螺旋沟槽单螺杆挤出机双螺棱推动理论模型的研究

通过在单螺杆挤出机固体输送段机筒内壁开设螺旋沟槽,建立了将机筒与螺杆视为一个对物料协同作用的整体的新型物理模型——弧板模型;同时将嵌入机筒沟槽与螺杆螺槽中的物料视为固体塞,提出了新型"双螺棱推动理论",弥补了单螺杆挤出机不能实现正位移输送的传统理论缺陷;最后,通过理论分析确定了螺旋沟槽挤出机由摩擦拖曳输送向正位移输送转换的边界条件方程及正位移输送下沟槽结构参数的设计准则。     

机筒沟槽和螺杆螺槽耦合作用下的熔融理论研究

对固体输送段和熔融段机筒开设螺旋沟槽的单螺杆挤出机,构建了基于反压缩比分离型螺杆和正压缩比沟槽机筒的耦合双槽熔融模型,并通过液压剖分式单螺杆挤出机实验平台对耦合双槽熔融模型进行了验证。结果表明:对于沟槽机筒单螺杆挤出机,利用熔融段沟槽固体塞和螺杆螺槽固体塞在机筒沟槽和螺杆螺槽界面处发生层间剪切产生的大量内摩擦热来实现物料的高效熔融是可行的;实验结果和理论模型相一致;螺杆转速对熔融长度影响不大,而螺杆结构参数则对其影响较大。     

沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送产量的粒径模型研究

在分析机筒衬套沟槽槽深、螺杆螺槽槽深和加工物料粒径关系的基础上,建立了沟槽机筒单螺杆挤出机3种常见的固体输送段产量粒径模型,该模型可用于研究机筒衬套沟槽槽深、螺杆螺槽槽深和颗粒物料粒径对固体输送机理的影响并定量计算沟槽机筒单螺杆挤出机固体输送段产量。此外,通过不同的机筒和螺杆组合及不同粒径的原料在自制的在线模拟试验机上对该模型进行了验证和试验分析。     

单螺杆挤出机螺旋沟槽固体段压力的实验研究

在自制的压力测试仪上对单螺杆挤出机螺旋沟槽固体输送段的压力进行了实验研究,探讨了螺杆转速,沟槽衬套、螺杆的主要结构参数以及物料的粒径大小对挤出机固体输送段压力的影响,同时将螺旋沟槽单螺杆挤出机与IKV挤出机固体输送段的建压能力做了对比.实验研究表明:螺杆转速、沟槽宽度对固体输送段压力影响较小;粒径越小,螺杆螺距越大,挤...     

IKV挤出机新型固体输送理论研究

从弧板物理模型出发,提出一种新的固体输送理论—双螺棱推动理论(或称TGL理论),其核心思想是避免固体塞发生周向剪切,实现单螺杆挤出机由拖曳输送向正位移输送转化。通过对IKV单螺杆挤出机固体塞的运动分析和受力分析可知,螺杆螺棱与加料套螺棱推进面的推动力是固体塞前进的原因,无论是固体塞与机筒表面的摩擦力,还是固体塞与螺杆表面的摩擦力,均是固体塞前进的阻力。通过判定系数k可求解避免固体塞发生周向剪切的边界条件。     

新型螺杆挤出机固体输送理论的研究

介绍了一种嵌套式新型螺杆挤出机。在固体输送段对内螺杆的两种等效情况下固体塞的运动和受力作了深入分析。理论上证明了这两种情况下的固体输送机理与外螺杆的情况相同,均建立在固体摩擦输送机理基础之上;讨论了牵引角、摩擦因数和螺纹升角对上述三种情况固体输送流率的影响。结果表明,螺杆旋转机筒静止和螺杆静止机筒旋转两种情况下固体输送流率相差不大,而螺杆机筒同时旋转情况下的固体输送流率远大于其他两种情况。增大牵引角、降低螺杆表面粗糙度和提高机筒内表面的摩擦因数均有助于提高固体输送流率。螺杆旋转机筒静止和螺杆静止机筒旋转这两种情况下最佳螺旋角均为17°左右,而螺杆机筒同时旋转情况下最佳螺旋角为15°左右。     

锥形单螺杆挤出机建压能力模型分析

基于固体塞力平衡分析,建立了螺棱圆柱而螺槽渐浅及双锥螺杆的固体输送段压力、固体推进角和功率模型。定量计算或作图分析结果表明,螺槽渐浅锥形螺杆比槽深不变柱螺杆的建压能力要强;建压能力随着锥角的增大而增强,在不同轴向位置锥角对建压能力的影响不同;锥形螺杆固体塞前进角比普通平直螺杆的大,生产率高,固体输送段比功率也会降低。     

单螺杆挤出机熔融输送段冲蚀磨损特性研究

采用离散相位法(DPM),建立单螺杆挤出机熔融输送段熔体输送模型,分析流场特性并预测螺杆易发生冲蚀的区域,研究螺杆转速、填料粒径和填料质量分数对螺杆冲蚀的影响。结果表明,流场压力从入口向出口逐渐升高,且螺棱推力面处的压力大于螺棱背面的压力;流场速度分布沿着径向从机筒向螺杆表面逐渐增加;螺棱推力面顶部、螺棱背面顶部和螺棱背面根部为螺杆易发生冲蚀的位置;螺杆的最大冲蚀率随着螺杆转速、填料粒径和填料质量分数的增加而增大。     

