脉冲加热惰气熔融-热导法测定微氮合金中氮含量

选用锡囊+镍篮作为助熔剂,通过优化氧氮分析仪的工作条件,建立了脉冲加热惰气熔融-热导法测定微氮合金中氮含量的检测方法。采用与试样基体含量相近的氮化锰铁和氮化硅铁标准样品绘制氮的校准曲线,氮元素校准曲线的线性相关系数为0.9992。试验方法用于微氮合金实际样品的测定,氮元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)在0.53%~0.97%,平均回收率在98.7%-101.5%之间。试验结果表明该方法具有较好的精密度和准确度,能够满足常规生产检验的分析要求。

脉冲加热惰性气体熔融热导法测定电解金属锰中氮含量

采用脉冲加热惰性气体熔融热导法,使用氧氮氢分析仪测定电解金属锰中氮的含量。将电解金属锰样品置于石墨套坩埚中,在分析功率4.0 kW条件下,通过选择最佳的分析条件,用钢铁标准样品建立校准曲线,确立了电解金属锰中氮的测定方法。氮的释放完全且结果稳定性较好,实现了对电解金属锰中氮含量的快速准确测定,满足日常分析工作的要求。

脉冲熔融-惰气红外吸收/热导法测定氮化铝中的晶格氧

使用脉冲熔融-惰气红外吸收/热导法建立了氮化铝中晶格氧的准确测定方法。实验采用分段升温模式、通过高温坩埚达到氮化铝晶格氧释放所需温度,有序适量加入锡、铜二元浴料和石墨粉,以及运用合理的分析参数来准确测定氮化铝晶格中的氧含量。方法用于氮化铝1#、2#、3#样品中晶格氧的测定,适用于多种非氧化物陶瓷材料中晶格氧含量的测定。

多针热脉冲技术测定土壤热导率误差分析

土壤热导率是研究土壤热传输、水热耦合运移的基本物理参数。为了探知多针热脉冲技术的误差,该研究以能够准确测定热导率的单针法作为参比,在4种质地土壤上,对多针热脉冲技术在不同体积质量、含水率和气压条件下测定的热导率进行了分析。结果表明,多针热脉冲技术的热导率结果与单针法总体符合较好,其热导率测定值的平均误差为0.074W/(m·K)。干土热导率随气压增大呈现对数增长,这是由于气体分子平均自由程下降的原因。多针热脉冲技术的测定误差主要出现在中等含水率区域,关键问题是加热针的温度升高偏大,促进了水汽潜热传输。另外,土壤与探针之间的热接触阻力、探针导致的土壤体积质量改变、温度梯度引起的液水流也影响测定结果的准确性。该研究可为农业水土工程中的土壤热导率模拟提供依据。

碳/碳复合材料导热性能的研究

对碳/碳复合材料在不同温度下的导热性能进行了研究。研究发现了碳/碳复合材料的导热机理介于金属材料和非金属材料之间,既有声子导热,又有电子导热。在实验温度范围内,导热系数随温度升高而增大。随碳/碳复合材料石墨化程度的增大,晶体微观结构渐趋完整,石墨片层的有序度增加,材料的导热性能增强。对于高密度的碳/碳复合材料,因为晶粒间联通状态良好,热传导载体运动的路径畅通,所以导热系数高。碳纤维及围绕纤维生长的热解碳是热传导的有效通道,所以沿纤维增强方向的导热系数高。

脉冲熔融-热导法测定硅铁中氮

硅铁中氮的测定没有标准方法和相应的参考物质,本文通过以屑状钢中低氮参考物质建立氮校准曲线,采用镍箔助熔自动分析模式测定,建立了脉冲熔融热导法测定硅铁中氮的方法。对比了直接投样手动分析模式、添加石墨粉手动分析模式和镍箔助熔自动分析模式3种分析模式对氮的测定影响,结果表明,采用镍箔助熔自动分析模式测定硅铁中氮,氮释放完全、测试结果稳定。本方法的测定下限为0.000 37%,用于2种硅铁样品中氮的测定,测定结果的相对标准偏差分别为10%和9%(n=4)。

不同脉冲注入方式下长电缆中空间电荷测量结果的等效性分析

国际上针对同轴电缆用电声脉冲（pulsed electro-acoustic,PEA）法空间电荷测量技术主要分为3种：高压导芯耦合脉冲注入法、外半导电层局部剥离耦合脉冲注入法和测量电极耦合脉冲注入法。该文基于本实验室现有的同轴电缆用PEA空间电荷测量系统,测量了3种脉冲注入方式下同轴电缆中空间电荷波形的变化规律,仿真计算了3种脉冲注入方式的影响因素及耦合效率的等效性。研究结果表明：相同注入脉冲幅值下,脉冲耦合效率越高,电荷声波信号幅值越大;在高压导芯脉冲注入法中,截面越大或电缆长度越长,脉冲耦合效率越低;在外半导电层局部剥离脉冲注入法中,电缆长度越长,脉冲耦合效率逐渐增加并达到饱和态;在测量电极脉冲注入法中,轴向阻抗越大,脉冲耦合效率越高。

