氧化镧对方镁石-镁橄榄石质耐火材料结构与性能的影响

以电熔镁砂、硅微粉为主要原料,研究了氧化镧(La_(2)O_(3))对方镁石-镁橄榄石质耐火材料结构与性能的影响。结果表明:氧化镧的引入及其含量的增加在主晶相晶粒间生成不规则状、棒状和针状的含镧硅酸盐相;该相的原位生成有助于提高材料的体积密度、降低显气孔率,并且在改善力学性能的同时,显著增强了材料的热震稳定性;含镧硅酸盐物相对显微结构的调节作用提高了材料抗玻璃配合料和硫酸钠的渗透能力。

基于人工表面等离激元的小型化电可调缺口带滤波器

具有小型化的缺口带滤波器在微波集成系统中具有广泛的应用前景.本文基于倒山形单元的人工表面等离激元(spoof surface plasmon polariton,SSPP)提出了一种新型小型化电可调缺口带滤波器.与相同横向尺寸的传统SSPP单元相比,所提出的倒山形单元的色散曲线表现出更好的慢波特性,渐近频率降低至原来的55%.缺口带的频率可通过调整变容二极管两端的偏置电压来动态控制.随着偏置电压从0.5 V增至30 V,缺口带频率从2.1 GHz移动到2.3 GHz,实现动态调节.仿真结果表明,缺口带滤波器通带内实现了较低的插入损耗(S_(21)<-1 dB)和良好的回波损耗(S_(11)>-10 dB),并且具有小型化的优势,尺寸仅为0.78λ_(g)×0.35λ_(g),λ_(g)是中心频率处的波长.采用印刷电路板技术实际加工了缺口带滤波器.实物测量和仿真结果吻合较好,验证了设计的可靠性.

钢包底吹氩均混时间及临界流量水模型实验

针对钢包底吹氩工艺,通过改变透气砖数量、单透气砖吹气位置、双透气砖夹角、喷吹气体流量、渣厚等参数,对钢包的均混时间进行了水模型实验研究.提出临界流量的概念,发现吹气量超过临界流量后均混时间明显减小.结果表明:单透气砖喷吹时,相同吹气量下偏心喷吹时的均混时间比中心喷吹时短,临界流量小;双透气砖喷吹时,透气砖夹角越大,均混时间越短,临界流量越小.

化学气相沉积法制备氮化硼纳米管的研究进展:反应装置、气源材料、催化剂

氮化硼纳米管(BNNTs)具有优良的耐高温、抗氧化、防辐射、绝缘和导热性能,因此,在航空航天、辐射屏蔽、热界面材料以及深紫外发射等领域具有潜在的应用前景。然而,高品质BNNTs的可控制备和批量生产仍然是学术和工业界的重大挑战。在BNNTs的众多制备方法中,化学气相沉积法(CVD)是最有潜力实现其可控制备的方法之一。但是,科学家们对于CVD法制备BNNTs的催化机理和影响因素尚未形成共识。鉴于此,文章从反应装置、氮源、硼源和催化剂4个方面对CVD法制备BNNTs进行了综述,并系统总结了相应的规律。在此基础上,分析了目前BNNTs可控制备中存在的问题,并对CVD法在BNNTs可控制备中的作用进行了展望,以期对今后BNNTs的制备起到借鉴作用。

高校实验技术人员岗位意识强化和综合素质提升途径

高校实验技术人员是实验仪器设备管理与使用的主体,也是高校实验室教学与科研的辅助人员。建设高水平的一流实验室,不仅要有高精尖的仪器设备,还要有具备良好的岗位意识及高水平的专业技术人员队伍作为支撑。本文基于作者的工作实践,分析、阐述了高校实验技术人员综合素质提升的途径与方法。

SCR7000连铸连轧铜杆扭转裂纹的关键影响因素

针对SCR7000工艺生产低氧光亮铜杆的扭转裂纹问题,采用SEM+EDS、OM等研究了铜杆中的杂质元素,中心与边部的晶粒尺寸及硬度差异,铜坯凝固组织异常等关键影响因素对扭转裂纹的影响。结果表明:铜杆扭转裂纹中存在Fe、Ni、Cr、Si等杂质元素的局部富集,产生了应力集中,诱导了铜杆表层的扭转裂纹。分析认为,这些杂质元素主要来自浇包、过滤器及钢溜嘴等材料的熔损;铜杆中心部位的平均晶粒尺寸、硬度与边部的差异大,导致扭转裂纹敏感性大,这是铜坯的入轧温度、轧制过程的铜杆冷却不合适、轧机与铜坯间的摩擦作用以及SCR7000工艺多道次轧制所致;铸轮结垢的严重程度与扭转裂纹的发生率存在明显的正相关关系,这是严重的铸轮结垢导致铜坯凝固组织异常所致。

