单晶SiC的电助光催化抛光及去除机理

为满足电子半导体等领域对SiC超光滑、无损伤和材料高效去除的要求，提出了电助光催化抛光SiC的新方法。研究了光催化剂种类及其pH值对抛光液氧化性和抛光效果的影响，讨论了材料的去除机理。结果表明：以p25型TiO2为光催化剂配制抛光液所获得的最大氧化还原电位为633.11 mV，材料去除率为1.18 μm/h，表面粗糙度Ra=0.218 nm；抛光后SiC表面氧化产物中，Si-C-O、Si-O和Si4C4O4的含量明显增加，SiC表面被氧化并被机械去除是主要的材料去除方式。     

Numerical study of a concept for major repair and replacement of offshore wind turbine blades

Repair and replacement of offshore wind turbine blades are necessary for current and future offshore wind turbines. To date, repair activities are often conducted using huge jack‐up crane vessels and by applying a reverse installation procedure. Because of the high costs associated with installation and removal of offshore wind turbine components and the low profit margin of the offshore wind industry, alternative methods for installation and removal are needed. This paper introduces a novel concept for replacement or installation of offshore wind turbine blades. The concept involves a medium‐sized jack‐up crane vessel and a tower climbing mechanism. This mechanism provides a stable platform for clamping, lowering, and lifting of a blade. A case study of a 5‐MW offshore wind turbine is shown, where common engineering practices were applied and numerical simulations of the marine operations were carried out using finite element and multibody simulation tools. Operational limits for wave and wind actions were established to demonstrate the technical feasibility of the proposed concept.     

滇南兰坪南厂铅锌矿矿床成因及成矿作用

南厂铅锌矿位于兰坪—思茅中生代坳陷北端，构造格局复杂，成矿条件优越。通过对矿床进行野外地质调查，对成矿地质背景、矿床地质特征、成矿机制和矿床成因进行了分析，发现南厂铅锌矿体主要呈透镜状赋存于第三系云龙组（Eyb）及下白垩统景星组（K1j1）地层中，与围岩接触部位发育微弱褪色蚀变，云龙组下段（Eya）是矿体底板有效的“屏蔽层”；区内发育原生砂岩型矿石、灰岩型矿石和氧化矿石，沉积构造特征明显，局部具有热液、变质作用改造特征；矿区地层、构造是矿床形成的重要因素，断裂构造是主要的容矿、导矿构造，高盐度热卤水沿导矿构造循环至有利层位、构造部位富集成矿，综合分析认为南厂矿床属热卤水为主的多成因层控型铅锌矿床。     

多泥沙河流水电站水轮机转轮内部流动数值模拟

针对多泥沙水电站水轮机转轮的泥沙磨损问题,以HLA351-LJ-275水轮机为模型,对水轮机在设计工况下,运用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,利用CFX求解器进行仿真流动模拟。水轮机转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的压力、泥沙速度及泥沙体积分数分布的数值结果表明,水轮机转轮叶片工作面压力大于背面且最小压力高于气化压力。泥沙速度在叶片进水边和出水口位置普遍较高。水轮机转轮叶片工作面的泥沙体积分数大于背面,叶片工作面的泥沙体积分数在叶片出水口普遍较高,叶片背面的泥沙体积分数在叶片进水边普遍较高。研究结果对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估及维修具有指导意义。     

Microstructure−fracture toughness relationships and toughening mechanism of TC21 titanium alloy with lamellar microstructure

The independent influence of microstructural features on fracture toughness of TC21 alloy with lamellar microstructure was investigated. Triple heat treatments were designed to obtain lamellar microstructures with different parameters, which were characterized by OM and SEM. The size and content of α plates were mainly determined by cooling rate from single β phase field and solution temperature in two-phase field; while the precipitation behavior of secondary α platelets was dominantly controlled by aging temperature in two-phase field. The content and thickness of α plates and the thickness of secondary α platelets were important microstructural features influencing the fracture toughness. Both increasing the content of α plates and thickening α plates (or secondary α platelets) could enhance the fracture toughness of TC21 alloy. Based on energy consumption by the plastic zone of crack tip in α plates, a toughening mechanism for titanium alloys was proposed.     

