添加微波脱硫助剂对新峪焦煤介电特性的影响

通过对新峪焦煤中添加助剂进行微波脱硫实验,探究了微波频率在2.45GHz下,酸性助剂(HCl)、碱性助剂(NaOH)、还原性助剂(HI)和氧化性助剂(HCOOH-H2O2)分别与新峪焦煤结合所得脱硫率,利用传输反射法测定煤样在0.1～6.5GHz频率范围微波脱硫前后的介电常数,表征介电特性发生的变化。研究结果表明:在0.1～6.5GHz频段范围内,伴随着盐酸溶液的浓度增加,煤样相对介电常数、相对介质损失因子和介质耗散因子相对应增加;煤样经氢氧化钠溶液处理后相对介电常数随着微波频率的增加而降低;氢碘酸溶液处理后的煤样相对介电常数曲线随频率的增加缓慢下降;甲酸-过氧化氢溶液处理后的煤样相对介电常数曲线趋于稳定,不再随频率的增加缓慢下降,在6.0GHz后曲线开始上扬。     

太赫兹波段煤的湿度与介电特性关系

基于自由空间法测试材料介电常数的原理,在室温条件下,测量了太赫兹波段100~110 GHz频率范围电磁波辐射条件下不同地区不同类型的煤样在不同湿度时的介电常数,研究湿度对煤的介电特性的影响,为研发旨在防治煤矿水害的基于太赫兹透射成像的煤矿孔中径向裂隙探测技术提供理论和数据基础。实验分别测出了煤样在100,105和110 GHz电磁波辐射时不同湿度条件下对应的介电常数实部和虚部,计算了不同湿度条件下的损耗正切。通过实验数据分析得出以下结论,室温条件下太赫兹波段的电磁波辐射时,煤的介电常数实部和虚部均随湿度的增加而单调增大,损耗正切随湿度的增加也呈现增大趋势。     

受载煤体水力压裂复电参数实验研究

为研究单轴受载煤体压裂后煤体复电阻参数变化关系，在实验室搭建受载煤体的水力压裂变频复电阻率测试平台进行实验，对受载煤体进行压裂前后复电性测试。运用电介质极化理论和激发极化理论，分析煤的水力压裂复电阻率频散机理。结果表明，压裂前煤体复电阻率实部、虚部均随频率变化而变化；复电阻实部整体呈现“三段式”趋势，虚部呈“U”型，趋势略有不同；煤体电容随着频率的增大而减小。压裂后复电阻率虚部呈现“阶梯状”,实部呈现“持续下降”的趋势，不论压裂前还是压裂后，煤体电容都随着频率的增大而减小；压裂后的煤体在含水状态下其虚部呈现“单边上升”,其物理机制是空间电荷积聚效应产生的。     

高硫炼焦煤介电性质研究

为确定典型高硫炼焦煤种在不同条件下的电磁特性,获知其波能吸收频率范围,为微波脱硫条件选择提供依据,利用传输反射法在0.2～18.0 GHz频率范围内扫频测定山西高硫炼焦煤介电常数,考察密度、粒度、矿物质等影响因素。结果表明,原煤介电常数实部 ε′随频率的增大略有下降,虚部ε″随频率的增大先减小后增大,在15.619 GHz达到峰值;损耗角正切tan σ在15.664 GHz处有峰值;煤中高岭石含量增加,ε′,ε″均增大,方解石对介电性质基本没有影响,石英介于二者之间;在0.2～10.0 GHz,ε′随粒度的增大而增大,ε″随粒度的增大而降低。密度大于1.8 g/cm 3的煤样,ε′,ε″明显高于其他密度级煤样,灰分高的煤样介电常数高于灰分低的煤样。     

La_(1-x)Ce_xMnO_3微波吸收特性

用溶胶-凝胶法制备了La1-xCexMnO3(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)样品,用微波矢量网络分析仪测试了该样品在2～18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率,根据测量数据计算了电磁损耗角正切及微波反射率与频率的关系.结果表明,在x=0.4时,样品微波吸收效果最好.当样品厚度为2.20 mm、x=0.4时,吸收峰值为27 dB,10 dB以上频带宽度达3.2 GHz.初步探讨了该材料的电磁损耗机理,发现损耗吸收来自磁损耗和介电损耗的共同作用,吸收峰所在频率介于介电损耗角正切最大值与磁损耗角正切最大值对应的频率之间,即在13.2 GHz附近.对样品的电阻率测试表明,其室温范围内电导在半导体范围内,有利于降低微波在样品表面的反射率.     