1561铝合金MIG焊接头的低周疲劳性能研究

采用金属极惰性气体保护焊(MIG)制备了1561铝合金对接接头。在室温下,应变比为0.1和循环频率为3 Hz时进行了焊接接头的低周疲劳试验。讨论了应变幅对疲劳寿命的影响,分析了疲劳断口的特征。结果表明,该焊接接头的低周疲劳寿命随着应变幅的增加而降低。疲劳断口分为3个区域,即裂纹源区、裂纹稳定扩展区和瞬断区。疲劳寿命主要取决于裂纹稳定扩展区的大小,近表面气孔和脆性金属间化合物相是主要的裂纹形核源,因此控制焊接接头中气孔和脆性金属间化合物的形成是提高疲劳寿命的关键。

基于沙漏形人工表面等离激元和交指电容结构的双频滤波器设计

本文提出了一种在共面波导(coplanar waveguide,CPW)上加载沙漏形人工表面等离激元(spoof surface plasmon polaritons,SSPPs)和交指电容结构的双通带滤波器.首先,在共面波导传输线上引入了沙漏形SSPP单元结构和交指电容结构,以获得高分数带宽、低插损的通带特性.然后,通过加载交指电容环路谐振器激发陷波,形成双通带滤波器.仿真结果表明,所提出的双通带滤波器具有良好的上边带抑制和双通带滤波性能.两个通带的相对带宽分别为46.8%(1.49—2.40 GHz)和15.1%(2.98—3.63 GHz),可在4.77—7.48 GHz的范围内实现超过—40 dB的抑制,且可通过改变相应的结构参数独立调控两个通带的上、下截止频率.为深入了解双通带滤波器的工作原理,给出了相应的色散曲线和电场分布、LC等效电路分析.最后,根据优化后参数数值,加工出滤波器原型实物.实验结果与仿真结果吻合良好,由此表明提出的双通带滤波器在微波频率的集成电路应用中具有重要意义.

基于戟形人工表面等离激元的紧凑型宽带外抑制带通滤波器

提出了一种基于戟形人工表面等离激元(spoof surface plasmon polaritons,SSPPs)的具有宽频带外抑制特性的紧凑型宽带带通滤波器.设计的滤波结构是通过在基板底层蚀刻周期性的戟形槽和在顶层加载带有月牙形贴片的微带到槽线过渡结构实现的.与传统的I形SSPPs相比,戟形SSPPs具有更好的慢波特性,基于戟形SSPPs设计的带通滤波器可以实现更紧凑的结构.设计的滤波器通带的上下截止频率可以分别通过调整SSPPs结构和微带到槽线过渡结构来调节.仿真结果表明,宽带带通滤波器中心频率为2.85 GHz,相对带宽为130%,通带内的回波损耗优于–10 dB,在5.6-20.0 GHz之间具有极强的–40 dB带外抑制.设计的宽带带通滤波器结构尺寸紧凑,仅为1.08λ_(g)×0.39λ_(g),其中λ_(g)是中心频率处的波长.为了验证宽带带通滤波器的有效性,采用传统的印刷电路板技术加工了宽带带通滤波器.测量结果与仿真结果吻合较好,验证了设计的可行性.本文所提出的宽带带通滤波器显示了在微波频率下开发SSPPs功能器件和电路的良好前景.

基于几何相位超表面的高效独立双频点圆偏振太赫兹波束调控

为了克服超表面普遍具有的波长依赖性,提出了一种基于几何相位的多功能超薄超表面,在双频点处对透射圆偏振太赫兹波实现独立波前调控。该超表面单元由表层金属层和中间介质层组成,其中表层金属图案相同,均是由双C型开口环谐振器、中间金属圆环和长方形金属片谐振器构成。通过分别旋转表层金属谐振器,可以控制交叉偏振透射光具有相同的振幅和不同的相位。将单元结构按照特定的规律排列,可对入射波的波前实现任意调控,例如,在低频f_(1)=0.701 THz,分别实现了携带拓扑电荷数+1、+2、+3、+4的涡旋波束,其纯度均在60%以上;在高频f_(2)=1.663 THz,实现了对入射圆偏振波的汇聚,且焦距误差仅为0.04。仿真结果表明,设计的超表面在双频点处对电磁波具有良好的调控。

基于双开缝环结构的半反射和半透射超宽带超薄双偏振太赫兹超表面

提出了一种基于双开缝环结构的半反射和半透射双偏振超宽带太赫兹超表面,能实现光束偏折和生成涡旋光束.该超表面单元结构仅由附着在超薄介质层上的金属双开缝环构成,在超宽频带范围内同时调控反射和透射太赫兹圆偏振(circular polarization,CP)波和线偏振(linear polarization,LP)波.基于传输相位和几何相位理论,改变开缝环的大小和旋转方向,在0.3—1.2 THz范围内可以实现透射和反射的正交LP波和CP波在0—2π相移全覆盖,对应的正交LP波和CP波平均幅值为0.45的相对带宽分别达到86%和120%.本文特别设计了全空间超表面模型,实现了LP波和CP波光束偏折与生成涡旋光束.这些研究有助于全空间多功能太赫兹超表面器件的实现和实际应用.