伞帽用高铬铸铁在热强碱腐蚀环境下的磨损分析

针对氧化铝行业中常用的Cr28和Cr20高铬铸铁伞帽在相同工况条件下的磨损机理进行分析,并对比研究了实际生产中两种失效材料的成分、组织及性能。结果表明,伞帽部件在高温强碱腐蚀条件下受到外界冲刷时,磨损量由微切削磨损与变形磨损这两种机制共同决定。含铬量较高的Cr28高铬铸铁,其冲刷和抗腐蚀磨损性能均优于Cr20高铬铸铁。伞帽服役寿命主要受浆料和表层的铸铁材料两大因素影响。两种试验材料经淬火+回火处理后,基体组织中主要为回火马氏体+M₇C₃型碳化物+少量残留奥氏体,其中含铬量较高的Cr28高铬铸铁中共晶碳化物含量更高,且分布更加弥散,其平均硬度值为64.0 HRC,高于Cr20高铬铸铁的60.2 HRC。最终确定Cr28高铬铸铁作为伞帽材质更能满足氧化铝生产及设备检修周期的需要。     

桁架式火星探测器的着陆缓冲特性分析

着陆缓冲机构是着陆器实现行星探测软着陆的关键部位之一,它的缓冲性能直接关系到着陆器是否能安全地在行星表面实现软着陆。根据某院提供的火星着陆器模型,在三维建模软件中建立着陆器的合理简化模型,为了提高分析着陆器软着陆过程冲击响应的准确性,采用MSC公司的Patran/Dytran有限元软件,用瞬态动力学的方法对着陆器的缓冲性能进行分析。仿真结果与试验数据十分吻合,着陆器的缓冲和传力性能良好。因此,采用拉杆缓冲的桁架式火星着陆器是可行的,仿真结果与试验数据也为今后的火星探测提供了参考。     

袋装水泥装车机及拨板机构的设计与研究

针对袋装水泥装车半自动化问题，设计一款全自动装车机。首先，根据袋装水泥车间生产状况，确定水泥装车方案，即采用抽屉式逐层装车原理，利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ创建装车机三维模型；其次，为使水泥包快速准确地到达指定位置，针对拨板机构中的分拨板及导柱进行受力分析，建立其力学模型，推导出应力公式；最后，通过 ＡＮＳＹＳ有限元软件进行分拨板的力学仿真，为后续的优化设计提供依据。     

内插式真空管太阳能热水器热特性理论及实验研究

设计了一种内插式真空管热水集热器,通过对其能量转换、传输特性研究,建立了内插式真空管集热器的热特性分析模型,并对不同设计参数和气候条件对内插式真空管热特性的影响进行了分析。结果表明,设计的集热器理论热效率最大可达79.5%,但其受环境温度、集热器工作温度等影响较大。此外,设计了由14只内插式真空管组成的太阳能热水器,采用迟滞算法将热水温度控制在50～55℃,实验结果表明,样机系统的日热效率可达55.0%,样机输出热水近120 kg,具有较好的实用价值。     

燃油选择性吸附脱硫的多孔材料研究进展

吸附脱硫技术具有操作条件温和、节能、不改变燃油品质和成本低等特点而备受关注。针对噻吩类难脱除硫化物的深度脱除和转化问题，综述了近年来应用多孔吸附材料选择性吸附超深度脱除燃油中噻吩类硫化物的作用机理及最新研究进展。重点分析了分子筛、金属有机骨架、多孔炭材料、复合材料等不同吸附剂的研究现状，并探讨了各种吸附材料的吸附机理、改性方式和优缺点。本文指出分子筛因优异的热稳定性、高比表面积、均一的孔道结构、低成本和易于工业化等特点，是目前最具优势的吸附剂材料。未来研究应着重阐明吸附机理、提高合成便捷性、脱硫性能以及再生能力，更全面系统的研究将为开发具有理想选择性和再生能力的高效吸附剂奠定基础。