兖矿高硫油页岩热解特性的试验研究

为获得兖矿高硫油页岩最优热解条件,通过管式炉热解试验装置,研究了热解终温、升温速率、反应时间和反应氛围对高硫油页岩热解特性的影响。结果表明:热解终温是决定页岩油产率和热解气组分的主要因素,最优反应条件为热解终温540℃,升温速率5℃/min,反应时间30 mim~60 min;H_(2)氛围下页岩油产率有明显提高,H_(2)和CO_(2)热解氛围能促进油页岩的有机质分解,得到的页岩半焦中硫含量明显低于N2气氛。

一种可实现固体食品高温短时处理的实验装置及方法

该文在计算机模拟的辅助下研发设计了一种能够对固体食品实现高温短时处理(high-temperature short-time processing,HTST)的实验装置,利用该装置对样品进行加热处理,研究样品的平均升温速率及可调节范围,同时优化计算机模型。该装置以高温油浴作为热源,以水为直接加热介质,将包装食品置于注满水的耐压容器中,利用高于目标杀菌温度的油浴加热水床,进而加热食品,可以在避免食品样品受热过度的同时实现快速升温。结果表明,随着热源温度的升高(125~185℃),样品的平均升温速率从5.4℃/min提高至18.3℃/min,可以实现固体食品的高温短时处理,升温速率易调节。样品厚度减小时,预测平均升温速率可以进一步提高。该装置加热性能稳定,重复性好,操作简单,可为系统研究高温短时处理对固体食品的品质变化和微生物耐热性的影响提供技术支持,为微波杀菌等新型食品加工技术的深入研究奠定基础。

确定材料在高温高应变率下动态性能的Hopkinson杆系统

描述了一种利用Hopkinson杆装置确定在高温(温度可高达1 173 K)、高应变率下材料动态性能的试验方法。在试样加温过程中,试样不与入射杆及透射杆接触。当试样加热到预定温度时,气压驱动同步组装系统,推动透射杆及试样,使得应力波到达入射杆与试样接触面时,入射杆、试样及透射杆紧密接触。利用以上系统,完成了连铸单晶铜及上引法连铸多晶铜从室温到1 085 K范围内的应力应变曲线。测试结果表明,不论是上引法连铸多晶铜还是连铸单晶铜,流动应力随温度的升高而下降,在温度低于585 K时,材料的应变硬化率明显大于在温度高于585 K时的应变硬化率。

Hopkinson压杆技术的推广应用

简要介绍了Hopkinson杆的几种工程应用，包括：（1）用同步组装系统进行高温、高应变率耦合作用下材料动态力学性能的测试；（2）在Hopkinson压杆技术中实现单脉冲加载及其在动态损伤力学中的应用；（3）用Hopkinson压杆加载三点弯曲试样测定材料的动态起裂韧性；（4）用Hopkinson压杆技术对加速度传感器在3000-200000g范围内进行g值校准。还介绍了这些应用的基本原理、测试方法及所取得的成果。

难熔金属及其合金单晶的发展

主要介绍了难熔金属W,Mo,Ta,Nb及其合金单晶的制备技术,单晶的发展现状,并对单晶制备技术和单晶材料的发展方向提出了一些合理化建议。

高含硫环境中地面集输管线材质腐蚀影响因素

根据国内某高含硫气田集输管线内高含H2 S(8%～ 16 % )、CO2 (5 %～ 10 % )的高压腐蚀环境 ,分析了可能存在的腐蚀影响因素 ,并采用静态高温高压釜研究了H2 S、CO2 、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对2 0 # 钢的作用规律。结果表明 ,在试验研究的范围内 ,2 0 # 钢的腐蚀比较严重 ,腐蚀速率在 0 .348～ 2 .5 5 9mm/a之间 ,但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响 2 0 # 钢腐蚀程度的主要因素 :水中Cl-含量越高 ,2 0 # 钢的腐蚀速率越大 ;温度为 4 0℃时 2 0 # 钢的腐蚀速率相对较大 ;元素硫的存在会加速 2 0 # 钢的失重腐蚀和点蚀 ,最大点蚀深度为4 .86 7mm/a。通过室内研究 ,建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫 ,而且最好不要让集输管线的温度停留在 4 0℃左右 ,以减轻对管线的腐蚀 ;此外 。

