NO x 传感器的氧补偿及其标定策略

针对氧化锆基氮氧化物传感器信号受汽车尾气氧含量影响,导致精度不佳问题,提出一种氧补偿算法和标定策略。根据NO_x传感器工作原理进行模拟试验,分析不同氧含量下泵电流I_P2与NO_x浓度的关系,得出氧补偿算法,并分析了氧含量与补偿系数的关系,设计出一种实时对I_P2误差补偿的方案,使I_P2在氧含量为0%～20%,NO_x为0～3 000×10^-6范围内的误差减小到23 nA,对应NO_x浓度误差降低到15×10^-6以内。为进一步提高传感器测量的准确度,设计了一套标定方案,并与国外NO_x传感器进行对比测试。结果表明,该传感器在发动机瞬态工况下,NO_x浓度为0～2 000×10^-6的环境中,测量误差为0～25×10^-6,验证了该方案的可行性,满足尾气中NO_x浓度的监测要求,为提高氧化锆基NO_...     

不同含量Al2O3微粒改性环氧树脂复合材料的导热和导电特性

利用溶液共混法制备不同质量分数(10%～40%)微米级Al₂O₃颗粒改性环氧树脂复合材料,研究了Al₂O₃微粒含量对复合材料导热和导电特性的影响。结果表明：当Al₂O₃微粒质量分数为10%和20%时,微粒在基体中分散良好,随着Al₂O₃微粒含量增加,微粒相互接触并出现团聚结块现象;随着Al₂O₃微粒质量分数由10%增加到40%,复合材料在室温下的热导率由0.30 W·m^-1·K^-1增加到1.11 W·m^-1·K^-1,玻璃化转变温度由115.44℃升高到122.89℃,线膨胀系数由56.86×10^-6 K^-1降至34.86×10^-6 K^-1,电阻率由4.27×10¹⁰Ω·cm降...     

超音速火焰喷涂CoCrAlSiY合金涂层的摩擦磨损性能

采用超音速火焰喷涂技术制备CoCrAlSiY合金涂层,研究了该涂层的微观结构、力学性能,以及在不同载荷(2,5,8 N)下的摩擦磨损性能。结果表明：CoCrAlSiY合金涂层主要由CoCr₂O₄、CoAl和α-Al₂O₃相组成,各物相分布均匀,涂层致密;涂层的硬度为(7.41±0.16) GPa,与其他同类合金涂层硬度相近;在2,5,8 N载荷下摩擦磨损时,CoCrAlSiY合金涂层的平均摩擦因数分别为0.33,0.24,0.22,对应的磨损率分别为3.52×10^-5,4.85×10^-5,5.58×10^-5 mm³·N^-1·m^-1;低载荷(2 N)下的磨损机制主要是黏着磨损和磨粒磨损,高载荷(5,8 N)下涂层发生脆性断裂而大块剥落;在摩擦磨损过程中涂层表面形成氧化物,特别是在5 N和8 N载荷下,磨损表面出现大量α-Al₂O₃     

某柴油机选择性催化还原系统匹配设计

利用GT-Power软件建立了选择性催化还原系统仿真模型,研究了载体规格对NOX转化效率和NH3泄漏的影响。结果表明,NOX转化效率随载体体积和目数的增加而增加,氨泄漏随载体体积和目数的增加而减少。选择规格为267mm×305mm×400目的 SCR载体,优化喷射策略后,世界统一稳态循环下该机NOX比排放和NH3泄漏量分别为0.37g·(kW·h)-1和9.2ppm,满足国六阶段排放标准。     

