基于辐射加热的涡轮叶片热冲击试验方法

针对涡轮叶片热冲击试验的需求,提出了一种基于石英灯辐射加热的涡轮叶片热冲击试验方法。采用高功率双排石英灯进行辐射加热、氮气和水雾相结合进行主动冷却、伺服作动系统进行加热冷却循环运动控制。通过仿真计算分析了辐射加热方式和气雾结合冷却方式的可行性和有效性,并根据仿真结果开展了加热器、冷却设备设计,构建了基于石英灯辐射加热的涡轮叶片热冲击试验系统,实现了50次冷热循环的热冲击试验考核。结果表明:采用石英灯辐射加热和气雾结合降温的试验方法可以模拟涡轮叶片热冲击所需的温度场和升降温速率。基于石英灯辐射加热的热冲击试验方法有效、可靠,能够精确模拟叶片温度场,大部分特征点温度控制偏差均小于5%,可应用于涡轮叶片热冲击试验。

SiC/SiC复合编织管的抗热冲击性能与失效机理研究

以二维二轴编织的SiC/SiC复合编织管为研究对象,研究其抗热冲击性能及失效机理。自主搭建了基于石英灯辐照加热的循环热冲击试验平台,基于该平台开展了SiC/SiC复合编织管的循环热冲击试验考核,并对循环热冲击后的复合编织管进行了径向压缩测试,探究了复合编织管力学性能与破坏机理,拟合得到了热冲击强度退化经验公式。研究结果表明,搭建的循环热冲击试验平台能够模拟快速升降温的实际服役环境,最高升温、降温速率在试验过程中分别可达约40、60℃/s。随着热冲击循环次数的增加,SiC/SiC复合编织管环向拉伸强度下降,且降幅随之增大。热冲击产生的热应力导致纤维周围的基体产生微裂纹,弱化了纤维束与基体之间的连接,这是复合编织管强度降低的原因之一。拟合的强度退化经验公式能够准确描述强度退化规律,可以满足工程应用需求。

太湖地区砂岩中石英变形特征:太湖冲击假说探讨

太湖冲击成因假说作为众多太湖成因说之一,于20多年前被提出至2009年的再次复兴,颇受争议。本文从冲击的关键证据之一石英变形特征入手,以新的实证研究重新审视前人的工作,并对太湖冲击假说展开探讨。主要通过光学显微镜观察太湖地区泥盆系砂岩中石英受应力而致的不均匀消光、碎裂、变形纹等变形特征;利用费氏台测量石英变形纹的定向特征,研究薄片中大量的人字形微裂隙现象;同时对比分析了九江地区同类砂岩及太湖地区菱铁矿结核体中石英碎屑的变形特征。研究显示太湖地区砂岩中发育的石英变形纹并非典型的击变页理纹(PDF),石英变形特征主要为较低应力下的变形特征,其成因具有多解性。因此太湖冲击成因假说以及太湖的形成机制值得多角度进一步研究。

三维编织复合材料的热激波传播衰减特性

采用保护环式石英压电测量技术 ,在“闪光 2号”脉冲电子束加速器上 ,进行了三维编织复合材料的热激波传播衰减特性实验研究。实验结果表明 :(1)在电子束能注量为 5 70～ 970J cm2 ,对厚度为 10mm的三维编织复合材料 ,其热激波应力峰值约为 0 15～ 0 39GPa ,只有相同条件下LY - 12铝的 6 %左右。这说明三维编织复合材料具有良好的衰减热激波的性能 ;(2 )热激波在三维编织材料的传播中 ,相对LY - 12而言 。

冲击石英砂岩的热释光和年代测定

利用二级轻气炮将6mm直径的钢球加速到7km／s后冲击石英砂岩靶。通过对石英砂岩受冲击前后热释光的测定，发现石英砂岩的热释光随着冲击压力的增大而减少，并在受冲击部位自外至里存在着一个热释光梯度。对受冲击部位的样品同时进行诱发热释光实验，结果自外至里诱发热释光同样存在热释光梯度，并比天然热释光所产生的梯度要小。具有热释光梯度的样品是判断陨石坑形成年代的最佳样品。

石英微机械陀螺抗高冲击能力的优化研究

石英微机械陀螺敏感芯片通常为一体式音叉结构,为实现特定的功能,常在芯片中设计开槽结构,开槽拐角处是应力集中的部位。在高冲击情况下,该部位的最大应力可能先达到石英晶体的屈服强度,导致芯片结构断裂损坏。通过在敏感芯片的开槽结构末端设计圆弧台阶结构,降低了该部位在高冲击环境下受到的最大应力,提高了敏感芯片的抗冲击性能。通过综合优化后,石英微机械陀螺的抗高冲击能力可达到10 000g,并保持了较好的性能。