碳化钼/纳米硅/碳复合微球的制备及其储锂性能

石墨负极材料是现在商业化应用最广泛的负极材料。但是商业化石墨负极比容量较低,难以满足现在所需求的高能量密度电池。因此,需要开发新一代高能量密度负极材料。以盐酸多巴胺、钼酸铵、纳米二氧化硅为原料,通过溶液自组装法制备微米球前驱体,后经碳化、镁热还原获得碳化钼复合碳包覆纳米硅(Si@α-MoC_(1-x)/C)微米球结构,其中α-MoC_(1-x)原位生成于碳壳层中,二氧化硅还原的硅颗粒稳固结合在壳层之内。纳米硅的引入大大提高了α-MoC_(1-x)/C复合负极的比容量,同时α-MoC_(1-x)碳壳层作为保护层,避免电解液与纳米硅直接接触、缓解纳米硅嵌锂后的体积膨胀。产物Si@α-MoC_(1-x)/C表现良好的循环性能和倍率性能,在200 mA/g电流密度下循环150圈后容量保持率为63.1%(498 mAh/g)。

用于凝胶注模成形的SiC/炭黑浆料的黏度控制

制备用于凝胶注模成形的SiC/炭黑浆料,采用旋转黏度计和Zeta电位测量仪表征浆料的黏度及稳定性,研究聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和浆料制备工艺参数对炭黑浆料分散性的影响,分析影响SiC/炭黑凝胶注模浆料黏度的主要因素。结果表明:PVP在炭黑颗粒表面的吸附可增大炭黑在水中的Zeta电位绝对值,同时提高炭黑颗粒之间的空间位阻斥力,从而改善炭黑颗粒在水中的分散。PVP在炭黑浆料中的最佳添加量为2.25 mg/m^(2),浆料的最佳球磨时间为9 h。在SiC粗细颗粒级配为2∶1,炭黑质量分数为6%,单体质量分数为15%的优化工艺条件下,得到黏度适中的高固相含量浆料,适应于凝胶注模成形。

矫直平整工艺对高强钢三维残余应力分布的影响

残余应力是高强钢制备及使用过程普遍存在的共性问题,三维表征钢板内的残余应力分布则是揭示加工工艺对残余应力影响规律的必要手段。本文采用裂纹柔度法(CCM)对矫直平整加工前后带钢的残余应力进行了三维表征,分析了矫直平整工艺对620JJ搅拌罐体用钢板残余应力的影响规律。结果表明:经过矫直平整工艺后,沿带钢宽度方向的上表面和下表面应力的最大值分别降低了67.97%和43.70%,带钢宽度方向上弹性应变能的波动值从245.41 kJ/m^(2)降至102.73 kJ/m^(2),降低了58.14%。矫直平整工艺可以降低高强钢整体残余应力水平,利用矫直工艺能改善单平整加工出现的滞流区。

外加应力及预变形对700L回火碳化物析出行为的影响

回火是残余应力调控的重要手段。采用Gleeble热模拟实验、非等温双回火实验及SEM、TEM组织分析等实验方法,研究了不同预变形及外加应力条件下700L回火碳化物的析出行为。结果表明,在回火过程中,外加应力可以促进碳化物的形核析出。当外加载荷为零时,碳化物主要分布于晶界,且尺寸偏大,为13.9 nm。在50、100 MPa应力回火后,组织中的碳化物数量明显增多,尺寸分别为11.4、11.6 nm,且碳化物的析出位置也由以晶界为主变为晶内弥散分布。在本文研究的应力范围内,回火前增加预变形有效提高了析出物的形核率,并减小了析出物的平均直径。在0MPa下,未变形回火试样的碳化物尺寸为13.9 nm,而5%、10%预变形回火试样的碳化物尺寸为12.9、11.5 nm,较未变形试样分别减小了7.2%和17.2%。经定量统计可知,不同回火工艺下析出物的体积分数几乎保持不变。

铁焦气化反应行为的实验室研究与分析

在实验室使用热失重法研究了不同铁焦的气化反应行为,测定了铁焦气化反应开始温度,并运用FactSage热力学软件进行了理论分析。结果表明:铁焦中金属铁含量越高,气化速度越快,且随温度升高而加快;金属铁有促使气化反应开始温度降低的作用,且其含量越高,气化反应开始温度降低越多;在气化反应初期,金属铁被CO2氧化,结果试样质量不减反增。