低成本Fe60(CoCrNiMn)40富铁中熵合金的显微组织与性能

通过增加CoCrFeMnNi合金中的铁含量,制备了低成本富铁中熵合金Fe₆₀(CoCrNiMn)₄₀(原子分数/%),对其进行了1 200℃×3 h均匀化处理、轧制和900℃×1 h退火处理,研究了该合金的显微组织、拉伸性能及耐腐蚀性能等。结果表明：试验合金由面心立方结构的单一奥氏体相组成,再结晶晶粒大小均匀,平均晶粒尺寸约为17.8μm,再结晶晶粒内出现退火孪晶;试验合金在室温下表现出优异的拉伸性能和应变硬化能力以及在NaCl溶液中显著的自钝化行为和优异的耐腐蚀性能,其抗拉强度为603 MPa,屈服强度为226 MPa,断后伸长率为81.6%,在NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.461 6 V,自腐蚀电流密度为2.74×10^-6 A·cm^-2,电荷转移电阻为2.94×10⁵Ω·cm²;与其他富铁多组分合金相比,试验合金的抗拉强度和断后伸长率更大,塑性应变高出10%以上,自腐蚀电流密度更低。试验合金的拉伸断口由均匀分布的韧窝组成,拉伸断裂方式为韧性断裂;在...     

Tb2TiO5-Dy2TiO5中子吸收材料的显微组织及性能

以Tb₄O₇粉、Dy₂O₃粉和TiO₂粉为原料,采用高能球磨、冷等静压和高温烧结工艺制备了Tb₂TiO₅-30%(质量分数)Dy₂TiO₅中子吸收材料,研究不同球磨时间(0~48 h)下混合粉体的微观结构,不同烧结温度(1 200~1 400℃)与时间(1~96 h)下烧结块体材料的微观结构、热物理性能和耐腐蚀性能。结果表明:混合粉体的晶粒尺寸随球磨时间的延长而减小,球磨12 h后即可获得均匀混合的纳米晶粉体,纳米晶混合粉体在1 300℃烧结96 h获得了具有高致密度正交晶体结构Tb₂TiO₅-Dy₂TiO₅块体材料;该块体材料在500℃的热导率和热膨胀系数分别为2.2 W·m^-1·K^-1和5.8×10^-6 K^-1,在360℃/18.6 MPa去离子水中的腐蚀速率变化很小,平均腐蚀速率为0.18 mg·dm^-2·h^-1,该块体材料具有较高的热导率、较低的热膨胀系数以及较好的耐高温水腐蚀性能,是控制棒用中子吸收材料较优的候选材料。     

烧结助剂Al2O3-Y2O3添加量对无压液相烧结TiC陶瓷结构与性能的影响

在1 850℃下采用无压液相烧结工艺制备TiC陶瓷,研究了烧结助剂Al₂O₃-Y₂O₃(二者物质的量比为1.5)质量分数(0,6%,8%,10%)对TiC陶瓷结构和性能的影响。结果表明：添加烧结助剂后TiC陶瓷中存在TiC相、YAM(Y₄Al₂O₉)相和YAG(Y₃Al₅O₁₂)相;随着烧结助剂质量分数由0增加到10%,陶瓷的相对密度由94.50%增加到97.86%,开口气孔率由0.77%下降到0.21%,YAM相与YAG相增多并逐渐发生聚集,断裂韧度、维氏硬度与抗弯强度均先升高后降低,当烧结助剂质量分数为6%时,断裂韧度和维氏硬度最大,分别为6.2 MPa·m^1/2和19 GPa,当烧结助剂质量分数为8%时,抗弯强度最大,为524 MPa;陶瓷的电阻率均在1.00×10^-6～2.00×10^-6Ω·m,烧...     

