气液爆轰控制合成多晶纳米二氧化钛

以氢气、氧气和四氯化钛为混合前驱体,通过气液爆轰法合成了多晶纳米二氧化钛.研究了不同摩尔比例的前驱体和初始反应压力对纳米二氧化钛晶相结构的影响.采用X射线衍射及透射电子显微镜对产物的纳米结构、成分、颗粒大小和形态进行了表征.结果 表明:获得的二氧化钛存在纯净的锐钛矿相、纯净的金红石相和混合相,其中混合相的球形或者类球形...     

气相爆轰压力及环境温度对制备纳米TiO2粉末的影响

采用气相爆轰方法制备出金红石和锐钛矿相混合晶型的纳米二氧化钛粉末,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等表征手法,研究了环境温度变化对其晶粒尺寸和晶相结构的影响.结果表明,随着环境温度的升高,所生成的二氧化钛颗粒的尺度变大,产物中金红石相含量增加,锐钛矿相含量减少.通过测定爆轰压力的变化,得出了反应发生爆燃转爆轰的过程中.     

气相爆轰法制备球形铜纳米粒子及其形成机理

本文以氢氧混合气体为爆炸源,乙酰丙酮铜(II)为前驱体,采用操作简单、高效的气相爆轰方式合成了类球形的铜纳米晶颗粒。进一步采用XRD、TEM、SAED和EDX对所获得产物的形貌特征、物相组成和微观结构进行了表征和分析。同时为了预测气相爆轰流场中铜纳米颗粒的生长特性,将Kruis模型引入气体爆轰反应程序中。研究结果表明：实验合成的类球型FCC结构纳米铜晶体分散性良好,平均粒径在24 nm左右且纳米铜晶体外包覆了1nm左右的较薄石墨层。基于Kruis模型对球形铜纳米粒子的生长特性预测结果与实验数据吻合较好,为可控合成铜纳米粒子提供了可靠的理论指导。     

爆轰法制备碳包覆铁镍合金纳米颗粒及其表征

对掺杂硝酸铁和硝酸镍复合炸药前驱体,采用爆轰法合成碳包覆铁镍合金纳米颗粒。通过XRD,TEM,XRF,VSM等方法对合成的碳包覆合金纳米颗粒的形貌特征、结构组成及磁性行为进行了分析表征。结果表明,通过有效调整前驱体中金属源材料比例和碳材料组成,可爆轰合成较为完美的核壳结构碳包覆铁镍纳米颗粒,所得球形的纳米颗粒尺寸主要分布在10～60nm范围内且分散性较好,组成核主要由不同比例的铁镍元素构成,外壳层主要由石墨碳构成;由室温下磁性分析可知,该纳米颗粒表现出良好的超顺磁性。     

爆轰对纳米晶体微结构的影响

利用X射线衍射对爆轰法制备的纳米晶粒如二氧化钛和纳米发光粉(SrAl2O4Eu2 ,Dy3 )进行了初步研究.通过比较纳米晶粒的XRD微结构参数(晶粒度、晶面指数(hkl)、晶格常数、晶面间距等)和常规粗晶的差异,以及平均畸变度的计算,定量地揭示了爆轰对纳米晶粒微结构的影响.研究表明,爆轰会对合成的纳米氧化物以及复合氧化物的微结构能产生不同的畸变效应.不同的晶粒尺度,不同的前驱体,产生的晶格畸变呈现各向异性晶格膨胀和收缩现象,如液相混合炸药制备的纳米氧化钛产生的平均畸变度是固相炸药制备纳米氧化钛的1.98倍,甚至达到2.72倍,同时随着晶体粒径的增大,平均畸变度减小;而爆轰法制备的SrAl2O4Eu2 ,Dy3 纳米发光粉,在晶粒度变化不大的条件下,经过600～800 ℃的热处理后却产生了先增大后减小的平均畸变度.     

纳米二氧化钛粉末的制备

实验采用升温水解法探索了易于工业化制备纳米二氧化钛粉末的新工艺。讨论了表面活性剂的种类、反应物的浓度、热处理等对粒径的影响     

磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能

以Fe3O4为载体,制备了易于固液分离回收的磁性复合纳米光催化剂,采用SEM,元素分析,XRD等方法表征催化剂的表面形貌,晶体结构,结果表明,二氧化钛包裹在Fe3O4的表面,其包裹量越大,粒径越大,锐钛矿峰越强,利用光催化降解甲基橙的效果来考察磁性复合光催化剂的活性,直接包裹在Fe2O4表面的TiO2活性低于纯TiO2的,而在Fe3O4与TiO2之间包裹SiO2,可以有效地提高其光催化活性,其活性与纯TiO2接近。     

爆轰合成纳米超微金刚石的热稳定性研究

用差热、热失重和Ｘ射线衍射分析对爆轰合成纳米超微金刚石的热稳定性进行了研究,分析了不同合成和提纯条件以及不同气氛对超微金刚石热稳定性的影响。研究结果表明,纳米超微金刚石在空气氛中的热稳定性较差,其起始氧化温度为５００～５３０℃;在惰性和还原性气氛中具有较好的热稳定性;包裹水条件下得到的金刚石及用Ｈ２ＳＯ４＋ＫＭｎＯ４提纯得到的超微金刚石的热稳定性较好。     