气固相硫协同作用下水冷壁的高温腐蚀特性

利用高温管式炉对电站锅炉水冷壁受热面常用的两种管材(12Cr1Mo VG和15Cr Mo G)开展高温腐蚀实验研究,采用腐蚀增重法,得出气相硫、气固相硫作用下试片的腐蚀动力学曲线,并利用SEM和EDS对腐蚀试片表面及断面的微观形貌和元素成分进行分析。结果表明:两种材料的腐蚀动力学曲线都满足双对数曲线规律,气固相硫协同作用对金属的腐蚀性强于单因素气相硫的影响,15Cr Mo G的抗腐蚀性能优于12Cr1Mo VG;腐蚀层大致可以分为3层,依次为剥离叶片层、过渡层和腐蚀渗透层,气相硫腐蚀下腐蚀层较厚并且质地紧密,气相硫与固相硫协同腐蚀下腐蚀层较薄并且质地疏松,极易剥落;此外腐蚀层中存在硫元素富集现象,腐蚀渗透层中的硫元素质量分数高达6.65%,并且氧元素含量从金属基体表面到腐蚀层表面呈现递增规律。

Mo-Nb合金单晶的高温力学性能

研究了晶向为<111>Mo-Nb合金单晶的高温力学性能。实验结果表明,随着少量溶质原子Nb的加入,Mo-Nb合金单晶的高温强度获得了明显的提高。在1873K和Nb含量在0～6%范围内时(文中合金元素Nb含量均为质量百分比,下同),Nb含量每增大1%,材料的高温屈服强度就增加约16～25MPa,当Nb含量在0～3%范围内时,随着Nb含量的增加,塑性急剧下降,而在3%～6%范围内时其下降幅度趋于平缓;同时,随着Nb浓度的增大,更多的Nb溶质原子增大了原子间扩散阻力,使材料高温稳态蠕变率减小,大大提高了材料的高温抗蠕变性能;在1773K/10MPa时Mo-Nb合金单晶的稳态蠕变率较纯Mo单晶的降低了3～4个数量级,分析认为其蠕变机制为扩散蠕变。

气体绝缘开关内部固体绝缘件缺陷产气特性

为了研究固体绝缘件是否参与放电、加压时间、电极材料等因素对SF6分解气体组分及产气速率的影响,采用脉冲电流法测量GIS设备内不同绝缘缺陷在相同累积局部放电量下240 h内产气特性变化规律,分析了不同绝缘缺陷分解产物φ(SOF2+SO2)/φ(SO2F2)、φ(CO2+CO)/φ(CF4)和φ(CF4+CO+CO2)/φ(SOF2+SO2+SO2F2)3组组分体积分数比值的数值特征。研究结果表明:电极材料影响到CO2、CO的生成量,相同缺陷类型时,铁电极CO2、CO产气量大于铜电极材料;当放电涉及到固体绝缘时,无论电极材料是铁丝或是铜丝,其φ(SOF2+SO2)/φ(SO2F2)的值均高于母线电晕放电缺陷;φ(CO2+CO)/φ(CF4)的范围一般均在2~5之间;φ(CF4+CO+CO2)/φ(SOF2+SO2+SO2F2)的值均低于母线电晕放电缺陷。