涂层涂覆顺序对ASC催化剂的性能影响

氨气(NH₃)作为一种有害工业废气,严重危害大气环境和人类健康。氨泄露催化剂(ASC)可将选择性催化还原(SCR)催化剂中泄露的NH₃氧化为N₂,有效降低NH₃的泄漏量,是柴油车后处理系统实现超低排放的必备催化技术。开发兼具低的NH₃泄露和良好的N₂选择性的ASC催化剂是目前亟待解决的难题。通过改变SCR涂层涂覆顺序,设计了两种涂层结构的ASC催化剂,并围绕涂层涂覆顺序对NH₃转化效率、N₂选择性和排放等性能的影响进行系统研究。结果表明：对于两种ASC催化剂,新涂覆方案具有更高的NH₃转化效率和氧化选择性。SCR涂层涂覆顺序变更可在不改动配方及工艺的基础上,通过影响ASC上层SCR涂层上载量,提高ASC的N₂选择性,显著降低NH₃泄露。     

小型磁偏转质谱计研究

基于磁质谱离子光学成像聚焦原理对其离子光学系统、离子源和质量分析器的物理参数及几何结构尺寸进行优化,研制了新型小型磁偏转质谱计,其质量为4.3 kg,体积为（220×164×162） mm³,功耗为25 W。对质谱计的质量范围、灵敏度、分辨能力、最小可检漏率和稳定性等性能指标开展实验研究。结果表明,该质谱计的质量范围为1~134 u,大通道和小通道50%峰高处的分辨能力分别为56和13,对氩气、氮气和氦气的灵敏度分别为1.63×10^-4、1.17×10^-4、2.3×10^-5 A/Pa,最小可检漏率为1.24×10^-10 Pa·m³/s,仪器在3.5 h内的稳定性为2.5%。     

毛梾生根机理及硬枝扦插育苗技术研究

在新能源不断开发与利用的时代背景下,毛梾作为生物质能源的重要生产原料之一,其培育质量与繁殖效率的综合提升,是未来新能源市场结构优化以及毛梾苗木产业经济效益提升的关键环节。但现阶段我国毛梾生产过程中存在繁殖慢、良种少、幼苗成活率低等主要问题,文章深入分析了毛梾的生根机理,并对其扦插育苗进行了研究。结果表明,毛梾在4 000×10^-6左右的吲哚乙酸,2 000×10^-6左右的Ca(NO₃)₂,以及3 000×10^-6左右的维生素B₁等物质的影响下,生根发育效果好,同时,选择愈合组织生根类型进行生根育苗,能够有效保证生根率及生根效果,具有较高的育苗繁殖技术价值。本研究可为毛梾硬枝扦插育苗提供一定的技术参考和理论支持。     

SiO2掺杂量对SnO2压敏电阻电气性能的影响

采用传统方法制备了掺杂不同物质的量分数(0.01%,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%)SiO₂的SnO₂压敏电阻,研究了SiO₂掺杂量对SnO₂压敏电阻电气性能的影响。结果表明：随着SiO₂掺杂量的增加,SnO₂压敏电阻的电压梯度、非线性系数、势垒高度、施主密度和界面态密度均先增大后减小,泄漏电流密度先减小后增大,晶界电阻增大;当SiO₂物质的量分数为0.10%时,SnO₂压敏电阻的综合电气性能最佳,其电压梯度、非线性系数、施主密度、界面态密度、势垒高度最大,泄漏电流密度最小,分别为582 V·mm^-1,33,1.7×10²³ m^-3,6.7×10¹⁶ m^-2,2.03 eV,7.06μA·cm^-2。     

电感耦合等离子体质谱法快速准确表征浓缩铀材料

本研究联合三重四极杆电感耦合等离子体质谱(ICP-QQQ-MS)和多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS),快速准确地测量浓缩铀材料中铀同位素丰度比值、²³⁰Th/²³⁴U和²³¹Pa/²³⁵U原子物质的量比值,并诊断铀年龄。结果表明,Neptune XT型MC-ICP-MS和Agilent 8800型ICP-QQQ-MS对²³³U丰度的有效检测限分别为3×10^-9和6×10^-10,适用于²³³U丰度高于6×10^-8和样品量充足的样品,对10^-7量级²³³U/²³⁵U同位素丰度比的测量精密度达到1.0%(2σ)和4.8%(2σ)。采用GBW04240作为外标校正质量分馏效应,建立了基于ICP-QQQ-MS的10^-5量级原子物质的量比值的²³⁰Th/²³⁴...     

