螺旋直径对螺旋管泡状流截面分布特性的影响

研究了不同螺旋直径螺旋管中泡状流的相界面参数（空泡份额、相界面浓度、气泡尺寸等）的截面分布特性。通过图像法标定了电导探针的测试精度，并通过合理地处理双头电导探针，得到了螺旋管中泡状流的空泡份额、相界面浓度和气泡数量频率的定量分布云图。为进一步量化地描述相界面参数的分布特征，采用统计方法定义了截面平均参数、相界面离散系数和气泡平均聚集坐标来表征其特性。实验结果表明，随着管道旋转直径的增大，气泡截面平均空泡份额有所下降，分布范围缩小，平均聚集坐标向上方和外侧移动，气泡尺寸整体上有所下降。     

一种用于油气井持气率测量的高可靠性光纤探针

针对油气井下油气水三相流的持气率测量,设计开发了一种高可靠性的光纤探针。探针敏感探头采用锥形蓝宝石结构,蓝宝石敏感探头与过渡管,以及过渡管与保护套管间均采用金基焊料焊接密封。对研制的光纤探针进行了可靠性实验和油气水三相流持气率测试,结果表明,该光纤探针可以承受高温(150℃)、高压(100MPa)环境,具有较高可靠性。管柱内的油气水三相流呈段塞流型,持气率为46%。该研究验证了光纤探针应用于油气井持气率测量的可行性,为后续的工程应用推广提供了理论依据和实际指导。     

非晶Fe粉掺杂Al-12Si合金的高温压缩变形行为

为提高Al-12Si合金的热变形抗力,并探索非晶Fe粉掺杂对Al-12Si合金热压缩行为的影响和掺杂非晶Fe粉热压缩中的晶化温度等,采用连续挤压技术制备了掺杂10wt%非晶Fe粉与不掺杂非晶Fe粉的Al-12Si合金试样,对试样进行了不同温度和应变速率下的热压缩试验,分析了试样在热压缩中的组织转变,以及采用双曲正弦关系构建了试样的热流变应力方程。结果表明:非晶Fe掺杂试样在450 ℃及以下的热压缩时,Fe维持非晶态,500 ℃时,则已发生晶化;掺杂10wt%非晶Fe粉使Al-12Si合金的热抗变形能力显著提高,其热压缩激活能Q=211.29 kJ/mol,比未掺杂非晶Fe粉的Al-12Si合金试样高40.78 kJ/mol,且热压缩过程中存在动态回复和动态再结晶;利用双曲正弦关系构建试样的热流变应力方程为ε·=4.42×10¹⁴[sinh(0.016 6σ)]^6.13exp(-211 290/RT),线性回归系数高达0.99,即可为非晶Fe粉掺杂试样的热加工提供一定的理论指导。     

Fe/Si比对稀土处理工业纯铝组织性能的影响

通过添加Si改变稀土处理工业纯铝的Fe/Si比,采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、室温拉伸试验和电导率测试研究了Fe/Si比对稀土处理工业纯铝显微组织、屈服强度以及导电率的影响。结果表明: 随着Fe/Si比增大,铸态合金的屈服强度总体呈下降趋势,导电率逐渐上升; 当Fe/Si比不大于1.00时,晶粒尺寸较小,合金强度较高,导电率较低; 当Fe/Si比大于1.00时,晶粒粗大,合金强度降低,导电率提高; Fe元素主要在晶界和晶内第二相中聚集分布,Si元素呈点状均匀分布,稀土元素容易在第二相上聚集。根据Fe/Si比-强度-导电率性能曲线,可通过添加Si改变工业纯铝的Fe/Si比,实现铝材屈服强度、导电率的良好匹配。     

新型硅烷偶联剂NXT的应用研究

以超高性能轮胎胎面胶的性能指标为基准,在大填充量、大比表面积白炭黑胶料中采用新型硅烷偶联剂NXT等量替代硅烷偶联剂Si69,研究新型硅烷偶联剂NXT的应用效果。结果表明,硅烷偶联剂NXT能够有效改善白炭黑在橡胶基体中的分散性,相应胶料(增大硫黄用量)的Payne效应明显减小,综合物理性能提高,抗湿滑性能显著改善,滚动阻力降低,但干抓着性能也有所降低。     

