多孔Al2O3/SiC、MoSi2/SiC复合材料的制备及吸波性能

以Si、Al₂O₃、MoSi₂微粉和生物竹材为原料,采用包埋烧结法分别制备出SiC多孔材料、Al₂O₃/SiC、MoSi₂/SiC复合材料。采用XRD、SEM及波导法测试其物相组成、显微结构及吸波性能。结果表明：MoSi₂/SiC复合材料的厚度为2 mm时有明显的吸波特性,有效吸收带宽在X波段的9.65~12.4 GHz频率范围内达2.75 GHz,且最低反射损耗为-38.27 dB。Al₂O₃/SiC复合材料孔道内的Al₂O₃与SiC晶须交缠,形成大量电偶极矩,产生介电损耗;MoSi₂/SiC复合材料除介电损耗外还存在电阻损耗,使得复合材料电磁损耗增加,是较有前途的结构功能吸波材料。     

改性硅溶胶封孔剂对多孔Al2O3陶瓷绝缘性能和微观结构的影响

采用甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷对硅溶胶进行改性制得有机硅改性硅溶胶封孔剂,并通过浸渍和加热固化的方法对多孔Al₂O₃陶瓷片进行封孔处理。研究了固化温度和固化时间对封孔Al₂O₃陶瓷片绝缘性能的影响,并对多孔Al₂O₃陶瓷片封孔前后的微观结构进行了表征。结果表明,较佳封孔条件为固化温度120℃、固化时间60 min,此时封孔Al₂O₃陶瓷片的直流和交流击穿电压分别达到最大值10.76 kV和6.01 kV,1 000 V绝缘电阻不低于9 999 MΩ。封孔Al₂O₃陶瓷片表面为改性硅溶胶涂层,呈致密无孔隙状态且与基体结合紧密,涂层厚度约为25μm,表面水接触角提高到86.93°,封孔层深度约为10μm。     

MnO2-CuO-TiO2共掺Al2O3陶瓷低温烧结和微波介电性能的研究

作为重要微波介质材料之一,Al₂O₃陶瓷介电性能优良,在微波电路方面得到广泛应用。但Al₂O₃陶瓷的烧结温度较高,制备工序需消耗大量能源。低成本降低烧结温度对Al₂O₃陶瓷的进一步发展具有重要意义。本论文通过MnO₂-CuO-TiO₂掺杂实现了Al₂O₃陶瓷的低温烧结,并对其烧结行为和微波介电性能进行了研究。结果表明,MnO₂、CuO、TiO₂的质量分数分别为0.7%、0.5%、0.8%时,复合掺杂可以大幅降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度,所获陶瓷具有良好的微波介电性能。在烧结温度为1 250℃时,Al₂O₃陶瓷的密度可达3.92 g/cm³,介电常数ε_r=10.02,品质因子与谐振频率的乘积Q×f值...     

利用核桃壳的形态结构优化Al2O3多孔材料的孔结构和性能

首先将质量分数为5%的ZrO₂溶胶、7%的Al₂O₃溶胶、3%的SiO₂溶胶作为浸渍试剂对核桃壳粉（WSP）浸渍处理。然后以α-Al₂O₃微粉为主原料,以处理后的WSP为造孔剂,制备了Al₂O₃多孔材料。研究了溶胶浸渍处理后WSP对多孔材料孔结构、热导率和力学性能的影响。结果表明,在Al₂O₃多孔材料的孔中可以清楚地观察到WSP的形变,这是优化陶瓷孔结构的重要因素。通过使用质量分数为3%的SiO₂溶胶浸渍处理的WSP,可以获得低热导率(200℃,0.297 W·m^-1·K^-1)和高耐压强度（43.5 MPa）的Al₂O₃多孔材料,并在孔中发现了莫来石的交叉网络结构。     

干压成型-固相反应法制备MgAl2O4多孔陶瓷

为了解决固相烧结法制备MgAl₂O₄多孔陶瓷过程中体积膨胀导致性能下降的问题，以d₅₀=1.1μm的Al₂O₃和d₅₀=1.5μm的MgO为主要原料，d₅₀=1.5μm的TiO₂为外加剂，用干压成型-固相反应法制备MgAl₂O₄多孔陶瓷。研究了热处理温度(1 300、1 350、1 400、1 450、1 500℃)和TiO₂外加量(质量分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)对多孔陶瓷烧后线变化率、显气孔率、体积密度、物相组成和显微结构的影响。结果表明：1)随着热处理温度的升高，MgAl₂O₄多孔陶瓷的致密化程度提高，体积密度增大，显气孔率降低；2)随着TiO₂外加量的增加，MgAl₂O₄多孔陶瓷的烧后线收缩率增大，显气孔率...     

