AgZnO电接触材料内氧化热力学和动力学研究

研究了Ag_Zn合金内氧化的热力学和动力学问题。热力学计算结果表明:Ag_Zn合金内氧化在热力学上是可行的。采用氧化增重实验测出了Ag_Zn合金氧化动力学曲线,结果表明:Ag_Zn合金快速氧化增重温度区间为600~800℃,且随着温度的升高,Ag_Zn合金的氧化越充分。内氧化法制备的AgZnO材料组织呈连续的网状分布,ZnO颗粒弥散分布于Ag基体中,Ag和ZnO结合紧密。     

内氧化法制备AgCuONiO电接触材料的热力学分析及其组织演变

采用内氧化法制备了AgCuONiO电接触材料,理论推导了AgCuNi合金发生内氧化的热力学条件,利用光学显微镜、扫描电镜、电子拉力试验机等分析手段对其物理性能和微观结构进行了研究。结果表明:AgCuNi合金内氧化在热力学上是可行的,热力学区位图中择优氧化区的范围由上、下限氧分压共同确定。随着内氧化温度的提高,材料基体中的氧化物颗粒的尺寸有所增加,氧化物颗粒形貌由弥散颗粒状逐渐向链珠状过渡。试样的导电率、显微硬度以及抗拉强度也随内氧化温度的升高而逐步增加,基体中细小弥散的氧化物颗粒的析出是材料力学性能改善的根本原因。     

微电机换向器用内氧化法AgCuONiO电接触材料的结构及性能研究

内氧化银基合金具有优良的导电性和耐磨性,已成为一种重要的电接触材料并成功应用于微电机换向器领域。本文利用x射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度仪（MHT）以及寿命试验分别对微电机换向器用AgCu4Ni0-3合金内氧化前后的结构及性能进行了研究。结果表明,AgCu4Ni0．3合金在700℃、0．5arm氧分压下氧化3h后完全氧化,氧化产物CuO、NiO颗粒均匀弥散分布于氧化层基体中,增强了合金的热稳定性;AgCu4Ni0．3合金的软化温度由氧化前的250℃提高到400℃。寿命试验表明,相比AgCuNi／TUl材料,AgCuONiO／TUl复合材料制成的换向器具有更高的耐磨损性能,在电接触材料领域具有广泛的应用前景。     

STS 321不锈钢的抗氧化性能

提出使用一种新的耐高温不锈钢STS 321(Cr18Ni9Ti)用做中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)的连接体,研究了其在空气中的循环氧化行为.在温度低于700℃时,不锈钢几乎不被氧化.在700～800 ℃时的氧化曲线为典型的抛物线,氧化活化能为105.4 kJ/mol.在800℃氧化800 h,在氧化初期的200 h内形成氧化层保护膜后,其质量一直保持恒定.在温度达到900℃时,氧化膜保护层由于挥发而失去保护作用,外层开始脱落,不锈钢质量降低.表明STS321合金在抗氧化方面非常适合用作中低温SOFC(400～800 ℃)的连接体材料,而其他性能有待进一步探讨.     

喷丸对Inconel740H合金饱和蒸汽氧化行为影响

为了研究喷丸对Inconel740H合金蒸汽氧化行为的影响,本文制备了喷丸与未喷丸Inconel740H合金样品,分别在700、750℃下,对样品进行1 000h饱和蒸汽氧化试验,使用高精度电子天平测量样品氧化增重,利用X射线衍射、扫描电子显微镜对氧化膜进行了分析。结果表明:Inconel740H合金在700、750℃下氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;随着温度升高,氧化速率加快,内氧化现象加剧;表面喷丸加速了氧化物由针片状向颗粒状转变,氧化膜较为平整,无晶界凸起氧化物;表面喷丸加速了O元素的内扩散并形成更多的内氧化产物,从而导致合金的氧化动力学速率增加。研究结果可为该合金服役前的预处理提供依据。     

形貌可控的尖晶石型LiNi0．5 Mn1．5O4的合成与性能

采用溶胶-凝胶法制备了5 V正极材料LiNi0．5 Mn1．5 O4。将混合盐溶液以不同速度加入草酸溶液中,对制得的LiNi0．5 Mn1．5 O4材料的结构、形貌和电化学性能会产生显著的影响。结果表明：将盐溶液以0．17 mL/s的速度加入到草酸中,预烧温度为450℃,焙烧4 h,后900℃焙烧6 h制得的样品为粒径均匀的多面体,1 C 充放电初始容量达到135 mAh/g,55次循环后的放电比容量保持率为96．26％。     