TiO_2纳米管阵列膜的制备及结构研究

描述了在含不同浓度NH_4F的2%H_2O(体积分数,下同)和乙二醇溶液中,在氧化钛片上获得管尺寸分布一致的TiO_2纳米管阵列膜.在不同电压、不同NH_4F浓度电解液的条件下,进行膜的管尺寸及厚度研究,利用SEM评价膜的形貌.结果显示,片状膜为平行纳米管阵列组成的膜,纳米管尺寸范围宽、尺寸分布一致.管尺寸在15～128 nm,膜厚可达360 μm.应用的电压越高管尺寸越大,电解液中NH_4F浓度增加导致管尺寸稍微减小.还观测到,NH_4F浓度的增加,导致片状膜的厚度显著增加.采用无水乙醇多次清洗膜,并迅速用脱脂棉吸附膜上的溶液,在鼓风干燥箱中100 ℃,热处理1 h,可有效解决膜卷曲的问题.     

CdS修饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能研究

首先通过恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,其次运用电化学沉积法在TiO2纳米管阵列表面修饰CdS颗粒,最后表征其对甲基橙的光催化降解性能.研究表明,通过电化学沉积可以在管阵列表面获得均匀分布的CdS纳米颗粒.TiO2纳米管阵列在经过CdS修饰后,对可见光的吸收范围明显增大;光照2 h后,对甲基橙的降解效率由修饰前的57.1%提高到修饰后的76.4%,COD的去除率也从49%提高到70.6%.     

基于线圈优化设计的黄铜管内表面电磁抛光试验

目的 设计一种低频交变磁场发生装置,高效率地去除H62黄铜管内的表面缺陷,提高其表面质量,延长其使用寿命。方法 采用闭合铁芯的方式设计一种低频磁场发生装置,利用EDEM软件对磁场中的磁性磨粒进行运动仿真分析;对电磁线圈的缠绕方式、通电方式进行设计,并利用Ansys软件对不同的线圈缠绕方式和通电方式所产生的磁场进行模拟分析。数控车床夹持管件旋转,并与磁场发生装置相配合,使管件中的磁性磨粒在磁场中磁化,并紧贴管件内表面进行研磨抛光。使用触针式表面粗糙度测量仪和超景深 3D电子显微镜,对研磨前后的样品进行检测分析。结果 基于三端缠绕方式,采用2种不同的通电方式对管件进行研磨加工,采用相对型通电方式研磨6 min后,H62黄铜管内的表面粗糙度由原始的0.618 μm降至0.373 μm。采用相邻型通电方式研磨6 min后,H62黄铜管内的表面粗糙度由原始的0.667 μm降至0.081 μm。结论 利用低频交变磁场能够实现研磨工具(磁性磨粒)的循环更新,提高磁性磨粒的利用率。在采用三端缠绕方式通电时所产生的磁场强度更大,更适合于磁粒研磨加工。采用相邻型通电方式(N?N?S?S磁极排布)加工时,研磨压力更大,大幅缩短了加工时间,去除了管件内壁的原始缺陷。     

混合动力机器人加工动力学模型及优化设计研究

针对加工用混合动力机器人结构,提出混合机器人动力学模型和优化设计方法。建立混合机器人的动力学模型,综合考虑了机器人工作空间/机器体积比、横向刚度和低阶模态3个性能指标,分析设计变量对性能指标的影响。在此基础上制定机器人内部并联机构的设计问题和综合设计策略,对机器人的结构进行优化。通过搭建多自由度混合机器人加工实验平台,结果表明所设计的混合机器人在较大的工作空间内具有良好的静态和动态特性,验证了所提模型的合理性。     

多轴线转向车辆转向机构的优化设计与试验研究

多轴线转向车辆转向机构是车辆实现转向功能的核心部件,根据某矿用车对转向机构的工作要求,设计和建立了多轴线转向车辆转向机构的仿真模型,并对转向机构进行了优化,同时对液压系统进行建模,通过分析软件对液压系统的特性进行仿真分析,通过试验测试,证明所设计转向杆系及液压系统的响应特性与仿真结果吻合,达到了预期效果。     

玻璃粉粒度和挤压速度对镍合金挤压管润滑效果的影响

用热挤压法生产镍管坯，其质量与挤压速度及所使用的玻璃润滑剂的玻璃粉粒度及它们之间的组配密切相关，为此，对在3150t卧式水压机上热挤压N6管所使用玻璃润滑剂的玻璃粉的粒度与挤压速度的组配进行了优选实验。结果得出，选用粒度为109-190μm的玻璃粉润滑剂与100～190mm／s挤压速度组配，可得到良好的玻璃润滑效果，大大减少了热挤压N6管坯表面压坑、沟条等缺陷，粗糙度值大幅度降低，提高了管坯表面外观质量和最终成品率。本实验是在工业规模生产条件下进行的，其结果在生产实践中得到了很好的应用。     