金属铝粉和纳米Al2O3粉对陶瓷结合剂性能的影响

将金属铝粉、纳米Al₂O₃粉引入基础陶瓷结合剂,通过红外光谱分析陶瓷结合剂玻璃结构,X射线衍射表征其物相变化,并测试其耐火度,利用扫描电镜分析陶瓷结合剂立方氮化硼(CBN)复合材料的微观结构,并测试抗折强度,系统分析了金属铝粉、纳米Al₂O₃粉的单掺及复掺对陶瓷结合剂性能的影响。结果表明,金属铝粉使陶瓷结合剂耐火度升高,玻璃结构没有明显改变,部分铝粉转变为Al₂O₃,添加金属铝粉的陶瓷结合剂CBN复合材料抗折强度随烧结温度升高而提高。纳米Al₂O₃粉使陶瓷结合剂耐火度降低,呈玻璃相,但有少量Al₂SiO₅晶体和Li_xAl_xSi_3-xO₆晶体析出,添加纳米Al₂O₃粉的陶瓷结合剂CBN复合材料烧结温度720 ℃时出现较高抗折强度,达93.7 MPa。金属铝粉和纳米Al₂O₃粉的复掺有利于玻璃网络结构的键合,陶瓷结合剂以玻璃相为主,也有少量晶体析出,二者复掺对提高陶瓷结合剂CBN复合材料抗折强度更有优势,但烧结温度也相应升高,烧结温度740 ℃时抗折强度达最高值,为97.4 MPa。     

Mg粉对Al2O3-C滑板材料性能的影响

以板状刚玉、α-Al₂O₃微粉、鳞片石墨和Mg粉为原料,以酚醛树脂为结合剂,制备了添加Mg粉的Al₂O₃-C材料,研究了不同温度埋炭处理后（600～1 400℃）Mg粉对不烧Al₂O₃-C材料性能的影响。结果表明：金属Mg活性高,Mg在600℃即可与O₂、CO或CO₂反应生成MgO陶瓷相,保护树脂碳不被氧化,且原位形成的MgO陶瓷相形成了紧密结合,产生强化作用,使不烧Al₂O₃-C材料的中低温强度提高;在1 000～1400℃,MgO和Al₂O₃生成MgAl₂O₄,且MgAl₂O₄的晶粒尺寸和生成量随着温度的升高而增加,对材料有增强作用;但1 400℃烧后试样的强度明显下降,这是由于生成MgAl₂O₄     

防护装甲用抗弹Al2O3陶瓷研究进展

抗弹Al₂O₃陶瓷因其高硬度、低密度以及低成本,在防护装甲领域占有重要地位。本文详尽综述了抗弹Al₂O₃陶瓷的生产原材料选择、制备技术及发展趋势,比较了干压成型、等静压成型、凝胶注模成型及粉末微注射成型技术,与常压烧结、热压烧结、热等静压烧结等烧结工艺对抗弹Al₂O₃陶瓷性能的影响,阐述了发展抗弹Al₂O₃透明陶瓷以满足当代军事需求、抗弹Al₂O₃陶瓷增韧化以克服其高脆性、低韧性的应用屏障,为抗弹Al₂O₃陶瓷的更多应用提供可能。     

氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展

与传统金属材料相比，氧化铝纤维增强氧化铝基(Al₂O₃/Al₂O₃)复合材料因具有比强度高、密度低、耐高温和抗氧化等特点，已经成为新一代备受国内外学者关注的航空航天热结构复合材料。本文介绍了目前常用的氧化铝纤维及其基本性能，总结了Al₂O₃/Al₂O₃复合材料中常用的界面相及其对复合材料性能的影响规律，归纳了Al₂O₃/Al₂O₃复合材料的制备工艺及性能，指出了该材料未来的发展趋势，旨在为国内Al₂O₃/Al₂O₃复合材料的研究提供借鉴和参考，促进Al₂O₃/Al₂O₃复合材料在航空航天领域热端高温部件上的广泛应用。     

Research progress of TiO2?Al2O3 composite support

TiO₂·Al₂O₃多孔复合氧化物是新型的催化剂载体材料,因其在加氢精制工艺上能够显著增加催化剂的脱硫、脱氮活性而逐渐受到重视。本文综述了国内外关于TiO₂·Al₂O₃多孔材料的制备方法,分析了制备方法对材料的比表面积、孔结构、表面酸性等载体性能影响的一般规律。通过对国内外研究者的TiO₂·Al₂O₃合成方法的综合评述,指出了有待发展提高的方向。     

