Theoretical study on a kind of cyclization mechanism of boron trichloride and hexamethyldisilazane to form the borazine ring for SiBCN ceramics precursor

Borazine rings act as a pivotal part in siliconboroncarbonitride ceramics (SiBCN) for high-temperature stability and great resistance to crystallization. A detailed investigation of the ring formation mechanism will guide the design and synthesis of SiBCN to meet application requirements under extreme conditions. Boron trichloride (BCl₃) and hexamethyldisilazane (HN(SiMe₃)₂) are common raw materials for the synthesis of precursors for SiBCN. In this paper, quantum chemical calculation was used to study the cyclization reaction mechanism between BCl₃ and HN(SiMe₃)₂ to form trichloroborazine (TCBZ) at the MP2/6-31G (d,p) level of theory. We discussed the structure properties, reaction pathways, energy barriers, reaction rates, and other aspects in detail. The results show that BCl₃ and HN(SiMe₃)₂ alternately participate in the reaction process, accompanied by the release of trimethylchlorosilane (TMCS), and that the entire reaction shows an absolute advantage in terms of energy. In the Step by step reaction, lower reaction barriers are formed due to the introduction of BCl₃ with more heat released compared to that for the introduction of HN(SiMe₃)₂. The final single-molecule cyclization and TMCS elimination steps are found to be faster compared to all previous bimolecular reactions.     

基于自适应LS-SVM的柴油机废气再循环冷却控制系统设计

针对当前柴油机废气再循环冷却控制系统受到时滞问题影响,导致系统开度走势与设定走势不一致、废气再循环效果差的问题,提出基于自适应LS-SVM的柴油机废气再循环冷却控制系统;以AT89C51单片机40针作为电控单元核心部件,利用位置传感器向系统发送负载信号,利用温度传感器来传输信号并反馈至D/A转换器;在D/A转换器中,反馈信号以串行或并行方式进入寄存器,并在转换后输出电流电压,控制系统阀门在排气再循环时的开启;伺服泵采用冷却系统,为系统提供液压动力源;利用自适应LS-SVM原理计算柴油机废气再循环冷却控制目标边界值,在最小二乘支持向量机基础上,利用求解线性方程组进行优化,消除了控制误差;根据控制差的大小,调整控制系统的输出值;由试验结果可知,该系统开度走势与设定开度走势一致,且与设定开度误差为1开度,说明使用该系统具有良好稳态特性,有效克服了系统中时滞问题,废气再循环效果较好。     

Simulation studies on a rotating ring disk electrode: Effects of ionic migration with kinetic complication-disk results

In continuation to my previous work (Guha S. AIChE J. 2013;59(4):1390-1399), in this work, effects of ionic migration are evaluated for disk region of a rotating ring disk electrode system by numerically solving complex differential equations, developed for mass transfer along with kinetic complication in presence of ionic migration under limiting current condition. The system for simulation is 0.01 M Fe₂(SO₄)₃ solution with H₂SO₄ as supporting electrolyte. Simulation cases are presence and absence of ionic migration with kinetic complication (oxidation of Fe²⁺ to Fe³⁺ under O₂ pressure). Results show that concentration boundary layer thickness of reactant Fe³⁺ reduces appreciably and steady-state disk current reduces substantially in presence of migration. Simulated steady-state disk current in absence of migration case agrees well with published data. Results indicate higher Fe²⁺ concentration in presence of migration and thereby higher rate of oxidation of Fe²⁺ to Fe³⁺ at all rate constant values.     

木片筛余物高得率半化学法清洁制浆技术研究

以太阳纸业备料车间木片筛选碎料（筛余物）为原料，对其烧碱法半化学制浆的实验室工艺和生产试验进行了研究。结果表明，筛余物采用半化学法制浆可获得较高得率和环压强度的纸浆，且用碱量对纸浆性能有显著影响。相对8%NaOH （相对于绝干原料）化学预处理，采用14%NaOH化学预处理结合两段浆浓22%的高浓磨浆工艺，所制半化学浆抄造浆张的裂断长和环压指数分别达2.89 km和9.76 N·m/g，是前者的1.9倍和1.2倍，而且优于现用国内OCC废纸浆抄造浆张；生产试验得到的浆张性能指标与实验室相吻合，其中紧度和环压强度分别达到GB/T 13023—2008瓦楞芯（原）纸AA级和A级优等品要求。     

