料复合应用于隧道衬砌混凝土具有经济、环保、耐久性好的优点,有推广应用前景。

基于子波分析的线边缘粗糙度表征参数研究

分析了现有线边缘粗糙度(L ine Edge Roughness,LER)表征参数的不足,针对二维LER的表征参数信息量缺失,提出了基于子波中面的LER参数表征.子波理论给LER的综合评定提供了恰当的工具.利用子波在空间和频率域内都具有的定位特性,可以在任意细节上分析信号特征,且构造的子波基准线不存在拟合误差,可以分析LER来源,改进刻线边缘加工工艺.给出了基于子波分析的几个LER评定参数,并分析了这些参数如何应用于工艺和元件电气性能的表征.

多参量微纳集成传感器

为了满足采煤机械工作状态在线监测在线分析系统对微纳传感系统小型化和集成化的要求,设计了一种将压阻式振动传感器与铂电阻温度传感器集成的多参量微纳集成传感器。振动传感器由一个惯性质量块、八个梁和边框组成,惯性质量块通过八个梁悬挂在边框上。为了减小集成传感器的面积,铂电阻温度传感器的形状为"蛇"形。对所设计的多参量微纳传感器进行了流片加工和性能测试,铂电阻温度传感器的灵敏度为1.04 mV/℃,量程为-20~80℃,振动传感器的灵敏度为49.89 mV/g,灵敏度幅值线性度为-0.33%,量程为50g。实验结果表明,研制的多参量微纳集成传感器满足对振动和温度信号测量的需求。

基于原子力显微镜的线宽粗糙度测量

给出采用原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM)测量线宽粗糙度(Line width roughness,LWR)的分析步骤。分析线宽和LWR及其偏差随刻线横截面位置的高度变化的关系,线宽及其偏差和LWR及其偏差随刻线横截面位置的高度值增加而减小。分别采用四种边缘提取算子提取了碳纳米管针尖AFM测量的刻线顶部线宽边缘,计算了刻线顶部线宽和LWR,顶部线宽和LWR测量结果对边缘提取算子不敏感。结合被测单晶硅台阶的顶表面和底表面加工方法,提出采用各扫描线轮廓高度相等的方法校正AFM压电驱动器的z向非线性。比较了采用普通氮化硅探针针尖、超尖针尖以及碳纳米管针尖AFM测量名义线宽为1000 nm刻线LWR的结果,显示采用三种针尖的LWR测量结果存在差异,但考虑到AFM分辨率,可认为测量结果基本相同。因此,为更精确描述刻线边缘,必须提高AFM分辨率。

喷墨打印硅基太阳电池栅极金属化工艺研究

以低粘度纳米银墨水为喷墨材料,采用自主研发的喷墨打印设备实现太阳电池栅极金属化。通过数值模拟和实验方法研究喷印过程中"咖啡环"、"马鞍型"缺陷的形成机制及抑制方法。研究喷印分辨率、喷印层数及在线固化温度等参数对栅极高宽比及三维形貌的影响,并进行实验研究,结果表明,当点间距控制在35 μm时,得到栅极宽度最小;在线固化温度控制在80~90℃时,纳米银墨水溶剂蒸发完全,多层喷印后栅极高度呈线性增加,每层增高0.5 μm,且栅极宽度维持在40 μm,其三维形貌光滑且均匀。烧结温度200℃时,栅极电阻率5.04×10^(-6) Ω?cm。