新型可加工陶瓷真空中冲击闪络特性的研究

为了克服氧化铝陶瓷存在加工难度及脆性大等缺点,研制成功了一种新型低熔点可加工微晶玻璃陶瓷,它具有良好的力学、热学和可加工性能,但需进一步了解其电气性能。因此,测量了这种新型陶瓷的介电特性;考察了其在真空中脉冲电压下的沿面耐电特性;对比分析了氧化铝陶瓷和可加工陶瓷的表面耐电性能及不同添加剂成分与不同比例的添加剂对可加工陶瓷表面耐电性能的影响。结果发现,这种可加工陶瓷符合电工陶瓷的标准,其表面耐电性能优于氧化铝陶瓷,可替代现有的陶瓷材料,并获得了较好的配方设计。     

Li2O·Al2O3·SiO2复相陶瓷的研制

以石英砂、氧化铝为主要原料,聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,掺杂Li2CO3制备了锂辉石陶瓷。通过TG-DSC、XRD、SEM研究了样品的烧结制度、物相组成和显微结构,并测定了样品的体积密度和力学性能。结果表明:Li2CO3含量为10%时,在1 150℃烧结温度下,锂辉石固溶体的晶相含量高,主晶相为Li2O.Al2O.34SiO2,体积密度为2.18 g/cm3,抗压强度为586 MPa,其结构均匀致密且力学性能最优。     

聚合物热解法制备高击穿场强CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构及介电性能

由于CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)陶瓷表现出非欧姆特性,这些陶瓷有望用于储能电容器和过压保护装置等应用,然而一般制备的CCTO陶瓷样品击穿场强(E_b)极低。为了提高CCTO陶瓷样品的E_b,本文以硝酸铜、硝酸钙、二钛酸二异丙酯为原料,丙烯酸水溶液作为聚合单体,过硫酸铵水溶液作为引发剂,采用聚合物热解法制备了CCTO前驱体粉末,然后分别在1 040、1 060、1 080℃烧结得到CCTO陶瓷样品,研究了不同烧结温度陶瓷样品的相结构、微观结构和介电性能。结果表明：在不同烧结温度下采用聚合物热解法制备的陶瓷样品在保持高介电常数的同时大幅提高了E_b,在1 060℃下烧结的陶瓷样品介质损耗降低,其E_b为11.45 kV/cm,介电常数和介质损耗因数分别为9 110和0.03。在1 060℃下烧结有利于样品晶粒正常生长,完善晶界及形成势垒。此外,晶粒的正常生长对陶瓷样品的介电常数有显著影响,晶界阻抗的增大有利于E_b的提高...     

氢氟酸腐蚀对可加工陶瓷表面耐电的影响

为了解决真空中的沿面闪络现象制约真空绝缘系统的整体性能的问题,提出将一种具有优良的可加工性能及表面耐电性能的微晶玻璃(又称可加工陶瓷)引入真空绝缘领域,研究了氢氟酸的体积分数φ(HF)不同时处理可加工陶瓷样品前后其电学特性的变化。利用X射线衍射(XRD)技术,定性分析了φ(HF)不同时处理样品后表面的玻璃相的体积分数φ(GP);采用光电结合的方法,测量了φ(HF)不同时处理样品在真空高压脉冲下的沿面闪络特性。φ(HF)不同时处理可加工陶瓷后,其表面φ(GP)和真空表面耐电性能均改变;φ(HF)越高,则样品表面的φ(GP)越低,真空耐电特性越好。通过氢氟酸处理可以腐蚀掉样品表面的玻璃相,从而改变了脱陷电子的"爬电高度",进而影响了可加工陶瓷的真空表面耐电性能。     

多晶透明氧化铝陶瓷晶相结构及光谱特性的研究

以不同形貌的高纯氧化铝粉体及典型的氧化镁添加剂为原料,采用固相反应烧结法制备多晶透明氧化铝产品。运用SEM、能谱分析仪、光谱分析仪等手段,研究了多晶透明氧化铝晶体结构的影响因素和光谱特性。结果表明,组成球形状态的粒子,在后期烧结过程中更容易形成六面形晶体结构;低比表面积的粉体在后期加工中容易分散,晶体形状和结构更稳定,工艺易于控制;外加剂氧化镁在小于1 700℃时在晶界能比较高的非{0001}面生成镁铝尖晶石,从而对六边形晶体形状起到钉扎作用,有利于形成均匀的晶相结构;对于有定量添加剂的透明氧化铝陶瓷,380～780nm的可见光谱范围为透光率最高区,780～1 000nm为近红外次透过区。     

