SF6电气设备的SO2在线监测装置研究

在线监测SO₂的含量及其趋势变化,对SF₆电气设备的故障预警和故障分析具有极其重要的意义。基于紫外荧光法的SO₂在线监测装置,设计了SO₂紫外荧光检测光路系统、检测电路及软件、在线无损气体采样系统。其中,在线无损气体采样系统不仅能自动采样,还能回收气体,避免待测气体的损耗、泄漏和污染,并支持多种分解气体的同时在线检测。实验测试及现场运行结果表明,该装置完全满足电力设备中SO₂的在线监测需求。     

锇掺杂单层SnS2对SOF2和SO2F2吸附特性

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,研究了SOF₂和SO₂F₂两种SF₆分解气体在SnS₂及Os_n(n=1～2)掺杂改性的SnS₂材料表面的气敏响应。从吸附能、能带结构、态密度、前线轨道等方面,对比分析三种材料分别对SOF₂及SO₂F₂的气敏响应机理。研究发现,本征SnS₂对SOF₂及SO₂F₂的气敏响应特性不佳,但在Os掺杂后,掺杂处成为材料表面的活性位点,有效地提高了两种气体在SnS₂表面的气敏响应特性：Os_n-SnS₂(n=1～2)对SOF₂表现出良好的吸附效果,其中Os₂-SnS₂对SO₂F₂也...     

共沉淀法制备LaPO4:Ce紫外发射荧光粉

通过湿化学法共沉淀技术制备出LaPO₄:Ce紫外发射荧光粉,并对产物的发光性能进行研究。结果表明,样品为独居石结构、形貌近似球形。LaPO₄:Ce的发射主波长为315 nm,当铈掺量为5%mol时发光强度最大,是优异的UVB发射材料。     

节能荧光灯中纳米保护膜的应用研究

对纳米氧化铝（Al2O3）和纳米二氧化钛（TiO2）两种保护膜的应用作了研究,并分别考察了两种保护膜材料膜的结构,以及与没有保护膜荧光灯的比较,测定光通维持率和UVB及UVC辐射功率。结果表明,采用纳米Al2O3和纳米TiO2保护膜能提高荧光灯的光通维持率。纳米TiO2水溶液形成的保护膜为单颗粒铺展、致密、准连续结构。由于纳米TiO2保护膜的光催化效应,导致在荧光灯点燃过程中,维持放电有效汞的水平,提高光通维持率;而纳米TiO2保护膜的吸收紫外光效应,使得UVB紫外辐射比非纳米TiO2保护膜荧光灯降低了75％。     

近紫外光激发红色荧光粉In0.5Sc1.5(MoO4)3∶Eu3+的合成与发光性能研究

采用高温固相法合成了红色荧光粉In_0.5Sc_1.5(MoO₄)₃∶Eu³⁺,XRD表征结果显示获得了与Sc₂(MoO₄)₃结构一致的纯相。漫反射测试结果表明该荧光粉在200～350 nm范围内的吸收峰归属于O^2--Eu³⁺和O^2--Mo⁶⁺之间的电荷转移。它能够被近紫外光(394 nm)有效激发,主发射中心位于614 nm的红光,对应于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁。5mol%为该荧光粉Eu³⁺的最佳掺杂浓度,超过该浓度出现浓度猝灭现象。荧光衰减曲线拟合表明最佳样品的寿命为481μs,它的CIE色度坐标为(0.663,0.337),接近理想的红光色坐标(0.67,0.33),色纯度高达99.76%。...     

