HIGH TEMPERATURE OXIDATION AND STRUCTURE OF SCALE AND WHISKERS FOR Fe-Ni-Cr SEALING ALLOYS

The oxidation rate,the growth,morphology and structure of oxide scale and whiskers for Fe-Ni-Cr sealing alloys in H_2-H_2O atmosphere at high temperatures have been studied. The growth rate of scale is controlled by diffusion.The scale is composed of Cr_2O_3 and spinel(Fe,Mn)O·Cr_2O_3 and the oxide whisker,are spinel(Fe,Mn)O·Cr_2O_3.

脱硫石膏制备纳米级硫酸钙晶须的试验研究

以脱硫石膏为原料,采用水热法在丙三醇水溶液中成功制备纳米级硫酸钙晶须。通过环境扫描电镜(ESEM)考察了反应温度、丙三醇浓度、原料粒度、晶种对硫酸钙晶须形貌的影响规律。试验表明:原料粒度和晶种对硫酸钙晶须形貌影响较大,随着原料的粒度减小,生成的硫酸钙晶须平均直径变小,平均长径比逐渐增大。随着晶种数量的增加,硫酸钙晶须的平均直径逐渐变大,但长径比略有增加。通过试验确定,制备硫酸钙晶须最优的反应温度为130℃、丙三醇浓度为60%,制备的硫酸钙晶须平均直径为186.09~260.28 nm,平均长径比为202.56~268.79,达到纳米级别。

Fe—Ni—Cr封接合金的高温氧化及氧化膜、氧化物晶须的结构

试验表明,Fe-Ni-Cr封接合金在高温湿氢气氛中氧化膜的生长受扩散控制,其主要组成为刚玉型的Cr_2O_3与尖晶石型的(Fe,Mn)O·Cr_2O_3。电子衍射及能谱分析证实,氧化过程中生长的晶须为(Fe,Mn)O·Cr_2O_3。

铁镍铬封接合金氧化晶须的透射电镜研究

在透射电镜下考察了在铁镍铬封接合金氧化膜表面生成的氧化晶须，观察到了氧化晶须的几种形貌，确认了氧化晶须的头部为多面体。结合电子衍射和能谱分析结果，证实了氧化晶须为（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ＿２Ｏ＿４。

斑海豹胡须涡激振动及其尾流循迹机理直接数值模拟

在视力和听力受到限制的条件下,斑海豹可以通过具有特殊外形的胡须识别和追踪水中游鱼的尾迹.从仿生学的角度,对斑海豹胡须在尾迹流场中的振动特性和循迹机理进行研究,有助于开发研制新型水下探测器.本文采用嵌入式迭代浸入边界法,在雷诺数Re=300和折合流速Ur=6.0的条件下,对均匀流场和尾迹流场中斑海豹胡须模型的涡激振动进行直接数值模拟,研究了胡须模型的振动特征和尾涡结构,并与具有相同等效直径的圆柱、椭圆柱的振动响应进行对比,分析了不同结构外形对振动特性和尾涡结构的影响,探讨了斑海豹胡须的感知能力和循迹机理.模拟结果表明,胡须结构具有显著的减阻、抑振作用,在均匀流场中做微幅混沌运动,这为斑海豹胡须感知提供了纯净的信号背景.而在尾迹流场中,胡须结构的振动响应显著增强,稳定且周期性好,与其他柱体相比,具有更高的信噪比和敏感度.这揭示了斑海豹利用胡须振动识别和追踪水中游鱼尾迹的机理,对于开发研制新型水下探测器具有重要借鉴意义.