甲基丙烯醛氧化酯化整体式催化剂制备及评价

针对甲基丙烯醛氧化酯化浆态床反应过程中颗粒催化剂易破碎、活性组分易流失等缺点,采用浸渍法在电沉积到泡沫镍合金表面的氧化铝-氧化镁涂层上负载活性组分,制备了Pd_xPb_y/Al₂O₃-MgO/泡沫镍合金整体式催化剂。研究分析了铝溶胶含量、Al₂O₃含量、沉积电压和沉积时间等条件对涂层负载的影响,并对载体和催化剂进行了BET、XRD、SEM、ICP和TEM表征和气-液-固固定床反应性能评价。结果表明,当铝溶胶的体积含量为35%～40%,Al₂O₃含量为25～30 g·L^-1,沉积电压为10～12 V,沉积时间为8～12 min,搅拌速度为200～250 r·min^-1时可得到稳定的涂层。在温度为80℃、压力为0.3 MPa、醇醛摩尔比为8:1、液相物料进口流量为0.5 ml·min^-1、氧气进口流量为35 ml·min^-1、反应时间为2 h条件下,整体式催化剂上甲基丙烯醛转化率最高为76.1%,甲基丙烯酸甲酯选择性为81.2%。研究结果可为甲基丙烯醛氧化酯化制甲基丙烯酸甲酯的生产工艺优化提供科学数据。     

制冷剂/油在泡沫金属加热表面池沸腾换热特性

实验研究了制冷剂/润滑油混合物在泡沫金属加热表面核态池沸腾的换热特性,分析了润滑油浓度和泡沫金属结构对池沸腾换热特性的影响。实验使用3种结构参数的泡沫金属作为加热表面,其参数分别为10 ppi/90%孔隙率、10 ppi/95%孔隙率和30 ppi/98%孔隙率,厚度均为5 mm。实验使用的制冷剂为R113,润滑油为VG68,润滑油浓度为0～5%。实验结果表明：泡沫金属的存在极大提高了制冷剂/油混合物的池沸腾传热系数,最多提高1.6倍;润滑油的存在恶化制冷剂在泡沫金属加热表面池沸腾的换热特性,传热系数最多降低相似文献   

梯度金属泡沫池沸腾过程中气泡脱离特性

利用实验手段对梯度金属泡沫池沸腾过程中气泡脱离行为特性进行了探究。实验工质为去离子水、浓度分别为400 mg·L^-1和800 mg·L^-1的正庚醇溶液。梯度金属泡沫材质为铜和镍,铜泡沫层和镍泡沫层厚度均为4 mm,孔密度分别为40 PPI和10 PPI。实验结果表明：添加正庚醇会使池沸腾气泡脱离直径变小,数目减少,但其浓度变化影响不明显;在热通量6.6×10⁴ W·m^-2沸腾时,观察到气泡脱离金属泡沫骨架阻碍两种常见运动形式：气泡破裂和整体滑移;当热通量增加到1.0×10⁵ W·m^-2时,相邻的两个气泡在梯度金属泡沫内合并成一个大气泡脱离金属泡沫。     

Ethanol steam reforming over Ni/La–Al2O3 catalysts: Influence of lanthanum loading

Hydrogen production from ethanol reforming over nickel catalysts supported on lanthanum loaded Al₂O₃ substrates was studied. Activity results revealed the enhancement in the reforming stability of the Ni catalysts with the increase in the lanthanum loading on Al₂O₃ substrates. Catalytic behavior of Ni/La–Al₂O₃ catalysts in the ethanol steam reforming was found to be the contribution of the activity of the La–Al₂O₃ supports for the ethanol dehydration reaction and the activity of the nickel metallic phase that catalyzes both dehydrogenation and CC bond rupture. Physicochemical characterization of catalysts revealed that acidity, nickel dispersion and nickel-support interaction depend on the La-loading on Al₂O₃. The better reforming stability of catalysts with the increase in La content was explained in terms of the ability of nickel surface and/or La–Ni interactions to prevent the formation of carbon filaments.     