脉冲熔融-飞行时间质谱法测定钛中氦和氩

应用气体分析仪开展脉冲熔融-飞行时间质谱法定氦的方法研究和定氩的应用研究,采用气标标定,标定曲线线性良好。选择脉冲-热导法作为参比方法,文中公布的实验结果均为两种方法对比数据。建立了质谱定氦和氩的方法,分析测定科研用充氦钛膜中氦,实际应用于测定粉末冶金钛合金中氩。试验表明脉冲熔融-飞行时间质谱法可以准确测定金属中氦和氩,定量分析结果与现有的脉冲-热导法基本一致。

脉冲加热-热导法测定氮化锰粉末中的氮含量

介绍采用TC-600氧氮分析仪测定氮化锰粉末中氮的方法。对氮化锰粉末样品，采用手动模式进样。对加热功率、称样量、空白值等测定条件进行试验，确定了最佳测定条件。氮的加标回收率为98．18％～101．10％，测定结果的相对标准偏差小于1％（n=9）。该方法测定结果与化学法测定结果一致。

层叠导体脉冲涡流检测中探头瞬态响应的快速计算

针对飞机多层金属结构中各类隐藏腐蚀导致的金属层减薄、层离间隙变化等问题,建立任意n层层叠导体结构脉冲涡流检测的电磁场理论模型,应用矢量磁势A推导得到了导体结构对线圈探头的反射系数,将之归纳为n个矩阵相乘的形式。进一步导出了同轴双线圈探头频域响应的积分表达式,并根据低频电磁场传播特性和偏微分方程理论,将二重广义积分转化为级数求和,采用快速傅里叶变换计算探头的瞬态响应,并与有限元时步法进行对比,验证理论推导的正确性,结果表明级数展开结合快速傅里叶变换是一种更快速有效的求解方法。

同轴电缆感性脉冲电流注入试验仿真方法

为开展同轴电缆感性脉冲电流注入试验的量化分析及设计,利用Spice建模的方法求解电缆屏蔽层的耦合电流,给出了脉冲电流注入仿真中转移阻抗适用的测试方法以及屏蔽层与芯线间耦合的计算方程,建立了同轴电缆感性脉冲电流注入的Spice+Matlab联合仿真方法;另外,基于响应等效原理解决了负值电感的Spice电路表征问题,建立了转移阻抗实测值的拟合电路模型,继而在完成屏蔽层与芯线间耦合的集总近似电路建模的基础上,实现了同轴电缆感性脉冲电流注入的全Spice电路仿真。经数值和实验验证,上述两种方法一致性较好,且均具有较高的仿真精度和良好的时域收敛性,可以用于同轴电缆感性脉冲电流注入试验的设计、分析、效果预估等工作。

脉冲电压作用下液体食品等效阻抗测量

导电性液体食品异常击穿是脉冲电场灭菌技术中的技术瓶颈之一。为了深入研究液体异常击穿机理,需要准确的测量被处理液体的等效阻抗。提出利用方波脉冲对高导电性液体食品的等效阻抗进行测量,通过对三种不同的电压施加方案的比较,选取了一种对测量结果影响最小的脉冲电压施加方案。并对自来水、橙汁、自然脱气啤酒和牛奶的等效阻抗进行了测量。测量结果表明:等效电阻按自来水、橙汁、自然脱气啤酒和牛奶依次减小,而等效电容则依次增大;脉冲电压作用下的等效电阻测量结果普遍小于稳态电压下的测量结果且偏差较大,而脉冲电压作用下的等效电容测量结果则大于稳态电压下的测量结果且偏差更大,这一结果表明被测量液体食品在脉冲电压作用下的导电和极化情况有可能与稳态电压作用下的不同。对测量过程中存在的直流偏置现象进行了解释和实验验证,并对测量过程中出现的其它现象进行了解释。

钢中超低氢准确测定的影响因素探讨

钢中氢质量分数低至0.Xμg/g时,测不准问题突显,实验对影响钢中超低氢测定的因素进行了探讨。采用稀土钢样品,应用感应热抽取法进行超声波清洗试验对比,结果表明简单的溶剂浸泡不能完全消除表面污染影响,超声波清洗程序必不可少。石墨坩埚与钢样的相互作用同样可以影响到超低氢分析的准确性,借助于加料空白可以观察到0.1μg/g的正干扰。通过实际样品和标样分析,可以观察到石墨单坩埚在高功率条件下有明显的干扰,套坩埚也可以存在干扰。新钢样中氢常规分析出现"零峰值"异常样,对现行脉冲熔融法和现行仪器提出了挑战,改用基于感应热抽取法的仪器可以解决问题。稀土元素挥发污染可以造成"零峰值"现象曾被试验证实,通过标样分析也观察到类似的异常现象。目前的热导检测器和红外检测器均适用于超低氢分析。综上所述:超声波清洗前处理、禁用石墨单坩埚和排除样品挥发干扰成为钢中超低氢准确测定的3个主要因素;感应热抽取法结合超声波清洗可以适合于各种钢样中超低氢分析的要求。