仿海豹胡须阵列检测水中运动目标尾流特征

为检测水中运动目标的尾流特征,获取运动目标运动轨迹方向、几何尺寸等参数信息,通过模仿海豹使用胡须探测猎物的机理,提出了一种仿海豹胡须的尾流探测方法。首先,用3D打印技术制作了与海豹胡须形态相似的胡须模型,并结合压阻元件等材料制作了可感知水中运动目标尾流的传感器阵列。其次,设计尾流检测实验方案,并对0.5、1.0、1.5 m/s的均匀来流及具有微小波动的非均匀流场情况进行仿真分析,获取不同流场情况下的尾流速度场分布,分析S;的升力系数及频谱分布,并与理论计算得到的尾流漩涡脱落频率进行对比,验证实验方案的有效性。最后,在实验室条件下,采用该传感器阵列实现了对被测目标尾流特征的测量,并分析了仿海豹胡须夹角对尾流检测的影响。结果表明:在不同来流情况下,胡须模型升力系数波动较明显,经快速傅里叶变换获得的主频与尾流漩涡脱落频率理论值一致性较好;在尾流区内传感器探测尾流信号的平均电压值是非尾流区的3倍以上,由此可准确识别出尾流区和非尾流区。在此基础上,对平均电压值衰减的梯度方向进行分析,实现了对被测目标运动轨迹方向的估算。该传感器阵列测得尾流信号的最大响应频率接近数值仿真的主频,通过对该响应频率进行反演,实现了对被测目标直径尺寸的估计;仿海豹胡须夹角的大小会影响传感器涡激振动的产生,增加扰动信号,但对运动轨迹方向的估算及被测目标尺寸的估计无明显影响。

弹性支撑斑海豹胡须模型单自由度流致振动实验研究

斑海豹依靠其具有波状外形的胡须,可感知猎物尾迹流场中的涡流,进而循迹追踪.对斑海豹胡须感知涡流特征的机制进行研究具有重要的科学意义和应用价值.本文根据斑海豹胡须的外形参数,制作了1:30的实验模型,在水槽中研究了均匀流场和尾迹流场中单个胡须模型和胡须模型阵列的单自由度流致振动特性,分析了模型振动响应与涡流特征的关联.结果表明,在均匀流场中,零攻角条件下,胡须的波状外形具有显著的抑振作用,胡须模型在一定的折合流速范围内具有较低的振动幅值;而当来流攻角较大时(α≥30°),振幅显著提高在固定圆柱形成的尾迹流场中,胡须模型在一定的圆柱间距范围内发生大幅振动,振动频率与尾流的泄涡频率锁定,表现为明显的双峰模式,这与均匀流场中胡须模型的单频振动模式明显不同.尾迹流场中,胡须模型的振动幅值受来流条件影响大,但振动频率较为稳定.在均匀流场和尾迹流场中,除个别折合流速外,阵列布置胡须模型的振动幅值和频率与单个胡须模型相近,相邻胡须模型之间相互干扰不显著.

新型钻井液用成膜封堵剂CMF的研制及应用

针对渤海辽东湾某油田地层硬脆性泥页岩裂缝发育特点,笔者通过控制反应条件,制备了平均长径比在20～30之间的三水碳酸镁晶须和水合碱式碳酸镁晶片,并在此基础上与常用成膜剂LPF-H复配,研制了一种新型成膜封堵剂CMF,其中LPF-H∶晶须∶晶片的配比为7.0∶1.6∶0.4。室内实验结果表明,成膜封堵剂CMF与钻井液体系具有良好的配伍性,流变性能能够满足携岩屑要求,对不同渗透率砂盘的封堵能力优于常用成膜剂LPF-H。晶须、晶片与LPF-H这三种材料相互协同作用,在井壁形成一层致密、具有一定强度韧性的隔离膜,能有效封堵地层裂隙,稳定井壁,降低钻井液处理剂的损耗。该成膜封堵剂CMF在渤海辽东湾某油田X-1井进行了现场试验,结果表明,加入成膜封堵剂CMF后,钻井液性能满足要求,滤失量和表皮系数均低于采用成膜剂LPF-H的邻井X-2。这说明,成膜封堵剂CMF能够满足该油田钻井过程中储层保护的需要,具有推广应用前景。

航空发动机陶瓷基高温封严涂层研究进展

高温封严涂层应用在航空发动机高压压气机和涡轮等气路封严部位,可以减少转子和静子之间的间隙,提高发动机效率、降低油耗,是当前研究的热点。从金属基高温封严涂层和陶瓷基高温封严涂层两个方面分别进行分析,总结国内、外高温封严涂层的发展及研究现状,指出我国在陶瓷基高温封严涂层研究和应用领域存在的差距;分析YSZ陶瓷基封严涂层失效的主要原因,并且分别从陶瓷涂层显微形态优化和显微组织优化两个角度进行展开,分析当前提高YSZ陶瓷基封严涂层热循环寿命的研究成果和存在的问题;探索了基于贝壳仿生结构设计和晶须增韧机理分别对涂层显微形态优化和显微组织优化的新思路,以及新技术面临的问题。在此基础上,展望了新型陶瓷基高温封严涂层的发展方向。