单螺杆挤出机螺旋沟槽固体段产量的实验研究

在自制的测试仪上对单螺杆挤出机螺旋沟槽固体输送段的产量进行了实验研究,探讨了沟槽衬套、螺杆的结构参数,物料粒径大小及螺杆转速对单螺杆挤出机固体输送段产量的影响,同时将螺旋沟槽单螺杆挤出机与IKV挤出机固体输送段的产量进行了对比。实验研究表明：粒径越小,螺旋衬套沟槽越宽,固体输送段产量越高;螺杆螺距变化对挤出机固体输送段产量的影响很小;IKV直槽挤出机固体输送段的产量明显小于螺旋沟槽衬套挤出机的固体输送产量,而且随着转速的增加,趋势越明显。     

奥地利恩格尔推出一种新型双螺棱螺杆

奥地利恩格尔公司(Engel Austria GmbH)近日推出一种新型双螺棱螺杆,可显著提高物料产量。该新型双螺棱螺杆具有如下特点:在加料段有高剪切力,确保被加工的物料在压缩之前就已经达到较高的熔融温度,从而防止"固体塞"的形成(这种"固体塞"会导致螺杆变形和磨损);副螺棱降低了入口区域中心的偏差,确保物料塑化时压力对称分布;物料在最初时是     

一维有序聚苯胺纳米阵列在超级电容器中的研究进展

从聚苯胺（polyaniline, PANI）的结构特征和导电机理出发,详细叙述了一维有序PANI纳米阵列的优点及各种制备方法,指出了PANI纳米阵列作为超级电容器电极材料的优势。根据电极材料分类,重点综述了PANI阵列结构基与导电高分子材料、碳材料、金属氧化物复合作为超级电容器电极材料的应用情况;讨论了这些电极材料的结构特点、制备方法、提高电化学储能性的机理及上述研究中存在的问题;最后根据存在的问题,提出进一步优化PANI阵列结构基电极材料电化学性能的制备方法与策略,并对未来PANI阵列结构基电极材料在超级电容器的发展前景进行了展望。     

气体中微量甲醛的脱除研究进展

主要阐述了去除甲醛气体的常用材料（吸附材料、催化氧化材料、光催化降解材料和生物技术材料）的研究进展,文中指出碳基材料、分子筛、有机金属骨架常常被用作吸附挥发性有机气体,它们具备丰富的孔道结构和较大的比表面积,碳基材料和分子筛表面存在大量丰富的基团能够有效地增大甲醛的吸附容量,提高甲醛的吸附效率;有机金属骨架表面的金属与甲醛结合成键,有效提高材料的化学吸附;以金属氧化物为载体的材料常被用作催化氧化甲醛分子,将甲醛分子转化为无毒性的二氧化碳和水;半导体材料TiO₂常被用作光催化降解材料去除甲醛;除此之外还有一些利用生物技术来去除甲醛气体。本文对比了不同材料去除甲醛的优劣性,对不同的去除材料改性研究进行了归纳总结。     

新型海洋材料在储能领域的应用进展

能源与环境是世界发展的两大议题。海洋资源丰富,蕴含结构多样、性质丰富的生物质材料、矿物材料等,在储能领域展现出良好的应用前景。对新型海洋材料,如海洋生物质材料、衍生碳功能材料和海洋矿物材料等在储能领域的应用做了系统评述。海洋生物质材料自然界储量丰富、环境友好,被广泛应用于储能体系的黏结剂等功能组分;海洋生物质碳化材料富含丰富的孔隙结构,作为先进电极显示出优异的应用潜力;海底矿物材料被作为电极材料和模板材料应用于储能体系中,海底矿物的开采是其未来应用的重要技术保障。对新型海洋材料的类型以及在储能领域中的应用形式做了总结,并对海洋与能源的交叉发展做了展望,以期进一步推动新型海洋材料的可持续利用。     

纳米Al2O3填充PTFE复合材料的制备及性能研究

通过机械搅拌和超声分散制备了纳米Al2O3填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。研究了Al2O3用量、表面改性等因素对复合材料密度、硬度、力学性能、摩擦磨损等性能的影响。结果表明:当改性Al2O3的质量分数小于5%时,复合材料的拉伸强度、硬度要高于相同用量未改性Al2O3填充的复合材料;对改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了55倍和286倍,而对未改性Al2O3,当其质量分数为1%和9%时,复合材料的磨耗量较纯PTFE分别下降了7倍和420倍;复合材料的密度与Al2O3的用量,表面是否经KH560改性关系不大;复合材料的摩擦因数随Al2O3用量的增加先减小后增大,对未改性Al2O3,当其质量分数为1%时,复合材料具有最低摩擦因数,而对于改性Al2O3,当其质量分数为3%时,复合材料具有最低摩擦因数。     