平面热源法瞬态测量材料热物性的研究

简述了平面热源法瞬态测量材料热物理性质的基本原理,分析了快速法、脉冲法测量存在的问题。在此基础上,研究了材料热物性瞬态自动测量技术。测量实践表明:瞬态自动测量仪测量准确可靠,与用防护热板法测量的结果也符合得很好。

含热传导的冲击动力学有限元程序的研究与应用

从有限变形的基本框架出发 ,建立了含热传导的冲击动力学基本控制方程和合适的初边条件。应用变分原理和伽辽金方法得出了控制方程相应的有限元列式 ,并探讨了数值计算中的几个关键算法 ,主要包括构型转换、旋转张量的算法、本构算法以及计算流程和程序框图等。利用自行研制的程序 ,对长脉冲激光辐照下靶目标的变形和破坏、冲击压缩变形及变形局部化等问题进行了数值模拟和研究 。

如何理解工程电介质中极化与电导两个基本物理过程及其测量的科学原理与方法

对法拉第提出的电介质是一种具有极化(储存电能)与仅能通过微弱电流的物质的原始定义做了新的合理诠释,提出按束缚能划分参加电介质极化与电导两个基本物理过程的基本物理单元,指出极化与电导的共存性。特别是介绍了复合电介质中具有分形时间与分形逾渗结构,以及空间电荷相关的基础物理知识。提出空间电荷注入由浅至深陷阱的俘获截面判据以及电介质中类氢原子的陷阱模型。描述低电场下电介质极化与电导的时域–频域响应,补充了与强低频弥散密切相关的分形时间与分形结构的普适响应。通过分析空间电荷极化与电导的相关研究方法,提出强电场下几种典型的电子电导相关性及其区分方法:等温衰减、热激电流与时域–频域谱在t/τp^1时三者之间的等效性;M. W微纳界面极化电子隧穿的尺度判据;SCLC(j-Vn)图形法分析陷阱深度与密度的相关特性;脉冲电声法仅是一种测量技术,而不是一种具有科学原理的测量方法;直流法的共性与互通性。针对科学研究方法的重要性,提出图形法、矩(重心)法、理解公式法,以及三种具体的研究方法。

基于DPHP技术测量沉积物热导率的数据处理

双针热脉冲(DPHP)技术被用于原位测定海洋沉积物的热导率。数据处理过程直接决定从实测数据中提取热导率的精度与效率。根据实测数据,结合海上测量可能出现的问题,探讨了DPHP技术实测数据的处理方法,提出了一套数据预处理流程,并对2种热导率计算模型和计算方法进行了对比分析。研究表明,原始数据经过数据滤波、数据截取和背景场拟合剔除等预处理过程,得到的热脉冲温度响应曲线可用于热导率计算。计算热导率可采用K-B模型或者简化模型,后者具有降低运算量,减小误差积累的优点。热导率计算方法有极值法和拟合法,如果采样率足够高,极值法是首选方法。

生物组织热导率的脉冲-衰减法测量

采用脉冲-衰减法测量生物组织的热导率,通过合理设计测量电路、选择电路参数,可以使脉冲输入期间探头输入功率的变化小于1%.当测量工况变化时,探头输入功率会产生较大变化,为此,提出了改进的脉冲衰减法.采用本方法,还可以适当提高脉冲输入期间探头的输入功率以增加探头温升,从而减少探头输入功率测量误差以及温度测量段温度测量误差的影响,提高热导率的测量精度.测量结果表明,由于脉冲-衰减法在推导时没有考虑探头尺寸的影响,造成热导率的测量值偏大;为此,进一步给出了一种热导率的测量值的简单修正方法,经修正后的热导率的最大误差为4.25%,平均误差为2.05%.

有限元模拟土壤孔隙对双针热脉冲法测量比热的影响

双针热脉冲(DPHP)方法是目前用来测量土壤比热(c)、热导率(λ)和温度(T)的重要方法。然而,很多因素均会导致双针热脉冲法测得的λ和c存在误差,如土壤孔隙。基于三种不同粒径的石英砂,通过有限元法(FEM)模拟DPHP实验,分析土壤孔隙对DPHP法测量比热的影响,结果表明:(1)土壤孔隙导致测得的温度空间分布存在显著的各向异性,加热针周围6 mm处不同方向的比热(c)之间相对误差达到了23%;(2)DPHP方法测得的土壤热特性标准差随粒径增大而增大,这与实际实验观察的结果一致;(3)土壤孔隙的存在使得DPHP法测得的土壤比热被高估,本模拟中加热针周围6 mm处c值被高估了约6%。

热脉冲法瞬态测量材料热物性研究

讨论了一维半无限大传热模型的热脉冲法测量原理,通过寻找脉冲加热停止后热面的降温规律来间接求数学解,给出了模型的布置方案,阐述了自主研发的SHT-P型热物性瞬态自动测量仪的结构和测量结果,在理想模型条件下,测量精度可达2. 4%,测量时间短至5 min,可一次性测得热导率、热扩散系数、比热等多个热物性参量。