提高加盖钢包自开率的研究与实践

首钢京唐300t钢包加盖后自开率明显下降，分析了加盖钢包自开率下降的机理，确定了主要原因是包衬温度升高后造成的液态渣回流。通过对引流砂的流动性、密度和渗钢性研究，设计了一种适用于加盖钢包的引流砂成分配比，并通过控制Al2O3和MgO含量，保证铬矿砂纯度。改进了钢包热修工艺，设计了针对加盖钢包的投砂操作和防钢渣回流措施。研究结果经推广使用后，钢包月不自开炉数由8～9炉降低至2炉以内，综合自开率达99.9%，双精炼工艺自开率达100%。     

增材制造技术在超高膨胀封隔器中的应用

石油和天然气行业不断关注增材制造技术在航空航天和汽车行业的应用发展。研发了利用增材制造技术的超高膨胀封隔器,该封隔器的支承环系统由增材制造。增材制造设计大幅减少了支承系统的构件数量,同时显著提高了膨胀能力和额定压力。密封元件系统与增材制造支承环安装在一起,提供了极端膨胀比、零挤压间隙和对不规则孔的良好适应性。分析和测试结果表明:直径膨胀比高达111%,与常规封隔器相比,提高50%以上; 至少涵盖5种线重的套管(外径相同); 在148.89 ℃的温度下,密封元件能够保持压力68.95 MPa。介绍了增材制造技术、增材制造支承环概念、增材制造材料力学性能、密封元件系统优化和测试情况,以期给我国的完井作业提供借鉴。     

微裂隙中水泥浆液渗滤效应的可视化试验研究

在微裂隙岩体注浆过程中,水泥浆液的渗滤效应对注浆效果的影响显著。自主研制了一套微裂隙注浆可视化试验系统,该系统由注浆系统、微裂隙模型以及监测系统3个部分组成,监测系统又分为显微监测系统和压力流量监测系统。当水泥浆液进入微裂隙模型后,利用显微监测系统对裂隙入口处的渗滤效应进行实时观测。利用压力流量监测系统对注浆试验过程中的注浆压力以及累计流量进行自动记录。运用自主设计的微裂隙注浆可视化试验系统,对微裂隙中的水泥浆液渗滤过程进行试验研究。采用3种水泥浆材(超细水泥Ⅰ、超细水泥Ⅱ和普通水泥),研究在注浆压力2.0 MPa、水灰比1.0的条件下,不同水泥颗粒粒径大小在不同裂隙开度下的浆液渗滤效应。通过试验发现,当裂隙开度较小时,在裂隙入口处形成了完整的半圆拱形滤饼;随着裂隙开度的增加,在裂隙入口处形成断续分布状滤饼;当裂隙开度增加到无渗滤发生时,裂隙入口处仅残留少量水泥颗粒附着物。通过试验获得了3种水泥的最小可注入裂隙开度大小b min和最小无渗滤裂隙开度大小b crit:超细水泥Ⅰ的b min和b crit分别为80和280μm;超细水泥Ⅱ的b min和b crit分别为100和300μm;普通水泥的b min和b crit分别为140和310μm。研究结果发现水泥粒径的减小对最小可注入裂隙开度大小的影响较大,但对最小无渗滤裂隙开度大小的影响较小。结合渗滤趋势k值,发现随着水泥粒径的减小,相应的k min和k crit值会随之增加,水泥浆液更容易在裂隙入口处发生渗滤,这是因为超细水泥比表面积更大,水泥颗粒间易发生团聚。     

汽车同步器齿环用耐高温结构胶膜的性能研究

同步器齿环与碳纤维耐摩擦材料是通过胶粘剂实现粘接,而胶粘剂耐高温性能的优劣则是决定其使用寿命的决定性因素。本文研究了环氧树脂E-51体系、环氧树脂AG80体系以及基材表面处理工艺对于结构胶膜耐高温性能的影响,采用熔融共混法制备了胶粘剂并以玻璃纤维布为背衬制备了耐高温结构胶膜。采用高低温拉力机对不同体系制备的结构胶膜进行了常温、200℃高温的钢材搭接剪切强度的测试。结果表明,对于E-51体系,提高体系交联密度可显著增大常温剪切强度,但高温剪切强度明显下降;对于四官能度的AG80体系,AG80的用量是影响其高温性能的主要因素,同时基材表面喷砂水洗处理后可显著增大结构胶膜与基材粘接有效面积,进而显著改善高温性能。所制备的结构胶膜较常用胶粘剂使用更加便捷,耐高温性能优良,满足同步器齿环使用要求。