用于大功率紫外LED的圆柱扰流散热器设计仿真

如何降低芯片结温成为大功率紫外LED应用的关键。本文提出了一种新型圆柱扰流水冷散热器，对光源模块进行高效热管理。采用COMSOL软件对散热系统进行热场和流场分析，分别从散热器盖板厚度、扰流柱直径、增加档板结构、流速设置四个方面进行优化仿真，有效改善流动均匀性、提高换热效果，将功率密度643 W/cm²的串联紫外LED光源模块的芯片结温由120℃降至95℃。     

基于低气压无极放电灯的紫外通信光源研究

紫外光散射通信系统需要高光效、易调制、长寿命的散射光源。设计并实现了一种基于感应耦合等离子体(ICP)的紫外无极放电灯结构,分析了其发光原理并测试了光谱特性,研究了紫外无极灯的重复启动性能,对无极灯作为紫外光通信系统光源的可行性进行探讨,总结出要使无极紫外通信光源实用化还需在驱动电路和耦合方式两个方面作进一步研究。     

提升某高体积比能量、热散失严重热电池工作时间研究

为攻克某热电池高体积比能量、散热严重的技术难点，本文通过选用不同锂含量的LiB负极、电解质类型、调节硫化物正极的配比，并改变热电池壳体外形设计来减少热散失等方法装配热电池进行性能实验研究，同时进行了稳态和瞬态热学仿真计算分析及热电池试验验证。结果表明，选择锂含量为55%的LiB合金作为负极，使用低熔点电解质，选择FeS₂和CoS₂比例为1∶1的MS₂复合正极以及减小壳体散热面积可以有效提升热电池工作时间，为小体积自带外结构体的热电池设计提供了一种指导思路。     

高导热环氧/Al2O3复合材料制备工艺研究

为控制环氧/Al₂O₃复合材料中Al₂O₃填料的沉降,通过对环氧复合物流变特性表征,深入研究预交联工艺与固化工艺对Al₂O₃填料沉降的影响机制。结果表明：适当延长预交联时间可以有效控制Al₂O₃填料沉降,同时固化工艺的预固化温度应与浇注温度匹配。采用最优工艺制备的环氧/Al₂O₃树脂复合材料结构及性能均匀,沉降率仅为0.5%,热导率为1.312 W/(m·K),同时具有优异的电气性能,其介电常数为4.94,介质损耗因数为0.002,体积电阻率为1.64×10¹⁹Ω·m,电气强度约为33.38 kV/mm。     

用于锂硫电池硫载体的SiO2/氮掺杂碳空心微球

锂硫电池以其高理论能量密度、低成本和环境友好等特征，正在引起越来越多科学家和产业界人士的关注。利用正硅酸四乙酯水解与多巴胺自聚合之间的相互促进作用，通过一步水热反应制备出具有空心结构的SiO₂/氮掺杂碳复合微球。破裂微球的扫描电镜照片证实了复合微球的空心结构，热重分析则明确了SiO₂/氮掺杂碳复合微球中的氮掺杂碳含量为74.1%。电化学测试结果表明，采用SiO₂/氮掺杂碳复合微球为载硫材料制备的锂硫电池在0.05 C时的首圈放电比容量为1 204 mAh/g，其在2 C时的放电比容量为677 mAh/g。因此，提供了一种SiO₂/氮掺杂碳复合微球载硫材料的通用有效的合成方法。     

柔直换流站穿墙套管绝缘击穿分析及材料改性机理研究

环氧树脂浸渍绝缘纸作为柔直穿墙套管的主绝缘存在电场分布不均匀等问题。详细分析了某柔性直流换流站穿墙套管绝缘击穿事故的原因，并结合套管环氧树脂电芯体材料特性，采用添加纳米SiO₂(二氧化硅)改性环氧树脂的方法来提高套管的电气性能和热性能。实验表明，当纳米SiO₂添加量为4%(质量分数)时，环氧树脂固化物的相对介电常数下降到4.23(50 Hz时)，介质损耗因数为0.002(50 Hz时)，击穿场强达到了31 kV/mm，体积电阻率为3.7×10¹³Ω·m。同时归纳总结了纳米SiO₂对环氧树脂基本物理性质与主要电热性质的影响，以期进一步改善穿墙套管材料电气绝缘性能。     