脉冲辐照下三维多向碳纤维编织复合材料热激波的实验研究

在“闪光二号”脉冲电子束加速器上,采用自行研制的保护环式石英压电传感器,对三维多向碳纤维编织复合材料的热激波传播特性开展了实验研究。结果表明: (1)在电子束能注量为382J/cm2 ~953J/cm2范围内,三维编织复合材料的热激波应力峰值在 97~406MPa之间,只是相同能注量下Ly-12铝的 8%左右,这表明该材料具有良好的衰减热激波的性能; (2)三维编织复合材料中的热激波,其波速较低(大约为 2. 78~3. 45km/s),只是Ly-12铝的 0. 4倍左右,其波形上升时间也比Ly-12铝的大; (3)热激波强度和能注量间近似有线性关系,但烧蚀质量却随能注量增加而增加,当能注量足够高时,质量亏损面密度几乎以指数方式增加。

岫岩陨石坑石英的冲击变质特征

直径1.8 km的岫岩陨石坑位于辽宁省岫岩县苏子沟镇。坑区基岩为下元古界变质岩,由变粒岩、片麻岩、角闪岩、透闪岩和大理岩等岩石组成。坑内充填的撞击角砾岩石英颗粒呈现典型的冲击变质特征,其中包括沿着石英(0001)、{10 11}、{10 12}和{10 13}等方向发育的多组面状变形页理,以及石英发生相转变形成二氧化硅玻璃和柯石英。产出在二氧化硅玻璃中的针状和粒状柯石英表明从二氧化硅熔体中结晶形成。石英面状变形页理的发育特点限定冲击压力高达35 GPa,而二氧化硅熔体玻璃的存在表明冲击压力高达50 GPa。当压力释放和温度升高,二氧化硅熔体首先被形成。随着压力进一步释放到2.5～13 GPa,柯石英从二氧化硅熔体中结晶析出。岫岩陨石坑中石英面状变形页理和柯石英的存在提供了矿物冲击变质的诊断性证据。

白垩系与第三系界线异常的回顾与展望

阐述了在白垩系与第三系界线上的几个最主要的异常现象的地质记录，并就冲击论和火山论对这些异常现象进行不同的解释和概要的综述。认为Ｋ—Ｒ界线地质记录中诸多的异常现象主要由地外撞击引发的巨大灾变而造成，而火山作用，微生物作用以及环境渐变的累积效应也不可忽略。

高功率脉冲氙灯灯管的性能

研究了惯性约束聚变高功率激光驱动器使用的脉冲氙灯灯管(复合石英灯管和掺铈石英灯管)的光谱性能和抗冲击性能。分别对新复合石英灯管、新掺铈石英灯管、放电14 000发次的复合石英灯管、放电14 000发次的掺铈石英灯管进行了光谱透过率测试和实验对比。结果显示:复合石英灯管和掺铈石英灯管光谱性能都达到了高功率脉冲氙灯灯管的光谱指标,但掺铈石英灯管光谱透过率比复合石英灯管高约1%。对复合石英灯管和掺铈石英灯管进行了成分测试以验证其光谱性能。结果表明:除铈以外,掺铈石英灯管的其他金属杂质含量均低于复合石英灯管,认为其是掺铈石英灯管光谱性能优于复合石英灯管的一个原因。模拟了氙灯的放电运行,分别对复合石英灯管和掺铈石英灯管进行了动态抗冲击性能测试。结果表明,复合石英灯管的抗冲击性能较掺铈石英灯管高约6%。

滇西南发现石英面状变形构造

采自云南省西南部澜沧江中游临景大桥以东约2km、勐戛河下游北岸的岩石样品的薄片中发现了非常清晰的石英面状变形构造(PDFs)。根据伦敦大学矿物岩石与冰物理实验室费氏台(universalstage)测量分析结果、样品所在地地层时代特征和航卫遥感图像特征的综合分析,认为该PDFs属陨击成因,其陨击事件大约发生在白垩/第三纪边界(距今65Ma),所引起的冲击变质作用已接近最高级阶段的高压二氧化硅相,样品位置接近陨击坑的中心。

不同添加剂对镁碳质水口材料性能的影响

为了进一步改善浸入式水口用镁碳质耐火材料的抗热震性能,向以电熔镁砂(加入质量分数78%)和鳞片石墨(加入质量分数22%)为主原料,以酚醛树脂为结合剂的镁碳材料中外加6%(w)的添加剂(分别为熔融石英、斜锆石、锆莫来石和Si粉),成型后试样经干燥和950℃保温3 h(氮气保护)热处理后,研究添加剂对浸入式水口用镁碳质材料显气孔率、体积密度、常温抗折强度、高温抗折强度(1 400℃,埋炭)、热膨胀系数(室温至1 400℃)、抗热震性(1 200℃,水冷)和重烧线变化率(1 550℃保温10 h,埋炭)的影响。结果表明:添加熔融石英和Si粉能够在一定程度上改善浸入式水口材料的高温使用性能,抗热震性明显提高,且高温体积稳定性较好;而添加锆质材料(斜锆石或锆莫来石)则不能提高镁碳材料的抗热震性,且高温体积稳定性明显变差。工业试验结果表明:引入熔融石英或Si粉的镁碳质水口能够满足现场工况条件下的钢液热冲击,无开裂穿孔现象。