二维C/SiC复合材料高温压缩力学行为研究

利用电子万能实验机和具有高温同步加载能力的分离式Hopkinson压杆装置,研究了二维碳纤维增韧的碳化硅复合材料在室温293 K^873 K时的准静态及动态压缩力学性能。实验结果表明:材料在高温下仍具有较高的承载能力,与室温时相比其动态抗压强度在873 K时仅下降了10%.分析认为,导致材料压缩强度随温度升高而下降的原因主要是由两个方面共同作用的结果:一是由于热膨胀系数不同引起的残余应力;二是氧化造成的承载能力下降,但氧化行为对该材料破坏强度的影响起到决定性作用。

复合固体推进剂高温加速试验理论与方法(1)——Arrhenius方程的适用性

国内外普遍采用高温加速试验方法,以Arrhenius方程作为动力学模型评估聚合物材料包括复合固体推进剂的老化性能和贮存寿命。近年来,Arrhenius方程在复合固体推进剂老化和寿命评估的适用性受到一些质疑。为探讨Arrhenius方程的适用性问题,本文综述了Arrhenius方程在国内外固体推进剂贮存老化评估中的应用情况,从理论源头梳理了Arrhenius方程的形成过程和相关参数物理意义,指出了目前在Arrhenius方程理论认识和应用上的误区。理论分析表明,在Arrhenius方程形式下,频率因子和活化能两个参数之一是温度的函数;对于固体推进剂,现行标准允许的加速试验温度范围内活化能可视为定值。应用Arrhenius方程应符合下述条件:1)研究所涉及的温度范围内老化机理可视为一致;2)各加速试验温度下,老化程度相当;3)参数k应符合速率常数的物理意义。性能随时间变化的数学模型中参数k不符合速率常数定义,使用应慎重,推荐使用性能对数模型替代。

碳纤维增韧的陶瓷基复合材料在高温高应变率下的压缩力学行为

利用高温电子万能试验机和具有高温同步自组装功能的Hopkinson压杆对二维C/SiC复合材料进行了应变率为10-4～103 s-1,温度为293～1 273K下的单轴压缩力学性能测试。实验结果表明:二维C/SiC复合材料破坏时并未表现出典型的脆性破坏,而是在应力达到压缩强度时出现了显著的应变软化,在经历了较大的变形后才最终破坏,同时材料还表现出良好的高温承载能力及一定的温度和应变率依赖性。随着温度的升高,复合材料的压缩强度呈降低的趋势。与准静态下室温压缩时相比,材料在1 273K时的压缩强度的降低程度不超过30%,但压缩强度对应变率的敏感性随着温度的升高而增大。由于高温下试样氧化,C/SiC复合材料压缩强度对应变率的敏感性在温度为1 073K时显著增大。

新型固硫剂的研发与应用研究

针对现有型煤固硫剂固硫效率低、SO_2高温段二次释放的问题,自主研发了一种新型高效固硫剂。采用独创的固硫剂表面多孔富集技术和与之配套的新型生产工艺和设备,制备出一种具有SO_2超低排放性能的清洁型煤。经固硫率检测和热工试验检测,结果表明,该类型煤在Ca/S摩尔比为2、炉膛温度为1 100℃的条件下,固硫率达到100%,锅炉热效率可达78.02%。研究表明:在提高型煤固硫性能的同时极大提高了型煤的热效率,提高了燃料的利用率,降低了燃煤使用过程中SO_2排放,实现了节能减排的目标。

淬硬45钢在高温、高应变率下的动态力学性能及本构关系

在20℃～800℃的温度范围和10^-3～10^4s^-1。的应变率范围内，采用电子万能试验机和分离式霍普金森压杆，对淬硬45钢（45HRC）分别进行准静态实验和动态压缩力学性能实验，得到应力应变曲线。结果表明：淬硬45钢的流动应力对应变率敏感性一般，但表现出较强的温度敏感性，随着应变率的增大而增大，随着温度的升高而降低。采用以高斯函数表示温度效应的改进Johnson-Cook本构方程拟合了淬硬45钢在高应变率和高温条件下的本构关系，拟合曲线与实验数据吻合较好。