硫酸法钛白生产中水解工艺的优化及其对成品质量的影响

从攀钢钛白粉厂的几次改造入手，从理论上分析了水解操作过程对成品质量的影响，并找出水解操作中影响成品质量的主要因素，结合攀钢钛白生产中水解工艺的优化具体分析后得出结论：在外加晶种加压水解法，外加晶种微压水解法以及自生晶种常压水解法这3种方法中，最后一种方法更为合理，产品质量也最好。     

超出海上油套管选材图版的防腐设计实验研究

目的：东海A气田开发储层流体中CO2分压约1.85 MPa,温度在150℃左右。井下腐蚀环境已超出中海油选材图版的应用范围,因此应进行防腐模拟实验研究,为优选油套管材质提供依据。方法应用失重法在高温高压动态反应釜中进行高温高压动态腐蚀模拟测试,选择油气田开发中高防腐油套管常用的普通13Cr、超级13Cr、22-25Cr双相不锈钢3种材质试样,测试不同材质油套管井下的腐蚀速率。结果 CO2分压2.0 MPa下,130℃时3种材质均未发现局部点蚀,温度升至150℃时,超级13Cr和22-25Cr双相不锈钢表现为均匀腐蚀,普通13Cr材质出现了点蚀,点蚀速率为0.6413 mm/a,明显超过了腐蚀控制线;150℃下,随着CO2分压的增加,腐蚀速率增加,但分压达到约2.0 MPa后,腐蚀速率增加减缓,并且出现下降趋势。结论从井底开发储层到地面,温度逐步降低,根据实验结果,东海 A 气田开发设计组合油套管的方式防腐,深部温度高于130℃位置的油套管应用超级13Cr材质,上部温度低于130℃位置的油套管应用普通13Cr材质,以降低成本。     

钢管斜轧延伸的金属变形研究及孔型设计(上)

简要分析了斜轧延伸轧管技术的发展状况。通过对AccuRoll轧管机变形区中金属变形的理论分析和试验研究,探讨了轧制工艺特征和工具对轧制变形的影响。在将计算机技术应用于变形区模拟分析和钢管主变形分析后,提出了斜轧延伸孔型设计的基本原则。试验研究表明,通过AccuRoll轧管机的孔型设计,可实现减径、等径和扩径3种轧制形式。通过优化孔型设计,用AccuRoll轧管机轧制薄壁管,其D/S值已达到41。该工艺技术的发展将进一步提高轧制薄壁管的稳定性和轧制速度。     

工作气压对管内壁沉积Si/O-DLC薄膜结构与性能的影响

目的 探讨工作气压对管内等离子体放电光学现象以及Si/O-DLC(Si and O Incorporated DLC,Si/O-DLC)薄膜结构与性能的影响,为获得管内高质量、均匀的Si/O-DLC薄膜制备工艺技术提供指导。方法 利用空心阴极等离子体增强化学气相沉积(Hollow Cathode Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,HC-PECVD)技术,通过改变工作气压在管内沉积Si/O-DLC薄膜。利用高速摄像机记录并对比不同工作气压下管内等离子体放电光学现象。通过SPM、XPS和Raman光谱仪表征不同工作气压下薄膜的三维立体表面形貌和微观结构,并利用SEM、纳米压痕仪以及划痕测试系统,对比研究管内Si/O-DLC薄膜的硬度、弹性模量、膜基结合力以及沿管轴向的薄膜厚度分布。结果 随着工作气压的上升,管径向中心处亮斑面积和光强先增大增强后趋于缩小暗淡。在不同工作气压下,均能够在管内获得表面光滑的Si/O-DLC薄膜,粗糙度为3~10 nm。随着工作气压的上升,管内Si/O-DLC薄膜的平均厚度从1.42 μm增大到2.06 μm,且沿管轴向的薄膜厚度分布均匀度从24%显著提高到65%;不同工作气压下管内Si/O-DLC薄膜沿管轴向平均硬度呈先增大后减小的趋势,总体平均硬度可达(14±1) GPa。管内Si/O-DLC薄膜在工作气压上升到25 mTorr时获得较高的平均膜基结合力。结论 改变工作气压能够显著影响管内壁Si/O-DLC薄膜的结构与性能,当工作气压为25 mTorr时,在管内获得均匀性最优、结合力较高的Si/O-DLC薄膜。     

露点腐蚀及氯化氢合成炉的设计优化

钢制氯化氢合成炉的腐蚀损坏是氯碱工业生产中的常见现象,本文依据露点理论,探讨其腐蚀机理,采取相应的防护措施。通过改进炉体设计、优化操作控制,使炉体使用寿命达到3年左右。     

基于层次化单元的产品设计及BOM生成算法的应用研究

针对现有计算机辅助工具对早期设计支持不足的特点，以层次化单元为基础，建立了一种介于概念设计与详细设计之间的装配模型，该模型即能充分表达早期设计中产品的功能需求，而且在描述产品必要结构的同时又能与详细的产品数据和几何信息产生一定的关联，使得概念设计结果能直接作为后期设计的输入，在后期设计中讨论了产品结构树的生成算法，并以此为基础开发了针对电梯产品的软件系统。