W波段下煤炭介电常数特性研究

介绍了北方4个区域的煤炭样品在75~110 GHz频率下复介电常数特性(实部和虚部)测试理论、方法和结果。为煤质的检测和分析,提供一种新的检测手段,并为太赫兹材料检测提供研究基础。     

Ba0.8La0.2Co2Fe16O27的制备及电磁损耗性能研究

以硝酸钡、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镧和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备前驱体,在1200 ℃下煅烧3 h合成了W型钡铁氧体.通过TG/SDTA对前驱体进行分析,发现柠檬酸在240 ℃附近开始分解,450 ℃左右存在柠檬酸的二次分解.利用XRD、IR和SEM及TEM等对产品进行了表征,结果表明:Ba0.8La0.2Co2Fe16O27属于六方晶系,结晶完整,Co2+-O,Fe3+-O,Ba-O键分别在580,548,430 cm-1左右出现的吸收峰.由SEM和TEM观察表明,样品呈松散多孔状,由较小粒子组成,晶粒大小在100 nm左右.采用矢量网络测试仪对产品在1～20 GHz的频率下进行了电磁损耗性能测试,结果表明:在该频率范围内Ba0.8La0.2Co2Fe16O27具有优良的电磁损耗特性.     

煤微波脱硫介电性质变化及其影响因素

为明确高硫煤微波脱硫前后介电性质变化及影响因素,选用微波频率2.45 GHz与HAc-H2O2协同法进行了脱硫试验,并采用XRD与XPS对试验前后煤样的成分进行了分析表征,根据表征出的成分筛选出相应模型物,利用传输反射法测定了煤样及筛选模型物在0.5¹8 GHz频率范围的介电常数。试验结果表明:试验前后煤的介电性质在918 GHz频率范围的介电常数。试验结果表明:试验前后煤的介电性质在9¹2 GHz和1312 GHz和13¹8 GHz频率范围内存在较明显差异,试验后煤样的复介电常数实部和虚部出现了不同程度地降低;煤和筛选模型物的复介电常数测定反映矿物组分在1318 GHz频率范围内存在较明显差异,试验后煤样的复介电常数实部和虚部出现了不同程度地降低;煤和筛选模型物的复介电常数测定反映矿物组分在13¹8 GHz范围对煤样介电性质影响较明显,以固态小分子硫醇硫醚、硫砜及噻吩类化合物为代表的有机硫组分则集中在918 GHz范围对煤样介电性质影响较明显,以固态小分子硫醇硫醚、硫砜及噻吩类化合物为代表的有机硫组分则集中在9¹2 GHz对煤样介电性质有影响,但程度相对较弱;筛选的有机硫模型化合物与微波耦合能力为:(亚)砜>硫醇硫醚>噻吩,与利用material studio软件计算出的分子偶极矩大小变化一致,符合分子偶极矩越大对微波响应越强的一般规律。     

多晶铁纤维表面原位氧化及其微波吸收性能

利用气氛退火炉对多晶铁纤维进行表面原位氧化改性, 获得了表面包覆铁氧化物的多晶铁纤维复合结构。采用扫描电镜、X射线衍射仪观察和表征多晶铁纤维表面氧化前后的形貌和物相, 用微波矢量网络分析仪测试样品在8～18 GHz波段的电磁参数。分别以表面氧化改性前后的多晶铁纤维为吸收剂, 制备厚度为1 mm的吸波涂层, 采用弓形法测试涂层在8～18 GHz波段的反射损耗值。结果表明: 多晶铁纤维经表面原位氧化改性后在表面形成较均匀的铁氧化物, 从而能有效降低其复介电常数, 而复磁导率实部与虚部仍保持较高值。表面包覆铁氧化物的多晶铁纤维以20%填充量制得的吸波涂层, 在8～18 GHz频段的反射损耗优于-10 dB的吸收带宽可达4.5 GHz, 峰值达-25.38 dB。     

多因素条件下浸水焦煤电阻率变化规律实验

煤矿采空区自燃区域因位置隐蔽及影响因素多导致定位难度大,可考虑利用煤的电性参数变化规律探测隐蔽煤火位置.为研究浸水焦煤电性参数随环境因素的变化特征,选取山西某矿煤样,利用自制煤电性参数测试装置,在不同的温度、浸水时长及测试频率条件下,测试浸水煤样的电阻率,探索多因素作用对焦煤电阻率变化特征的影响机制.研究结果表明:随浸水时间增加,焦煤电阻率呈下降趋势,且12 h后电阻率的整体下降速度趋缓;焦煤电阻率随温度升高而降低;相同环境因素条件下,随测试频率增高,焦煤的电阻率变小;浸水焦煤电阻率随测试频率增大、温度增高而更易达到稳定状态.