煤、污泥和生物质三类典型燃料的热解气生成特性研究

采用固定床热解装置测定并比较不同温度下煤、污泥和生物质三类典型燃料的热解气生成特性。结果表明，温度是影响热解气析出的重要因素，三类燃料的热解气产率均随温度升高而增大，同时还得出了各燃料热解产气速率最快的温度区间；提升热解温度有利于煤和污泥中燃料氮向N₂转化，1 300℃时，煤的N₂转化率最高约42.5%，污泥则接近60%；各燃料热解气组分以H₂、CH₄和CO为主，CO₂和N₂含量次之，C₂H₂和C₂H₄最低，污泥和煤的热解气各组分的析出特性相似；同温度下，五种燃料的H₂和CO产率大小顺序相同，均为辣椒秆、污泥、神混煤、石炭煤、韩城煤，对于辣椒秆和污泥而言，通过热解制取高热值燃气(H₂和CO)是一种有效利用途径。     

Zr和B共掺杂的LiNi0.88Co0.10Mn0.02O2单晶材料性能研究

采用Ni_0.88Co_0.10Mn_0.02(OH)₂前驱体，LiOH·H₂O为锂源，加入适量的硼酸和ZrO₂，分别在810、820和830℃条件下进行烧结，制备了Zr和B共掺杂型LiNi_0.88Co_0.10Mn_0.02O₂单晶材料。对其进行了X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、充放电比容量、倍率性能、循环性能和差示扫描量热(DSC)等测试。结果显示，Zr和B共掺杂可改善LiNi_0.88Co_0.10Mn_0.02O₂单晶材料的倍率性能、循环性能以及材料的热稳定性。在820℃烧结得到样品NCM-820，其比容量为198.5 mAh/g,25℃循环50次的容量保持率为96.37%,45℃循环40次容量保持率为94.13%，材料热分解温度从231.8℃提升到了240.4℃。     

Eu3+掺杂Mg2Y8(BO4)2(SiO4)4F2新型红色荧光材料的合成及发光性能研究

通过高温固相法成功合成了新型磷灰石结构Mg₂Y₈(BO₄)₂(SiO₄)₄F₂∶xEu³⁺(MYBSF∶xEu³⁺)荧光材料,并研究了不同掺杂浓度下的发光性能。结果表明,Eu³⁺掺杂MYBSF荧光粉的最佳激发波长为265 nm,最强发射波长位于614 nm。发光强度随着Eu³⁺浓度的升高而增强,当Eu³⁺掺杂浓度为7mol%时,其发光性能最好。色坐标研究亦表明,不同掺杂浓度的MYBSF∶xEu³⁺荧光材料发光性能稳定,色坐标与理想红光色坐标接近,色纯度均高于91%。因此,MYBSF∶xEu³⁺荧光粉是一种紫外激发红色荧光粉的理想候选材料。     

无钴Fe-Mn基富锂正极材料的研究现状

在层状固溶体富锂正极材料Li_1+δ(TM_xMn_1-x)_1-δO₂（TM为过渡金属）中,无钴Fe-Mn基富锂正极材料（1-x）Li₂MnO₃·xLiFeO₂成为潜在的高性能、低成本锂离子电池正极材料。从材料的设计、结构、电化学性能和合成改性工艺等方面,综述（1-x）Li₂MnO₃·xLiFeO₂的研究进展。重点讨论利用Fe^3+/4+的氧化还原设计Fe-Mn基固溶体正极材料,分析晶体结构;讨论不同合成方法和包覆改性对材料倍率性能、循环性能和安全性的影响。针对亟待解决的循环寿命和首次不可逆容量大的问题进行分析和展望。     

正极材料对钛酸锂电池性能的影响

分别以LiMn₂O₄、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂和Li₄Ti₅O₁₂为正负极活性物质，制备钛酸锂软包电池。研究了两种正极材料对钛酸锂电池性能的影响，结果表明正极材料的工作电位对电池大倍率放电和充电的性能有较大影响，正极材料的表面包覆有利于抑制电解液在高温55℃的分解改善电池寿命。LiMn₂O₄/Li₄Ti₅O₁₂电池10 C放电容量达到了标称容量的95%;LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂/Li₄Ti₅O₁₂电池10 C充电恒流比达到了92%，其55℃、2 C循环1 200次后容量保持率在80.3%以上。     

