简捷水热法制备氟化石墨烯及其表征

氟化石墨烯是一种石墨烯衍生物,在润滑材料、电子器件等领域具有广阔的应用前景。采用回流搅拌并水热还原的方法制备氟化石墨烯,并在不加HF的情况下以同样的方式制备了水热还原的还原氧化石墨烯(rGO)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等对样品进行形貌观测和表征。FTIR的结果表明氟化产物中含有C-F键和部分未完全还原的含氧基团;由XRD谱可以看出,产物晶型较差,其层间距和原料的性质有关;Raman谱证实了石墨烯的基本结构依然存在,但也存在大量缺陷,并且rGO比FGS的规整度略高;XPS谱表明样品表面有氟元素的存在,意味着FGS制备成功;TEM结果显示该样品为单层和少层。该方法操作简单、原料廉价易得、工艺要求不高,适用于批量生产氟化石墨烯。     

沿海地区管道漏油分布模拟及试验验证

某沿海埋地输油管道发生大量漏油事故,为准确定位漏油在地下的分布范围,基于多孔介质中的多相流理论研究该沿海输油管道在地下的泄漏扩散分布特点。通过构建沿海埋地输油管道的泄漏物理模型,对地下漏油的渗流扩散开展计算流体动力学(CFD)仿真模拟。泄漏发生后,漏油在管道输送压力驱动下会驱替周围的水分,形成一个水包油的地下漏油区;泄漏停止后,地下漏油以水包油的形式较稳定地分布在地下区域。结合1 200 t的漏油总量可获得本次泄漏半径约为83 m,通过对泄漏点附近区域钻孔工程试验验证,钻孔测量漏油的分布范围结果与仿真结果吻合较好。模拟获得的漏油分布规律可为沿海埋地输油管道的应急抢险提供理论支持。     

焦油渣性质评价与加氢裂化性能研究

焦油渣中挥发的有机烃类化合物易造成较为严重的环境问题,对焦油渣的较高处理成本导致其仍未能被有效处理与合理利用,因而有必要对焦油渣的性质和高附加值利用进行研究。对2种不同煤炭加工技术在生产中获得的焦油渣进行性质分析,并对焦油渣在高温高压下加氢裂化性能进行研究,即加氢裂化反应后得到的气体产物采用组分分析后得到气产率,对液固产物进行萃取分离后可得到不同条件下加氢裂化反应的氢耗、气产率、液相物产率和四氢呋喃不溶物的转化率。通过对不同加工途径所产生焦油渣的性质进行研究可发现,大多数焦油渣含有10%以上的水分和20%以上的焦油,焦化和气化工艺所产焦油渣中的灰分较高而中低温热解焦油渣的灰分相对较低,且其甲苯不溶物和四氢呋喃不溶物均高于中低温热解焦油渣。由2种典型焦油渣在不同的工艺条件、催化剂和供氢介质作用下加氢裂化的实验结果表明:通过改变工艺条件和催化剂,中低温热解焦油渣中95%以上的组分均能被裂解为轻质化合物,气化焦油渣中四氢呋喃可溶解的组分也能够进一步被裂解为轻质组分,而其固含物却难以再被进一步地裂解。     

基于AnyCasting的铝合金弹底转座压铸工艺参数优化

结合铸造生产实际,合理设计了铸件的结构。采用AnyCasting数值模拟软件,用正交试验方法分析了铝合金弹底转座压铸工艺过程中浇注温度、充型速度以及模具预热温度对铸件质量的影响规律。结果表明,模具预热温度对铸件质量的影响最大,浇注温度次之,充型速度最小,最优的工艺参数是浇注温度为650℃、充型速度为0.25 m/s和模具预热温度为180℃。同时,在最优工艺参数的基础上,结合实物验证了模拟的可靠性,并观察了铸造铝合金的微观组织。     

基于离散元方法的金属粉末铺粉动力学研究

增材制造技术在航空航天、医疗技术及运输和能源中的应用得到快速增长，其常用方式之一是基于粉末加工。该技术主要瓶颈之一往往与铺粉过程形成的粉层质量有关，颗粒动力学机制尚不清楚，且受铺粉装置的类型和颗粒的黏附性影响很大。本工作基于实验测量和表征的单个颗粒的真实物理和力学参数，采用离散元方法对增材制造常用气雾化金属粉末的铺粉过程进行了数值模拟分析，比较了刮刀和辊子两种铺粉装置中粉堆内颗粒速度和轨迹及最终铺粉层的质量，并分析了这些参数对颗粒黏附表面能的敏感程度。结果表明，相比于刮刀铺粉，在辊子铺粉过程中，由于辊子旋转运动的作用，粉堆内部存在多条拱形速度带和颗粒对流，且在形成铺粉层之前，颗粒需要经历爬坡上升和下坡滑落两个过程，运动轨迹更长。另外，两种铺粉装置中铺粉层颗粒总体积均随颗粒表面能的增加而降低，但与刮刀铺粉相比，辊子铺粉中铺粉层颗粒总体积小，且对颗粒表面能更加敏感。铺粉装置类型和颗粒黏附性对铺粉层质量的影响可以归因为铺粉层的形成机制，即颗粒从粉堆中进入铺粉间隙的难易程度及铺粉间隙中刮刀或辊子对颗粒的拖曳作用。     

新型8MN/3MN钢管管端加厚机的开发

介绍新型8MN3 MN钢管管端加厚机的整体结构,重点分析其肘杆增力机构原理;通过与传统钢管管端加厚机的对比发现,研发的新型肘杆增力机构式钢管管端加厚机具有结构简单,生产效率高,性能稳定,节能降耗效果显著等优势。     

基于未确知测度理论的巷道围岩稳定性研究

金属矿山地下围岩的稳定程度是矿山开采设计、安全生产的重要影响因素，而围岩稳定性受到多种因素影响和制约，且该类因素多具有不确定性、非线性和隐蔽性，无法进行定量表征，因此，给围岩稳定性评价带来了挑战。为对江西省某地下钽铌矿山围岩稳定性进行客观、准确评价，结合未确知测度理论的优点，构建了该矿山417 m中段围岩稳定性评价的综合模型。采用差异系数法对G_1法和熵值法计算出的主观、客观权值进行优化组合，确定评价对象的多指标综合未确知测度；结合矿山实际情况，考虑各影响因素，筛选出以岩石质量指标RQD、岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、地应力、隙壁状态和地下水状况6项因素作为评价指标；最后基于最小未确知测度距离判别准则，对该矿417 m中段围岩稳定性进行了评价，得出该中段围岩的稳定性等级为III级（基本稳定）的结论。研究结果可为该矿山后续开采设计和施工提供一定的指导。