氧化铝耐火材料制备中热应力有限元分析

氧化铝耐火材料在制备过程中所产生的裂纹等轻微损伤,是潜在的安全风险。为提高材料的使用性能,研究了在烧成过程中模型尺寸、热处理温度、升温速率、降温速率以及气孔率等因素对氧化铝耐火材料裂纹产生的影响。结果表明：在模型尺寸增大时,对应的最大热应力值也随之增大,产生裂纹的风险也越大;最大热应力峰值出现在1 200～1 600℃温度区间内;只改变1 000～1 350℃温度区间内的升温速率时,升温速率越大对应的最大热应力值越大;窑炉从1 600℃降到室温时,降温初期最大热应力值迅速增大,且降温速率越大对应的最大热应力值越大;对于气孔率分别为5%、7%和10%的氧化铝砖坯,在相同的烧成条件下,气孔率10%砖坯的最大热应力值于1 200℃、1 300℃、1 400℃及1 500℃均最小,因此气孔率为10%比5%和7%更有利于降低烧成过程中裂纹产生的风险。     

ICF用磁性微晶玻璃靶丸材料的制备及工艺优化

以SiO2、BaO、Fe2O3为原料,采用熔融法制备了以BaFe12O19为磁性晶相的ICF用磁性微晶玻璃靶丸材料.采用四因素四水平正交实验探索最佳热处理工艺条件,并利用DTA、XRD、SEM、VSM等测试手段对微晶玻璃进行了分析和性能检测.研究确定了最佳热处理工艺:核化温度875℃,核化时间3h,晶化温度960℃,晶化时间2h.在此条件下制备的磁性微晶玻璃样品在热处理过程中不会变形,主晶相为BaSiO3、BaFe12O19,晶粒尺寸在1μm以内,其矫顽力可达136.69kA/m,抗压强度达296MPa.     

尖晶石型锂铁氧体的物理化学研究

研究了热处理时锂的升华,LiFeO_2相的沉淀和锂铁氧体的氧含量的改变。根据获得的结果来讨论了无序→有序转变的速度。在热处理时,锂的升华开始在800°—850℃,并随着增加温度和氧压减小而增加。LiFeO_2相的数量由于样品的氧含量成为低于化学计量的氧含量而增加了。当样品在氧气中热处理时氧含量高于化学计量的氧含量,当它们在氮气中热处理时氧含量低于化学计量的氧含量。再考虑到其他实验数据可以确知在锂饮氧体中无序→有序的转变的速度决定于样品的氧含量和氧化时的速度。     

溶胶-凝胶法制备La1-xSrxCoO3-δ导电陶瓷

采用溶胶-凝胶法制备了单相的La1-xSrxCoO3-δ系列导电陶瓷,对其结构性能进行了表征,并探讨了La1-xSrxCoO3-δ导电陶瓷在电接触材料中应用的可能性。结果表明,随着样品中Sr掺杂量的增加,La1-xSrxCoO3-δ样品的衍射峰峰位向大角度方向略有偏移,衍射峰峰值减小,并发生宽化。溶胶-凝胶法制备的La1-xSrxCoO3-(δx=0.1~0.7)陶瓷普遍具有较好的导电性,其中La0.4Sr0.6CoO3-δ样品在1 000℃热处理条件下,会部分转变为La0.5Sr0.5CoO2.91,同时生成La2O3、Co3O4、SrCoLaO4等氧化物并释放出O2,这与AgC-dO电接触材料中CdO的特性有类似之处,在电接触材料领域具有潜在的应用价值。     

ZrO2增韧β″-Al2O3陶瓷烧结制度研究

作为钠硫电池的核心部件,β″-Al2O3陶瓷强度的提高是改善电池性能和延长电池寿命的关键。采用质量百分数为10%的3Y-ZrO2作为添加剂,并运用固相球磨的方式制备了β″-Al2O3陶瓷,通过收缩率测量、显微结构测试及相组成分析,得出最佳转相温度为1 410℃,最佳烧结温度和保温时间分别为1 500℃和2h。在此烧结制度下制备的β″-Al2O3陶瓷,微观结构均匀,断裂韧性较未添加ZrO2的陶瓷提高36.4%,交流阻抗法测得350℃时的电阻率约为5.75Ω·cm。     