银合金内氧化动力学分析

本文从银合金内氧化过程中氧－银合金扩散模型出发，导出氧化厚度（x）与氧化时间（t）呈指数关系：■；得到其两种近似表达式：（1）直线型：■；（2）抛物线型：■。计算误差（在所考虑的温度T＝973K）均＜5％。本文认为影响银合金内氧化速度的主要因素为合金原子对氧原子扩散所具有的平均能垒（E）。分析了各种银合金的能垒（E）组成，并作了相关计算（T＝973K，P＝5atm）。利用直线型公式较好地解释了AgCd和AgSn合金在相同的工艺条件下（P，T）不同的氧化速度。由此，提出了加快银合金内氧化速度的途径。     

流化床水煤气炉飞灰反应性的实验研究

文中以CO2为气化介质，在热天平上，温度为850--1050℃范围内，气体分压为0．02--0.1MPa，在惰性气体N2保护下，以40K／min的加热速率条件下进行了飞灰气化反应性的研究。实验结果表明，在相同的时间内，气化反应温度越高，碳的转化率越高，气化反应温度越高，气化反应速率越高。气化反应速率随着碳转化率的增加而降低。在相同的温度条件下，反应气体的分压越高，气化反应速率越高。当气化温度为900℃时，要使碳的转化率达到50％，需要20min：要使碳的转化率达到60％，需要26min。当气化温度为1000℃时，要使碳的转化率达到50％，需要12min，要使碳的转化率达到60％，需要15min。     

专利·文摘

一种新型银基电接触材料及其制备方法 材料成分（质量分数）：3％～6％Cu,0．3％-0．6％Ni,0．05％～0．1％A1,余为Ag。涉及连铸法生产的上述电接触材料化学成分均匀（无Cu、Ni聚集）,可连续加料、熔炼铸造,实现规模化生产,板坯含氧量≤10^-6,无氧化物、夹杂物、缩孔等缺陷,成品率高,生产成本低,大批量生产的AgCuNiAl合金成分均匀、性能一致好,经后续加工和内氧化处理后,带材横向、纵向性能差异小,材料综合性能得到提升。本发明的银基电接触材料在250℃下仍保持良好的弹性及高温强度,材料的接触电阻低,抗熔焊、抗电弧侵蚀能力强,可在轻、中负荷条件下作为热敏熔断器弹性触点材料使用,有效防止触点发生熔焊、粘连等现象,材料使用寿命延长,可靠性提高。     

Inconel 690合金热变形本构方程研究

在Gleeble-3500热模拟试验机上,采用热压缩变形研究了Inconel690合金的高温变形特性。实验中变形温度为1100-1250℃,应变速率为1．0～60S^-1,变形程度为0．7。实验表明,该合金在高温下塑性良好,变形温度和变形速率对其高温塑性影响不大,但对动态再结晶影响明显。利用试验得到了真实应力-应变曲线,计算了该合金的变形激活能等热变形常数,得到了双曲正弦形式的热变形本构方程,检验计算证明,此方程较好地描述该合金的变形特点。     

水雾化法AgSnO2（12）粉末压坯烧结工艺探讨

摘要：采用水雾化法制备掺杂Bi、Cu元素的AgSn合金粉末,氧化后在不同单位成型压力条件下成型,然后在马弗炉中分别于880、900、920℃下烧结2、4、6h,考察了单位成型压力、烧结温度和烧结时间对材料致密度和硬度的影响。结果表明,提高单位成型压力和烧结温度、增加烧结时间可以提高材料的致密度和硬度。     

内氧化法制备银氧化锡电接触材料

AgSnO2电接触材料具有优良的抗电弧侵蚀性和抗熔焊性,在交直流接触器、功率继电器和低压断路器等领域已经部分或全部取代了AgCdO材料。内氧化法是制造AgSnO2电接触材料工艺最成熟、应用最广泛的一种方法。本文计算了Ag-Sn合金的内氧化热力学条件参数,论述了内氧化过程中SnO2颗粒的形核、长大和粗化过程,并采用合金粉末成形-内氧化-热挤压新工艺制备了SnO2颗粒细小弥散、性能优越的AgSnO2电接触材料。     

基于网络热力学建模的潜油电机温度辨识研究

鉴于对潜油电机温度监测的迫切需求及油井长线信号传输对经典电机温度监测方法的限制,将网络热力学建模理论应用于潜油电机的温度辨识,通过建立潜油电机的网络热力学模型,给出描述潜油电机温度变化过程的热力学方程组.基于在地面获取的电机定子采样电流进行机械化数学解析分析及稳态数值迭代求解,推导出潜油电机定、转子的辨识温度.对12 kW潜油电机进行温度辨识的实验结果表明,转子辨识温度与实测结果最大误差为5.59℃,验证了所提方法的正确性与可行性.     