介质阻挡放电-发射光谱同时测定工业废气中COS和CS2

基于气相色谱分离、低温等离子放电与发射光谱技术建立了同时测定 COS 和 CS₂的新方法。以介质阻挡放电（DBD）低温等离子体作为样品的发射光谱（OES）激发源,以 DBD-OES 微型发射光谱系统产生的 384. 94 nm特征光谱为检测信号,以电荷耦合检测器（CCD）采集信号;仪器检出限,COS 2. 7μg·m^-3,CS₂1. 8μg·m^-3;精密度（重复性试验 n = 9）,COS 5. 8%(10μg·m^-3),CS₂6. 9%(2. 5μg·m^-3);环境大气加标回收率 84. 0%～92. 7%。本方法灵敏快速,简便易行,可应用于同时测定 COS 和 CS₂的实验室和应急监测。     

燃气发动机低NOX排放技术路线研究

为实现低NO_X排放,需对传统的发动机进行技术改进与硬件升级。CARB(加州空气资源委员会)联合SwRI(美国西南研究院)对燃气发动机进行了一些调查和研究,展示了能够将NO_X排放限制在0.02g/bhp-hr的系统[1-4]。同时采用不同的测试循环来检测氨(NH₃)、甲烷(CH₄)、一氧化碳和碳氢化合物的排放。本文主要采用后处理系统快速启动和优化空燃比控制的方式减少NO_X的排放。具体实现采用适配的后处理催化器、高精度控制的发动机零部件及高鲁棒性的稳态和瞬态标定数据等。     

分析温室气体及CO2碳同位素比值的傅里叶变换红外光谱仪

改进了傅里叶变换红外分析仪（FTIR）的硬件设计以实现温室气体及CO₂碳同位素比值的多组分、高精度、连续自动测量。首先,对FTIR分析仪测量系统进行了设计和理论分析,引入了温度和压力监控系统以及全密封气路干燥系统。然后,讨论了光谱的定量分析过程。最后,设计了标准气体对比测量实验。实验结果表明：分析仪测量CH₄,CO,CO₂和δ¹³CO₂值的标准偏差分别为0.01×10^-6,0.011×10^-6,0.239×10^-6和0.572‰,与常规FTIR测量系统相比,其检测的标准不确定度分别提高了6.3,8.45,10.54和14.73倍,其系统误差分别提高了2.88,1.93,4.67和4.66倍;对比分析仪与同位素质谱仪对δ¹³CO₂值的测量结果,标准偏差分别为0.572‰和0.171‰,二者测量的标准不确定度相近。所设计的温室气体及CO₂碳同位素比值FTIR分析仪能够满足多组分、高精度、连续自动测量的需要。     

激光选区熔化成形Inconel718合金的显微组织以及电化学和摩擦学性能

以气雾化法制备的Inconel718合金粉末为原料，采用激光选区熔化(SLM)技术制备了Inconel718合金，研究了合金的显微组织及性能，并与锻造态合金进行对比。结果表明：SLM成形合金垂直于成形方向的组织呈现明显的带状熔化道，平行于成形方向的组织呈现鱼鳞状熔池的界面结构，晶粒为穿过熔池边界的柱状晶；SLM成形合金平行于成形方向的显微硬度(346 HV)略大于垂直于成形方向(324 HV);与锻造态合金相比，SLM成形合金在质量分数3.5%NaCl溶液中的阻抗曲线半径更大，自腐蚀电位与钝化电位更高，自腐蚀电流密度低2个数量级，耐腐蚀性能更优；当载荷为3～10 N时，成形合金的摩擦因数在0.5～0.8,磨损率在5.4×10^-5～14.3×10^-5 mm^-3·N^-1·m^-1,均低于锻造态合金。     