烧结Nd-Fe-B磁体物理气相沉积Al镀层的耐高温特性

采取物理气相沉积(PVD)对烧结Nd Fe B磁体表面进行镀Al处理,分析了PVD Al镀层的耐高温特性。样品经200℃×5h处理后,Al镀层抗盐雾(5%Na Cl,连续喷雾)腐蚀性能由原来的48h下降到22.5h,但抗高压高湿(121℃,100%湿度,2个大气压)性能不变;高温处理后的样品在经120℃×12h、-40℃×12h高低温循环冲击3次后Al镀层没有任何变化;高温处理前后样品镀层结合力基本一致,分别为16.89MPa,16.73MPa。结果表明PVD Al镀层性能不仅超过一般单电镀层的性能,且具有更好的耐高温特性,而且采用PVD镀Al不会导致磁性能下降。     

LSM粉末设计及其对SOFC阴极性能的影响

采用大气等离子喷涂在粒子完全熔化条件下制备的Sr掺杂LaMnO3(LSM)阴极由于三相反应界面和贯通孔隙数量不足,其阴极阻抗较大.针对这一问题,通过在LSM微粉中加入20％(体积分数)亚微米石墨经团聚造粒获得LSM/石墨复合粉末,采用大气等离子喷涂在不同功率下制备了LSM阴极,采用扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光...     

烧结温度对氧化铝陶瓷介质陷阱分布的影响

论文采用等温衰减电流法研究了在不同烧结温度下制备的陶瓷试样的陷阱分布，试验结果表明，烧结温度能够影响到氧化铝陶瓷介质的陷阱分布，微观结构分析表明，不同的烧结温度会导致陶瓷介质不同数量的结构缺陷，从而造成了它们陷阱分布的不同。     

Secondary electron emission and surface charging evaluation of alumina ceramics and sapphire

The breakdown of alumina rf windows is mostly caused by multipactor, as well as by material defects and contamination. Since multipator induces localized surface heating, leading to surface melting, it is necessary to observe secondary electron emission (SEE) coefficients of alumina ceramics under high temperature conditions. The SEE coefficients of commercial alumina ceramics and sapphire were measured by a scanning electron microscopy (SEM) with a single short-pulsed electron beam (100 pA, 1 ms) at room temperature and at 650degC. Additive materials used for sintering alumina, such as SiO ₂ and MgO, were also investigated. Surface charging evaluations have also become important because the accumulated charges are discharged at the threshold Held, resulting in surface discharge. The surface charging evaluations were carried out by multi-pulse measurements with the injection of successive pulses on the sample. As a result, reductions in the SEE coefficients with temperature were confirmed, except for sapphire. The multi-pulse measurement results indicated that surface charging of the sapphire was higher than that of other samples. This may be one of the factors that causes sapphire not to be durable for rf window applications, compared with alumina ceramics. Although there are few exceptions, it was found that the SEE coefficients of alumina ceramics increased with the purity and the average grain size     

Secondary electron emission from alumina RF windows

The development of alumina RF windows for use at the output section of high-power RF sources is an important issue for accelerators. The breakdown of RF windows is caused by 1. the multipactor effect (electron multiplication on the surface) and/or 2. the discharge of accumulated charges (due to the multipactor effect). Measurements of secondary electron emission (SEE) and surface charging were carried out to determine the durability of various alumina ceramics in this application. Since excessive surface heating takes place during surface discharge, SEE yields at high temperature were also measured. The results indicate that SEE yields become lower at high temperature, and that higher purity alumina ceramics show higher SEE yields. High-power tests using a resonant ring were conducted in order to observe surface charging and electron accumulation. Higher purity alumina ceramics showed superior performance in the high-power tests, probably due to lower surface charging.     