过渡金属Ni对Pd/Al_2O_3催化剂甲烷催化燃烧性能的影响

考察过渡金属Ni对Pd/Al_2O_3催化剂甲烷催化燃烧活性的影响以及过渡金属负载量及循环条件对甲烷降解性能的影响,采用扫描电镜、N_2吸附-脱附以及H_2程序升温还原技术对催化剂进行表征。结果表明,过渡金属Ni的添加对催化剂在(375~475)℃下的甲烷催化燃烧活性产生影响。催化剂经多次重复使用后,催化燃烧活性提高。分析原因为经过渡金属Ni改性后,可与载体形成NiAl_2O_4尖晶石,促进活性组分形成较小晶粒,并改善活性组分分散度,提高催化剂催化活性。     

泡沫薄膜液在变径管内的流变学特性

针对泡沫流体在储层介质内的流动特点,对泡沫薄膜液在变径管内的流变学特性进行实验研究。基于两相流动假设,利用量纲分析法确定量纲1参数ΔpD/δ及（3μU/σ）^2/3。通过CO₂及N₂泡沫的实验结果发现泡沫薄膜液在变径管内流动时需克服启动压力,量纲1参数间呈明显的线性关系,而且N₂泡沫与CO₂泡沫相比具有更大的流动阻力。与直管相比,泡沫薄膜液在变径管内具有更大的流动压差。实验结果表明,对于揭示泡沫液在多孔介质中的流动机理,Herschel-Bulkley模型优于幂律模型。     

恒热流直管中纳米流体对流传热的实验研究(英文)

In this work, the laminar convective heat transfer performance and the pressure drop of water-based nanofluids containing Al2O3, TiO2 and SiO2 nanoparticles flowing through a straight circular tube were experimen-tally investigated. The experimental results showed that addition of small amounts of nano-sized Al2O3 and TiO2 particles to de-ionized water increased heat transfer coefficients considerably, while the SiO2 nanofluids showed the opposite behavior attracting the authors’ interests. An average of 16%and 8.2%increase in heat transfer coefficient were observed with the average of 28%and 15%penalty in pressure drop for Al2O3 and TiO2 nanofluids.     

Production of hydrogen by steam reforming of glycerin over alumina-supported metal catalysts

Use of biodiesel and its production are expected to grow steadily in the future. With the increase in production of biodiesel, there would be a glut of glycerin in the world market. Glycerin is a potential feedstock for hydrogen production because one mol of glycerin can produce up to four mols of hydrogen. However, less attention has been given for the production of hydrogen from glycerin. The objective of this study is to develop, test and characterize promising catalysts for hydrogen generation from steam reforming of glycerin. Fourteen catalysts were prepared on ceramic foam monoliths (92% Al₂O₃, and 8% SiO₂) by the incipient wetness technique. This paper discusses the effect of these catalysts on hydrogen selectivity and glycerin conversion in temperatures ranging from 600 to 900 °C. The effect of glycerin to water ratio, metal loading, and the feed flow rate (space velocity) was analyzed for the two best performing catalysts. Under the reaction conditions investigated in this study, Ni/Al₂O₃ and Rh/CeO₂/Al₂O₃ were found as the best performing catalysts in terms of hydrogen selectivity and glycerin conversion. It was found that with the increase in water to glycerin molar ratio, hydrogen selectivity and glycerin conversion increased. About 80% of hydrogen selectivity was obtained with Ni/Al₂O₃, whereas the selectivity was 71% with Rh/CeO₂/Al₂O₃ at 9:1 water to glycerin molar ratio, 900 °C temperature, and 0.15 ml/min feed flow rate (15300 GHSV). Although increase in metal loading increased glycerin conversion for both catalysts, hydrogen selectivity remained relatively unaffected. At 3.5 wt% of metal loading, the glycerin conversion was about 94% in both the catalysts.     

Nano-sized Ni particles on hollow alumina ball: Catalysts for hydrogen production

Nickel nanoparticulate catalysts supported on hollow Al₂O₃ ball (<3 μm in diameter) have been prepared by spraying a mixed solution of nickel and aluminum nitrates in atmospheric pressure plasma. A wall of each ball (ca. several 10 nm in thickness) consisted of uniformly dispersed oxide bricks of ca. 30 nm sizes, which were identified as densely packed NiO, NiAl₂O₄ and Al₂O₃ crystallites. Highly dispersed Ni particles (<10 nm in diameter) have been formed on the ball surfaces by H₂ reduction of NiO crystallites, surrounded by the nano-sized oxide bricks of NiAl₂O₄ and Al₂O₃. A catalytic activity of the Ni catalyst thus prepared for methane steam reforming reaction was tested from a viewpoint of the application to fuel processors for polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). The results showed the catalyst possessed superior performances for the reaction in the activity and the resistance to coke deposition even under a low H₂O/CH₄ molar ratio (S/C < 2) condition.