煤热解中痕量乙烯在线激光吸收光谱检测

为了实现煤热解过程中痕量乙烯(C2H4)标识气体的在线识别与检测,结合波长调制与长光程技术,搭建了煤热解乙烯在线激光吸收光谱检测装置。采用中心波长为1 620 nm通信波段DFB激光器作为激光光源,有效光程为15 m的多光程吸收池为样品吸收池,利用SR830进行波长解调,通过二次谐波信号反演得到乙烯浓度。使用高精度流量控制器,利用高纯氮气稀释乙烯配比,制备得到10×10^-6到90×10^-6的标准乙烯样气,其线性拟合的相关系数R²为0.998 9;对浓度为20×10^-6的乙烯进行连续4 000 s的Allan方差分析,实验结果表明,检测极限为121×10^-9。为了研究不同气体氛围下煤热解过程中乙烯浓度的演化规律,控制气体流速为150 mL/min,分别在氮气、空气以及合成空气中对乙烯标识气体的释放过程进行热重分析实验。研究发现,当温度小于500℃时,3种气体环境下乙烯释放量较少且基本一致,当温度在500～700℃时,氮气环境中乙烯释放量要远高于其他两种气体,但空气中乙烯释放的增速...     

P92钢在蠕变-疲劳交互作用下的初始循环特性

在不同温度（500～675℃）和不同应变速率(5×10^-6～1×10^-4 s^-1)下对P92钢进行了单周期应变控制蠕变疲劳试验,研究了该钢在蠕变-疲劳交互作用下的初始循环特性,并建立相应的本构方程对其循环过程进行描述。结果表明：在保载阶段P92钢出现明显的应力松弛现象,当温度为500～650℃时,应力下降率相差较小,而当温度为675℃时,随着应变速率的增加,应力下降率增大;除675℃,1×10^-5 s^-1条件外,用由幂函数推导出的应力松弛模型模拟得到真应力和应力松弛值随保载时间的变化曲线与试验结果相吻合,相对误差小于4.28%。在加载和卸载阶段,在应变速率一定条件下,当温度不高于550℃时,温度对应力变化率的影响可以忽略,而当温度高于550℃时,温度的影响较大,当试验温度相同时,应变速率的影响不大;用Ramberg-Ostgood模型模拟得到真应力-真应变曲线和真应力-时间曲线与试验结果吻合,相对误差小于10.37%。     

基于V模式的智能SCR软件开发及应用

为满足非道路国四排放标准对柴油机排气污染物NOx限值的要求,结合基于模型开发的设计思想和V模式开发流程,完成了从需求架构设计、MATLAB/Simulink建模开发、软件测试确认的智能SCR软件开发。智能SCR软件的控制策略主要包括催化器模型、前馈控制模型、氨存储计算模型、尿素量修正模型、尿素喷射控制模型等。然后将智能SCR软件与柴油机其它控制功能进行软件集成,并将生成的ECU软件刷写至非道路国四ECU。最后在试验台架上完成了多组冷机和暖机的非道路瞬态循环(NRTC循环)测试。试验结果表明:在NRTC试验循环下,NOx转化效率最高达到了94.46%,经催化还原后的NOx排放值达到了0.464g/(kW·h),低于非道路国四排放标准对排放物NOx的排放限值要求,开发的智能SCR软件可以批量应用于非道路国四柴油机。     

基于MEMS技术的原子气室封装工艺

在基于MEMS技术原子气室的制备工艺中，难度较大的是碱金属的填充技术及阳极键合封装工艺，该工艺流程直接影响原子气室的质量。为进一步简化原子气室的制备工艺，设计了“双腔式”原子气室结构，采用先阳极键合，再化学反应的方法实现了原子气室批量化的封装。单个原子气室体积为6 mm×4 mm×2.5 mm,经氦气细检漏气率平均达到5×10^-8 Pa·m³·s^-1,通过搭建实验平台，测得了不同温度下的原子气室D1线吸收谱线图，实验结果表明原子气室封装成功。