单原子催化剂的制备、表征及催化性能（英文）

单原子催化剂(SACs)是指金属以单原子形式均匀分散在载体上形成的具有优异催化性能的催化剂.与传统载体型催化剂相比,SACs具有活性高、选择性好及贵金属利用率高等优点,在氧化反应、加氢反应、水煤气变换、光催化制氢以及电化学催化等领域都具有广泛应用,是目前催化领域的研究热点之一.常见的SACs制备方法有共沉淀法、浸渍法、置换反应法、原子层沉积法以及反奥斯瓦尔德熟化法等.实验及理论研究表明,单原子催化剂高的活性和选择性可归因于活性金属原子和载体之间的相互作用及由此引起的电子结构改变.载体是影响单原子催化剂性能的重要因素之一.目前常用的SACs载体有金属氧化物、二维材料和金属纳米团簇等,本文着重综述了这三种负载型SACs的制备、表征、催化性能及催化机理,并概述了SACs未来可能的发展方向和应用.研究表明,共沉淀法、湿浸渍法和反奥斯瓦尔德熟化法等方法可用来制备氧化物负载的SACs.高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)表明金属是以单原子形式均匀分散在载体上,近边X射线吸收精细结构(XANES)结果表明金属原子与载体之间存在着强相互作用.实验和理论研究均表明该类催化剂在CO氧化反应、水煤气转化及乙炔加氢生成乙烯等反应中具有高的催化活性和稳定性.采用化学气相沉积法和原子层沉积法等方法可以将金属原子稳定地负载在具有缺陷活性位点的石墨烯、MXene及六方氮化硼等二维材料上并相应制备出SACs.X射线吸收精细结构谱(EXAFS)和XANES分析表明样品中金属以单原子形式存在,而且金属原子与载体之间也存在着强相互作用,理论计算表明金属原子与二维载体之间的电荷转移是SACs活性高的主要原因.置换反应法和连续还原法是制备溶胶型SACs的有效方法,其中置换反应法可将活性金属原子原位组装在金属模板团簇的顶点位置,连续还原法可将活性原子负载于金属模板团簇的表面.DFT计算表明活性原子和金属模板团簇之间存在电荷转移效应,这是溶胶型SACs具有非常高的催化活性的主要原因.SACs下一步的研究方向可能是:(1)研究开发新型SACs,尽可能提高催化剂中活性金属原子的含量;(2)深入研究SACs的结构、活性以及催化机理之间的关系;(3)尝试将SACs大规模应用于工业催化.

AZ91D镁合金Ni-W-P多层化学镀层的摩擦磨损及耐腐蚀性能

采用多层化学镀工艺在AZ91D镁合金表面成功制备了Ni-W-P多层化学镀层。通过XRD、SEM、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,对比研究了普通单层化学镀试样与多层化学镀试样的显微结构、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明:多层化学镀层的摩擦因数、维氏硬度及磨损速率与单层化学镀层大体相当,分别为0.33、933 HV和1.46 mg/Km,保留了单层化学镀层优异的耐磨损性能。此外,多层化学镀层的孔隙率较单层化学镀层降低了2个数量级,涂层更为致密。与普通单层化学镀层相比,多层化学镀层的耐蚀性能显著提高,其腐蚀电位和击破电位分别提高了168和209 mV,钝化电流密度由4.212μA·cm−2降低至1.306μA·cm−2。因此,多层化学镀层有望成为AZ91D镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。

开槽阳极对铝电解槽中气泡运动影响的数值模拟（英文）

为了研究铝电解过程中的气泡运动,建立三维非稳态数学模型。设计新型双开槽阳极,这种新型阳极可以有效去除电解过程中生成的气泡。通过求解麦克斯韦方程得到电磁场。采用双向耦合欧拉-拉格朗日方法研究气泡的运动,并且考虑电流密度与气泡形核速率之间的相互影响以及气泡的碰撞合并过程。采用随机游走模型考虑湍流的混沌效应。数值模拟结果与实验结果吻合良好。结果表明:阳极电流分布与气泡形核呈现出周期性变化,开槽阳极显著加快气泡的去除。在三组电流情况下,气泡去除率均超过50%;随着电流的增加,开槽的作用逐渐减小。

高钛金属化球团熔分用电炉炉衬材质探讨

针对攀钢高钛金属化球团熔分用电炉的工况条件,选择炭砖及七种含碳耐火材料作为研究对象,借助热力学计算和动态抗渣试验探讨应用这些材料的可行性。结果表明,在不考虑氧化的前提下镁质或铝质耐火材料中引入高含量C和SiC组分有利于提高其抗熔分渣侵蚀能力;综合考虑认为,引入高SiC含量的镁碳化硅碳材料或铝碳化硅碳材料是高钛金属化球团熔分用电炉炉衬的最佳候选。