石英玻璃界面处水的异常冲击相变现象

在轻气炮上利用弹载光源原位测试技术,适时观测了夹于石英间的液态水在冲击压缩过程中的透光性,通过光透射率特征对水的冲击结构相变进行了分析研究。实验结果发现液态水在多次冲击压缩过程中,其热力学状态虽然未达到相变发生的条件却出现导致透光性变差的异常相变现象。经分析认为该异常相变是一种石英玻璃诱导水的结晶相变现象。

压电式传感器在辐射冲击波测量中的应用

为了准确测量复合材料中的辐射冲击波,特别研制了一种大尺寸的石英保护环式压电冲击波测量传感器;利用冲击波在材料界面处的透射、反射原理,给出了正确的界面应力换算方法;应用该自行研制的冲击波测试系统,在“闪光二号”电子束加速器上成功地测量了一种碳纤维编织复合材料中的辐射冲击波,测量波形完整、信号信噪比高,测量结果表明该测量系统完全可以胜任强干扰环境中的辐射冲击波测量。

冲击载荷下非晶态碳材料的动态响应模型研究(英文)

在一维应变冲击加载条件下 ,采用两个石英压力传感器进行了双值应力历史测量 ,对非晶态碳材料的动态响应特性进行了分析研究。研究结果表明 ,非晶态碳材料的冲击响应是简单稳定的 ,在试验冲击应力范围内为非线性弹性响应 ,Hugoniot曲线呈上凸的 ,表明材料内部传播的不是一个冲击波而是一簇压缩波 ,因此可采用特征线方法来解该冲击波问题 ,并用Riemann积分法对冲击应力过程进行修正 ,得到材料更精确的Hugoniot方程。还采用COPS程序对该材料的冲击响应过程进行了数值模拟 ,数值模拟曲线与试验曲线是很吻合的。表明采用Riemann积分法处理是合理的 ,此方法可以在VISAR测量中得到应用。

纳米材料对紫砂陶器强度及抗热震性能的影响

以紫砂土为主要原料,加入纳米紫砂和纳米石英短纤,采用塑性成型并煅烧。通过XRD物相分析,采用急冷—强度法表征试样的抗热震性能,研究纳米材料添加量对紫砂陶器强度及抗热震性能的影响。结果表明:随着纳米材料的加入,紫砂陶器抗折强度与抗热震性能都有所提高。当纳米材料加入量为1.19%时,两者性能均达到最大,抗折强度达68.7 MPa,抗热震强度达26.0 MPa。

氧化铝-莫来石陶瓷的抗热震性研究

近年来,人们利用ZrO2的马氏体相变增韧机理来降低Al2O3瓷的脆性,使抗热震临界温差ΔT由200～220℃提高到了280℃,并在磁流体发电试验研究中被用作高温结构陶瓷。文[2]认为通过热膨胀失配、颗粒弥散、纤维增强、引入第二相降低热膨胀系数等途径也可达到增韧的目的。作者在改性氧化铝的基础上加入石英玻璃,用热压注法成型并烧结成陶瓷试样,研究了氧化铝-莫来石陶瓷的抗热震性能.

Discovery of Shock Metamorphic Quartz at Taihu Lake Zeshan Island and Its Implications

The origin of Taihu Lake has attracted the attention of several generations ofChinese geologists. Especially the impact origin hypothesis was put forward by Prof.Pen Zhi-zhong. In the beginning of the 1990s, based on the previous hypotheses, differ-ent views have been advanced one by one. These indicate that research work aboutthe Taihu Lake origin is in a deep-going way.

PRELIMINARY STUDY ON THE ORIGIN OF TAIHU LAKE:INFERENCE FROM SHOCK DEFORMATION FEATURES IN QUARTZ

Taihu Lake is a well-known economic lake in China, and is also a famous scenic lake all over the world (Fig. 1). Scientists have long paid attention to the origin of Taihu Lake and put forward several hypotheses for its formation, for example, the river-derivation hypothesis, the tectonic subsidence hypothesis, the lagoon hypothesis etc., and recently the

红硅石生料直接在感应电炉炉衬上的应用

通过生产性对比试验证明:我国富产而价廉的红硅石生料代替稀缺昂贵的精制石英砂打结感应电炉炉衬不仅是可行的而且还具有不开裂、不挂渣和易清炉等特点.红硅石材料抗酸性氧化渣侵蚀和热稳定性优良其理论根据主要是石英晶粒细小和含有利于晶体转化的“促进剂”.在电炉炉衬上应用仍有潜力。可进一步通过实验寻找最佳方案,以扩大其应用范围.