空冷机组凝结水精处理系统阴树脂及滤元耐温性能

高温季节空冷机组凝结水温度较高,有可能超过强碱性阴离子交换树脂和前置过滤器滤元的承受范围,为此对空冷机组凝结水精处理系统常用阴离子交换树脂和前置粉末树脂过滤器中滤元的耐高温性能进行了系统研究。选取了6种具有代表性的强碱性阴离子交换树脂进行95 ℃下的静态试验;对筛选出符合DL/T 953—2005标准的3种阴离子交换树脂进行70、75、80 ℃下的动态试验,通过测定阴离子交换树脂强碱基团下降率的变化和溶出物的变化,考察阴离子交换树脂的热稳定性;将所选耐温性能较佳的阴离子交换树脂应用于电厂,测定其除硅效果;对前置粉末树脂过滤器所用聚丙烯绕线滤元进行高温下有机溶出物试验。试验结果表明：（1）阴树脂在水温为70~80 ℃中运行,其强碱基团交换容量与运行时间和运行温度均成反比,运行时间越长、运行温度越高,强碱基团交换容量下降越快;所选3种阴树脂相比,德国进口大孔Ⅰ型苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂热稳定性较好。（2）不同厂家生产的聚丙烯绕线滤元的耐热性能差别很大,所选2种绕线滤元在空冷机组正常运行情况下耐热性能较好,能满足现场运行要求,但运行温度不宜超过80 ℃。     

计及护层环流的电缆温升分析与故障定位方法研究

由于传统IEC热路法无法计算复杂工况下环流变化后电缆温度,因此,采用有限元法并结合电磁场与传热学原理,针对不同接地方式与运行工况下的三相电缆,计算与分析不同常见护层故障下环流变化后的电缆温升情况,为电缆运行状况判断提供参考。结果表明:对于护层交叉互联接地电缆,交叉互联箱进水地或护层接头故障后,故障相电缆温升高达10℃,且故障相电缆在故障点前后出现5℃的温差;对于护层单端接地电缆,发生两相护层故障后,故障点前段电缆较正常运行温升高达13℃以上,故障点前后段电缆存在10℃的温差;三相电缆温升及各相之间温差情况可为电缆温度在线监测提供参考,并根据电缆前后温差出现点对电缆故障点进行定位,尽快检修处理,从而减少后续击穿烧毁事故的发生。     

Effects of potential and heat treatment on phase transition of alumina dielectric layer

The characteristics and growth behaviors of alumina dielectric layer formed by anodic oxidation were investigated. The aluminum oxide layer anodized at 400 V was predominantly amorphous alumina, but at the applied potentials more than 500 V, amorphous and crystalline γ-alumina were existed in anodic oxide layer and the ratio of γ-alumina increased with the increasing applied potential. During the heat treatment at 600^°C or higher temperature, amorphous alumina layer was transformed into the crystalline γ-alumina. The phase transition of anodic amorphous alumina into crystalline depends on anodic applied potentials and heat-treatment temperatures.     

1 000MW空冷机组主蒸汽管道焊后热处理工艺

为解决国内1 000MW级超超临界火电机组主蒸汽管道用P92钢焊后热处理工艺的选定问题,采用柔性陶瓷电阻主、辅加热器同时加热管道内外壁、两端封堵的热处理工艺进行主蒸汽管道焊后热处理,得到了焊缝内壁温度达740℃以上、内外壁最小温差为15℃的热处理效果。针对宁夏灵武电厂二期工程1 000MW空冷机组,进行了主蒸汽管道用P92钢进行焊后热处理试验,试验结果表明,采用该热处理工艺对P92钢进行焊后热处理,特别是对厚壁管道进行焊后热处理,可以保证恒温过程中焊缝内壁温度符合P92钢回火温度要求,从而保证了焊接接头综合机械性能的均匀性。     

弯曲电极结构对真空中氧化铝陶瓷沿面闪络耐压的影响

氧化铝陶瓷以其良好的绝缘性能广泛应用于高压真空器件,起到绝缘和支撑作用,但氧化铝陶瓷的沿面闪络现象严重制约了其耐压性能。分析了阴极金属-陶瓷-真空三结合处电场局部增强的原因,对阴极金属电极结构对柱状氧化铝陶瓷三结合处电场分布影响进行了仿真和单次脉冲耐压试验研究,给出了不同电极情况下,氧化铝陶瓷的耐压结果。结果表明,弯曲电极结构能有效减弱氧化铝陶瓷三结合处的电场强度,并且随着金属电极弯曲长度的增加而明显减小;相对于平板电极,弯曲电极的平均最高耐压提高了45%。