超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响

目的研究超临界CO2环境中温度和流速对N80碳钢腐蚀行为的影响,探讨N80碳钢在超临界CO2环境中的腐蚀机制。方法利用高压釜进行失重和电化学测试,同时利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行腐蚀形貌观察和腐蚀产物成分分析。结果当温度为40℃时,腐蚀速率最小,电化学阻抗随时间延长持续减小,此条件下并没形成FeCO3保护膜。升高温度导致腐蚀初期的腐蚀速率明显增大,然而腐蚀某个时刻后,电化学阻抗突然增大,意味着FeCO3保护膜的形成。温度越高,腐蚀24 h后的阻抗越大,产物膜越致密,保护性越好。另外,腐蚀失重速率随流速的增加而增大,电化学测试也表明流速越大,阻抗越小,腐蚀电流密度越大。SEM形貌分析表明,流体流动破坏了FeCO3膜的致密度,降低了其对N80碳钢基体的保护作用。结论尽管升高温度加速了N80碳钢的腐蚀,但却有利于保护性FeCO3膜的形成。温度越高,FeCO3膜越致密。流体流动破坏了保护性FeCO3膜的致密性,加速了N80碳钢腐蚀。     

具有高耐蚀性和导电性的掺Cr类金刚石非晶碳的化学式解析

Cr掺杂的类金刚石非晶碳具有良好的导电性和耐腐蚀性,这对于燃料电池金属双极板涂层改性特别重要。使用团簇加连接原子模型对其非晶结构进行了详细解析,在该模型中,良好的玻璃形成材料由覆盖特征性最近邻团簇加上几个下一壳层原子的结构单元来表述。根据文献,在Cr掺杂的类金刚石非晶碳中占优势的团簇是Cr中心和C壳层的[Cr-C4]四面体团簇,然后将该团簇与适当的连接原子匹配,以满足电子轨道饱和原理。由此推导出了两个最优组成式,即[Cr-C4]CrC3(22.2%Cr)和[Cr-C4]Cr3C2(40%Cr),它们显示出良好的非晶态结构稳定性。实验结果显示,所提出的这两组化学组成的涂层材料兼具低电阻率(低至10-4Ω·cm)和优异的耐腐蚀性(腐蚀电流密度~10^-2μA/cm^2)。在sp2键含量和渗流理论的框架内讨论了导电和耐蚀的协同行为。这项工作验证了团簇加连接原子模型在具有高耐腐蚀性和高导电性的涂层材料成分设计中的可行性。     

基于GDOES分析的磁控溅射制备钛膜工艺优化

采用辉光放电发射光谱(GDOES)测试分析方法研究了磁控溅射功率、工作气压、基片温度等工艺参数对钛膜厚度、密度、扩散层的影响。结果表明,在0.2 Pa工作气压条件下,在100～300 W范围内溅射功率与沉积速率呈近似线性关系;在溅射功率200 W条件下,工作气压在0.2～0.7 Pa范围内的沉积速率较为稳定,约为16 nm/min,而增大工作气压将显著降低钛膜密度,工作气压0.2 Pa对应的钛膜密度达到4.47 g/cm~3,而0.7 Pa对应的钛膜密度仅为3.26 g/cm~3;基片温度显著影响了钛膜与钼基片之间的扩散层厚度,在溅射功率200 W、工作气压0.2 Pa条件下镀膜300 min,基片温度100℃下的扩散层厚度为487 nm,250℃下则达到814 nm。     

中空纤维膜在吸收式热泵中的热质传递分析

为扩大中空纤维膜在烟气余热回收领域的应用,利用溶液除湿技术与中空纤维膜的材料特性,将中空纤维膜与吸收式热泵余热回收系统相结合,不仅可以避免湿空气直接接触除湿溶液,还能防止出现传统吸收式热泵中除湿剂液滴飘散的问题。根据系统搭建膜除湿组件实验台,分析了不同烟气温度、流量和溶液温度对除湿组件的传热传质影响。结果表明:溶液温度上升到一定程度时出现的"反加热"现象,使得排烟的过热度在一定程度上有所升高,实际过程中"冒白烟"的问题得以解决;入口溶液温度在42—45℃之间时,烟气除湿冷却效果较好,可以在较高温度将余热进行回收。     