自清洁膜材料研究进展

以自清洁材料在光伏行业应用为例,综述了太阳能电池玻璃自清洁常用膜材料纳米二氧化硅和纳米二氧化钛应用发展历程、原理及存在的主要问题;分析了纳米二氧化钛自清洁膜材料难以商业化应用的主要原因;结合笔者相关研究工作,介绍了纳米石墨烯自清洁材料研究开发进展,建议加强纳米石墨烯在光伏、纺织、污水处理等行业的自清洁膜材料的应用研究;认为纳米石墨烯是促进自清洁技术升级换代的黑材料,随着纳米石墨烯复合材料的制备方法和技术不断更新,纳米石墨烯必将被更广泛地应用到自清洁领域中。     

高比表面积介孔碳材料的混合模板法制备

以纳米氧化锌和氧化镁为混合模板剂,以氢氧化钾为活化剂,中温煤沥青为碳源,经热处理、酸洗、干燥制备出介孔碳材料。通过X射线衍射分析介孔碳材料制备过程中组分的变化情况,通过扫描电子显微镜观察介孔碳材料的表面形貌,通过氮气吸脱附等温线对所得的介孔碳材料进行表征。结果表明,随着温度的升高,由于体系内反应越来越剧烈,体系内呈现碎片状,因而所得的介孔碳材料比表面积逐渐增大;随着模板剂含量的增加,酸洗后的介孔碳材料由于孔的联结而使所得介孔碳材料的比表面积逐渐减小,平均孔径逐渐增大。所得介孔碳材料比表面积最大为2 509.76 m²/g。     

木质纤维素原料生产燃料酒精开发技术研究进展

在分析美国、日本、加拿大等国关于纤维素制取乙醇技术发展的基础上,对木质纤维素原料生产乙醇的预处理及水解为葡萄糖技术和纤维素原料发酵生产酒精生产技术、酒精废糟的处理利用进行了述评与讨论,对木质纤维素原料不同的预处理、水解和发酵方法进行了比较,展望了木质纤维素原料生产燃料酒精的前景.     

Performance of non-porous graphite and titanium-based anodes in microbial fuel cells

Four non-porous materials were compared for their suitability as bio-anode in microbial fuel cells (MFCs). These materials were flat graphite, roughened graphite, Pt-coated titanium, and uncoated titanium. The materials were placed in four identical MFCs, of which the anode compartments were hydraulically connected in series, as well as the cathode compartments. The MFCs were operated with four resistors. The anode kinetics at these electrode materials were studied by means of dc-voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Both techniques were compared and showed that the bio-anode performance decreased in the order roughened graphite > Pt-coated titanium > flat graphite > uncoated titanium. Uncoated titanium was unsuitable as anode material. For the other three materials, specific surface area was not the single variable explaining the differences in current density for the different materials. All polarization curves showed a clear limiting current. This limit could not be attributed to mass transfer of the substrate and reflected the maximum biomass activity. The current density of the non-porous bio-anodes, except for the uncoated titanium anode, was comparable to the reported current densities of porous materials when normalized to the projected surface area. The high current densities that were recorded by dc-voltammetry, however, could not be maintained in a stable way for a longer period. This shows that polarization curves of MFCs should be evaluated critically.     

二维钙钛矿材料制备技术研究进展

钙钛矿因具有可调性结构、低缺陷密度、高载流子迁移率以及带隙可调等优异的物理化学特性而被广泛地应用于太阳能电池和光电探测器等光电器件领域。二维钙钛矿材料由于维度和厚度尺寸减小,引起量子限域效应,使得电子-空穴相互作用增强,激子结合能增大。因此,二维钙钛矿材料与其块体材料相比表现出了更优异的光电特性,并且稳定性增强,迅速成为二维材料领域的研究热点。结合近几年国内外研究现状,综述了剥离法、液相法和气相法等3种二维钙钛矿材料的制备方法,分析了各种方法的优缺点,并对其未来的发展进行了展望。指出二维钙钛矿材料的研究需要重点关注以下两个方面：1）开发一种简单可行的大规模生产大尺寸、高质量、环境友好以及高稳定性的二维钙钛矿材料的制备方法仍然是该领域研究的重点,3种制备方法中气相法是非常有可能实现大规模生产大尺寸、高质量二维钙钛矿材料的有效途径,但是急需解决的问题是降低设备成本以及通过改进工艺条件来提高二维钙钛矿材料的生长速度;2）二维钙钛矿材料在太阳能电池、光电探测器、LED等光电器件领域已经表现出很好的应用前景,但是光电器件的工作原理以及如何精确调控材料形貌与发光性能等这些基础研究仍然需要更深入的探...     

固体废弃物制备铁氧体材料的研究进展

主要针对电镀、湿法冶金、钢铁生产、废旧电池等所产生的固体废弃物,分析了各种废弃物的特点和危害,阐述了近年来国内外固体废弃物制备铁氧体材料的研究进展。根据废弃物的特点,制备铁氧体材料的方法主要分为干法和湿法。简述了铁氧体材料的应用和研究手段,指出了铁氧体材料对解决环境问题的意义,以及对铁磁性材料发展的重要推动作用。