混合Ta2O5/SiO2DBR和AlN/GaN DBR的蓝光VCSEL器件性能研究

垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件的分布式布拉格反射镜(DBR)设计十分重要,关乎VCSEL的激光输出。研究Ta₂O₅/SiO₂、AlN/GaN制备的DBR上下混合使用对VCSEL器件性能的影响。研究发现,底层10个周期的Ta₂O₅/SiO₂全反射DBR和顶层40个周期的AlN/GaN部分反射DBR设计的蓝光VCSEL器件激光输出较强,DBR底层、顶层互换的底层50个周期的AlN/GaN全反射DBR和顶层4个周期的Ta₂O₅/SiO₂部分反射DBR设计的蓝光VCSEL器件激光输出较强。     

含NiCr热喷涂涂层材料抗高温腐蚀性能对比研究

NiCr-Cr₃C₂、Ni60B及Cr19Ni9是3种包含NiCr的热喷涂材料。对NiCr-Cr₃C₂、Ni60B及Cr19Ni9 3种热喷涂涂层在相同条件下进行抗高温腐蚀性能对比研究。利用X射线衍射测试涂层相组成,利用扫描电镜及能谱仪观察涂层表面形貌及元素分布。研究结果表明:NiCr-Cr₃C₂的抗腐蚀性能最为优异,Cr19Ni9次之,Ni60B最差;Cr₂O₃的生成提高了涂层整体抗腐蚀性;NiCr-Cr₃C₂涂层中包含具有尖晶石结构的NiCrO₃,使其抗腐蚀性能高于其他2种涂层。     

功能化SiO2/UV-XLPE纳米复合材料的交流介电性能研究

针对纳米SiO₂材料在XLPE基体中容易团聚的问题,采用巯基-双键点击化学原理和纳米材料的表面改性技术,将纳米SiO₂引入到了紫外光交联聚乙烯的网状结构中,提高了纳米SiO₂在XLPE基体中的分散性。同时引入了更多的深陷阱,改变了功能化纳米SiO₂与XLPE基体之间的界面特性,从而提高了功能化SiO₂/UV-XLPE纳米复合材料的介电性能。对材料进行核磁共振氢谱、红外光谱以及扫描电镜等实验进行结构表征。在线性升温条件下测试材料在工频下的介电常数ε_r和损耗角正切值tanδ,探讨功能化纳米SiO₂的表面高介电壳层对纳米复合材料的变温介电特性的影响;通过TSC测试探究材料内部的陷阱能级分布情况,并在不同温度下测试了材料的交流击穿特性。随着温度的提高,复合材料内部杂质分子热运动加剧,使得相对介电常数ε_r随温度提高减小,而偶极子转向在介电损耗中的贡献逐渐增大,所以损耗角正切值tanδ呈现出变大的趋势。另外功能化纳米SiO<...     

β-Ga2O3对变压器油中乙炔气体的吸附性能研究

乙炔(C₂H₂)是油浸式电力变压器油中用来评估故障发生的重要特征气体，对其进行在线监测能实时有效反映变压器的运行状况。针对传统的气体传感器对特征气体存在响应不灵敏的问题，本文中作者采用一种超宽禁带半导体材料(氧化镓(β-Ga₂O₃))作为气体传感器来检测故障特征气体C₂H₂。通过第一性原理计算方法研究了β-Ga₂O₃的结构和电子性质，并对其气体敏感机理和吸附性能进行了分析。首先，通过结构优化确定C₂H₂气体在β-Ga₂O₃表面的最佳吸附位置；其次，通过进一步分析吸附模型的电荷密度差分、吸附能、电子态密度、能带结构和功函数获得C₂H₂气体在β-Ga₂O₃表面的吸附行为；最后，结果表明β-Ga₂O₃对...