絮体表面形态对膜污染预测的影响

现有对混凝-膜过滤过程中膜污染的预测分析，一般采用XDLVO理论对光滑界面的作用能进行计算，但混凝絮体表面形态会对预测结果产生较大的影响。利用正弦波球体模型对粗糙腐殖酸(HA)絮体表面进行模拟，并通过表面元素积分法(SEI)结合XDLVO理论与复合辛普森规则，对不同粗糙程度的混凝絮体与聚偏氟乙烯(PVDF)膜的界面作用能进行量化模拟；并将结果与传统XDLVO理论模拟的光滑界面作用能进行了比较。实验结果表明，该模型适用于混凝-膜过滤体系中絮体界面作用能的模拟，同时在模拟过程中，由于粗糙度的不同会导致界面作用能在数值上存在1~2个数量级的差异；并且粗糙的絮体较完全光滑的絮体与膜污染趋势的拟合程度更高，即引入絮体表面形态对利用絮体与膜界面间相互作用能表征膜污染趋势的置信度更高。     

碳化硅复合材料与碳钢钎焊接头的抗剪强度及微观结构

采用磁控溅射镀膜技术对碳/碳化硅复合材料(C/SiC)表面进行镀Ti金属化，以AgCu₂₈为钎料，无氧铜为中间层与碳钢进行钎焊连接. 研究无氧铜中间层、Ti膜厚度和钎焊温度对接头组织形貌和力学性能的影响. 结果表明，采用无氧铜中间层可有效降低接头的残余应力，提高接头强度，并阻挡C/SiC复合材料中的Si元素在钎焊过程中扩散至碳钢侧，防止了碳钢界面FeSi_x恶性反应层的形成. 在试验范围内，钛膜厚度和钎焊温度与接头抗剪强度之间均存在峰值关系. 860 ℃，3 μm Ti膜接头平均抗剪强度最高，达到25.5 MPa. 由剪切试样碳钢侧断口，可观察到大量平行断口方向的碳纤维和碳纤维脱粘坑. 断裂发生在C/SiC复合材料内部距界面约300 μm处. C/SiC界面反应产物以Ti₅Si₃为主，含少量TiC. 钎缝中有TiCuSi相生成.     

机械臂关节空间轨迹的时间最优智能规划研究

针对机械臂关节空间轨迹的时间最优规划问题,提出了基于膜计算-粒子群算法的轨迹规划方法。建立了机械臂关节空间轨迹规划模型,使用3次样条曲线构造了轨迹基元函数。提出了膜计算-粒子群算法,通过设计处理器处理膜传递的信息,通过算法淘汰机制、吞并机制和信息交流机制实现膜间合作,膜内根据不同算法原理各自进行速度和位置更新,最终通过膜计算将多种粒子群算法优势进行融合。经测试函数测试,相比于其他粒子群算法,膜计算-粒子群算法具有最高的搜索精度和最快的收敛速度;同时使用多作用力粒子群算法和膜计算-粒子群算法进行轨迹规划,膜计算-粒子群算法规划的机械臂耗时比另一算法减少了23.99%,充分证明了膜计算-粒子群算法在轨迹规划中的优越性。     

高效膜蒸馏结晶过程的研究进展

全球性的水资源短缺及环境污染问题，使得工业废水处理、海水淡化、高价值溶质综合利用的需求日益迫切。膜蒸馏结晶过程可以充分利用低品质热源，实现高纯度水溶剂分离、盐分结晶制备，对于实现分离过程零排放和协同增效有重要意义。同时，膜蒸馏结晶也可以与多级闪蒸，多效精馏、纳滤、正向渗透、反渗透等过程进行耦合，进一步提高整体分离效率。此外，该过程对于调控晶体外部形貌，制备晶体尺寸分布集中、流动性好的晶体产品也有积极作用。基于此，针对膜蒸馏结晶原理、过程调控机制以及创新过程应用几个方面开展论述，总结了膜蒸馏结晶技术在高效分离、结晶过程精准控制等领域的关键问题和发展趋势。     

某污水处理厂MBR膜系统改造与运行管理

某污水处理厂设计规模为10万t/d,采用AAO+MBR工艺,设计出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。由于运行时间较长,MBR运行系统存在产能下降、膜丝断丝脱落、污堵和清洗频次以及强度增加等问题,严重影响正常生产运行。针对MBR系统运行中存在的问题,文中提出具体改造建议,并总结运行经验,进一步优化MBR膜系统的运行维护管理,为其他污水厂MBR膜系统运行问题提供解决思路和维护管理经验。