内助剂型固硫剂在渭北高硫煤固硫中的应用

定义了内助剂型固硫剂 ,并在此基础上对两种内助剂型固硫剂的固硫效果进行了对比研究。结果表明 ,内助剂型固硫剂因助剂的助固硫作用得以充分发挥 ,因而固硫率明显高于同类对比固硫剂 ,尤其是 12 0 0℃的高温固硫率仍可达到 2 5 .7%～ 35 .5 % ,是同类对比固硫剂的 5～

固相Fe在高温液相Zn中的溶解行为

研究了自然对流条件下固相Fe在高温液相Zn中的溶解行为,并探讨了相应的溶解机制.结果表明:固相Fe浸入液相Zn中,随着温度的升高,Fe在液相Zn中的饱和浓度逐渐增加;溶解速率随液相Zn温度的升高显著增大,在520、560和600℃液相Zn中的溶解速率常数分别为2.1×10-6、5.06×10-6和7.15×10-6 m/s;520℃下,固相Fe在液相Zn中的溶解主要由界面反应和溶质原子在合金相中的扩散控制;560和600℃下则主要由Fe原子通过液相Zn中浓度边界层的扩散所决定.

Fe-Cr合金钢高温性能研究

本文试验研制了四种Fe-Cr合金材料,其在900℃时的热膨胀率在10-11×10^-3范围内,其中Fe-Cr-4合金的热膨胀率为10.27×10^-3,与钇稳定氧化锆（YSZ）相比,热膨胀率逐渐接近;与传统合金材料相比,热膨胀率之差均有了明显下降,因而降低了界面热应力,有效改善层间的热失配现象.随着温度的升高,各合金试样的电阻率呈平缓增大的趋势.在850℃时,四种合金试样的电阻率在0.95-1.17×10^-3Ω·cm范围内,其中Fe-Cr-4试样的电阻率较低,为1.17×10^-3Ω·cm,满足用作SOFC连接体材料导电性能的要求.Fe-Cr-1、4两种合金试样的抗氧化性能较好,随着氧化时间的延长,试样表面形成稳定的3Cr2O3Fe2O3氧化层,氧化增重逐渐趋于稳定.累计氧化455 h后,Fe-Cr-1、4两种试样对应的氧化增重在0.0002 g/g左右;而Fe-Cr-2、3两种试样仍在0.0004 g/g以上.

电解锰压滤渣高温脱硫研究

采用直接煅烧法、还原法及添加脱硫剂煅烧法对电解锰压滤渣进行了高温脱硫,研究了不同方法得到的脱硫产物的物相、残硫量和活性,并比较了几种方法的工业适用性。结果表明:直接煅烧法的脱硫渣和坩埚粘连严重,实际操作困难;加入煤粉并没有改善脱硫渣和坩埚的粘连问题,且脱硫渣中残硫量高;石灰石虽能减弱脱硫渣和坩埚的粘连,但由于生成惰性物质石英,降低了脱硫渣的活性;采用铝矾土作为脱硫剂进行脱硫,脱硫渣的残硫量低,脱硫渣和坩埚不粘连,脱硫渣活性高。铝矾土添加量为42%(质量分数),脱硫温度为1250℃,脱硫保温时间为5 min时,脱硫渣中硫含量为0.0894%(质量分数),达到脱硫要求。

远红外辐射干燥魔芋的应用研究

利用研究配制的远红外涂料在实验室和工厂化大生产试验中与传统干燥方法进行比较．前者缩短干燥时间２５％～４０％，节约能源２５％～３５％，提高产量１７４％，解决了“黑心”、“黑角”的问题，从而提高产品质量．

快离子导体在能源领域中的应用

综述了快离子导体材料在能源领域中的应用。介绍了钠硫电池、全固态锂电池,高温燃料电池、钠热机等方面的研究现状和发展趋势。