香菇碳量子点的制备及其对Fe3+的响应

以香菇为前驱体,赖氨酸为修饰剂通过水热法制备了氮硫掺杂碳点(N,S-CDs)。研究了N,S-CDs的形貌表征、光学性能以及应用。结构表征显示,N,S-CDs为分布均匀的球型颗粒,N和S元素以杂环原子和N,S-CDs表面官能团的方式成功掺杂。光学性能说明,N,S-CDs同时具有良好的荧光性能:高量子产率(14.27%)和理想的荧光稳定性。由于N,S-CDs表面上羧基与Fe(Ⅲ)离子的结合,导致N,S-CDs荧光猝灭。基于N,S-CDs的上述特征,可以将其作为荧光探针来检测Fe~(3+),最低检出限为280 nM。     

Sc对AlMg5Si2Mn合金组织与力学性能的影响

研究了Sc含量对铸态AlMg5Si2Mn合金的显微组织,力学性能和断裂特征的影响。结果表明,添加适量的Sc对AlMg5Si2Mn合金中的初生α-Al和共晶Mg_2Si具有显著的变质效果。随着Sc含量从0增加到0.25%,初生α-Al形貌由较大的块状转变为细小的球状,共晶Mg_2Si的形貌由汉字状转变为纤维状或点状。Sc在合金中形成Al_3Sc相,作为异质形核基底促进初生α-Al形核,并晶粒细化。Sc原子富集在共晶Mg_2Si相的生长前沿形成成分过冷,Mg_2Si相的生长被抑制。Sc的添加可以提高合金的抗拉强度和伸长率,与未变质合金相比,添加0.15%～0.25%Sc的合金拉伸性能最佳,抗拉强度和伸长率分别提高了20.9%和60.4%。     

增强型四苯基咪唑类荧光探针及其对硫醇的识别性能

以2-(1,4,5-三苯基-1H-咪唑-2-)苯酚和2,4-二硝基氟苯为原料,合成了增强型的探针2-[2-(2,5-二硝基苯氧基)苯基]-1,4,5-三苯基-1H-咪唑(DNP-TPI),对其结构进行了表征,研究了探针DNP-TPI通过硫解反应对H_2S和硫醇的识别性质。在体积比为2∶8的MeOH和HEPES的缓冲溶液中(pH=7.4,c(CTAB)=4.0 mmol/L),探针DNP-TPI与HS~-、L-Cys、GSH和Hcy均能发生硫解反应,通过荧光增强效果实现对硫醇的识别。对L-Cys识别情况的研究表明,探针DNP-TPI对L-Cys具有良好的识别选择性和灵敏度,不受其它常见阴离子的干扰,硫解反应符合线性关系,反应的速率常数为0.020 3 min~(-1),检测限为7.9×10~(-5) mol/L。此外,探针DNP-TPI在较大的pH范围内对L-Cys实现良好的荧光响应,应用范围较广。     

Si原子在CeO2(111)表面吸附与迁移的第一性原理研究

为探究Si原子在CeO₂(111)表面吸附的微观行为，采用第一性原理的方法研究了Si原子在CeO₂(111)表面的吸附作用、电子结构和迁移过程，计算了Si原子在CeO₂(111)表面的吸附能，最稳定及次稳定吸附位置的电子态密度与电荷密度分布、迁移激活能。计算结果表明：Si原子最易吸附于基底表层的O原子上，其中O桥位（O_bri）吸附作用最强，O顶位（O_t）和O三度位（O_h）吸附强度次之。Si原子仅对其最邻近的表层O原子结构影响较大，这与Si原子及其最邻近的O原子间电荷密度重叠程度增强的结果一致。Si原子最易围绕着O_t位从O_bri位向O_h位迁移，迁移所需激活能为0.849 eV。