时效处理对挤压CuCr25合金显微硬度及电导率的影响

为了进一步提高CuCr合金的使用性能,笔者研究了挤压变形CuCr25合金的显微组织变化以及不同的时效温度和时效时间条件下CuCr25合金显微硬度和电导率的变化规律。结果表明:挤压变形后合金的显微组织均匀,晶粒大大细化;CuCr25合金挤压后经过950℃×1h固溶,在450℃时效2h可获得较好的综合性能,显微硬度可达到156HV,较铸态提高了68%,电导率可达24mS/m,较铸态提高了14%。     

Ni-Cr合金超声导波温度传感器的设计

为了实现在高温环境下对温度的精准测量,基于超声导波测温原理,设计了一种镍铬合金超声导波温度传感器。镍铬合金具有抗氧化性好、高温环境下强度高、热膨胀系数小、导热性能好以及长期使用不变形等优点。经过分析,选用长为1 m,直径为0.8 mm,区截长度为30 mm的Ni-Cr合金丝作为敏感元,采集超声回波信号,利用互相关计算渡越时间,实现对温度的测量,并对传感器的测温范围、灵敏度以及重复性进行了分析,实验结果表明该传感器在1 100℃的强氧化环境下准确度达到了1%。     

Treatment of the Equations of Metal Oxidation Rates at Nuclear Power Plants and Thermal Power Plants in Terms of Thermodynamics

The results of the thermodynamic analysis of experimental data and the kinetics equations of hightemperature steam oxidation of iron-based alloys (in the process of a thermal power plant operation) and of zirconium and iron alloys applied in manufacturing of fuel element cladding (at loss-of-coolant accident (LOCA)) are presented. The method of sorting data on the Arrhenius equation parameters and criteria of their reliability are proposed. The dependence of the Arrhenius equation parameter variance depends on the alloy composition and concentration of oxidants (oxygen, steam). The results of isothermal tests in one medium allow relating the activation energy of alloy oxidation to their chemical composition in order to study the process of their oxidation. The algorithm for calculation of oxidation rates and the thermodynamic model of alloy steam oxidation dependence on their composition are developed. The simulation engages the exponential dependence of the molecule collision frequency factor on the entropy of reaction activation in the Arrhenius equation for reactions proceeding on the surfaces of different alloys according to a uniform mechanism and the notion of pseudobinarity of alloys when all dopes in the alloy behave as a single second alloy component, each with its own stoichiometrical coefficient. The verification of the model is accomplished using the plausible experimental data, and the kinetics of steam oxidation is determined (the temperature interval is 1073–1473 K) for zirconium alloys E110opt, E635 on the sponge base, and comparison with the kinetics of M5 alloy oxidation is carried out. For iron–chrome alloys with different contents of the latter, the results of calculations by the proposed model are compared to the data of the experiment on oxidation of alternative cladding alloys. The established laws can be used as a basis to develop the calculation code module for changing the physical state of iron–zirconium alloy fuel element cladding during the failure. The changes can be caused by such phenomena as oxidation, creep strain, and rupture of cladding.     

凝汽式汽轮机相对内效率在线监测的一种近似计算方法

针对汽轮机热力试验条件与正常运行条件间的差别 ,指出正常运行中汽轮机并不具备热力试验所要求的完全隔离的条件 ,同一电厂中各机组间总有一定的汽 (水 )联系。因此 ,对于正常运行的汽轮机 ,无法采用常规热力试验所采用基金项目 :国家电力公司重点科技资助项目 (SPKJ0 13 0 7)。的求解汽轮机质量和能量平衡方程的方法在线求解排汽焓 ,从而使在线准确确定汽轮机相对内效率存在一定的困难。文中提出一种在线计算汽轮机相对内效率的热力学近似方法 ,该方法基于汽轮机热力循环的基本原理 ,采用一些容易测量的参数来推算汽轮机的相对内效率 ,避开了常规的求解排汽焓的难题。通过与汽轮机热力试验结果的比较 ,证明该方法足以满足工程上对计算精度的要求。最后给出该方法在某 10 0MW汽轮机相对内效率在线监测中的应用情况。     

电厂锅炉防护用两种镍基合金涂层高温氧化行为研究

采用增重法对铬含量分别为30%和40%-45%的两种常用于电厂锅炉受热面管道防护的镍基合金涂层在500℃、650℃和800℃下的高温氧化行为进行了研究。并使用配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行了分析。发现铬含量对镍基合金涂层的抗高温氧化性能和氧化机理有着重要的影响。铬含量为40%-45%的涂层,其表面生成了连续的Cr2O3保护膜,具有相对较低的氧化速度。