Methods of Preventing the Spread of Zinc Contamination During Vacuum Processing

Radioactive zinc, ⁶⁵Zn, was detected after a thermal vacuum process that extracted a desired product from articles out of a commercial light water reactor. While the facility is designed to handle radioactive materials, the location of the ⁶⁵Zn was in an area that is not designed for gamma-emitting contaminants. A series of experiments were conducted to entrain the contaminant in an easily replaceable trap within the process piping. The experiments were conducted with increasing levels of complexity. Initially, a simple apparatus was developed to determine the effect of substrate temperature on the vapor capture, which was followed by experiments to determine the effect of filter pore size on pumping and trapping, and finally the interactive effects of both pore size and temperature were evaluated. The testing was conducted on a system that used a roughing vacuum pump using model and prototypic materials. It was determined that heating the substrate to nominally 200 °C resulted in effective trapping on the model as well as prototypic material.     

高岭土在真空下的热分解行为

以含高岭石、一水硬铝石、黄铁矿的高岭土为原料,经过压块烘干后,在真空(15~50 Pa)、不同加热温度下,采用同步热分析仪(DSC-TGA)、X射线衍射(XRD)等分析手段对高岭土在真空下的热分解进行研究。DSC-TGA的结果与高岭石、一水硬铝石、黄铁矿三种矿物常压下的热力学计算出的分解温度相符。实验产物的XRD结果表明:在真空条件(15~50 Pa)下,一水硬铝石AlO(OH)在100~200℃之间脱水,300℃时脱水完全;黄铁矿FeS2在500~600℃分解,分解产物为FeS和S2,在700℃时,黄铁矿FeS2分解完全;高岭石Al2Si2O5(OH)4在实验煅烧过程中,在200~300℃之间脱水,生成非晶态的偏高岭石,比该矿在常压的脱水温度提前200℃左右。继而转变成A-lSi尖晶石,最后形成莫来石与方石英。实验结果与热力学计算符合,充分说明真空条件对高岭土中各种矿物分解产生气体的反应有较大的促进作用。在本实验三种矿物分解产生气体的过程中,先进行的反应对后一反应的发生影响不明显。     

纸浆模塑真空吸滤成型阻力因素分析

真空吸滤成型是国内纸浆模塑生产中最常用的成型方法.如何控制和减小吸滤成形的阻力,会直接影响到生产率和产品质量.本文建立了纸浆模塑真空吸滤成型阻力的数学模型,并在此基础上分析了成型过程中阻力的成因及减小阻力的若干途径.     

精密合金真空热处理的污染

讨论了精密合金真空热处理时可能出现的各种污染问题，对污染产生的原因及其危害也做了是要的分析，最事，为防止精密合金真空热处理时受到污染，提出了一些可行的具体措施。     

基板温度对真空热蒸发沉积纯锌镀层组织性能的影响

通过真空热蒸发技术沉积得到一种耗锌量少且性能良好的锌镀层,研究了不同基板温度对所得锌镀层组织形貌、微观结构、腐蚀行为和附着力的影响。结果表明,当基底温度低于100℃时,镀层中存在排列紧密的柱状晶,当基板温度超过150℃后,镀层的微观结构发生明显变化。随着基板温度的升高,镀层表面电子转移的阻抗降低,基板温度为100℃时所得镀层的自腐蚀电位较正。随着基板温度的升高,镀层的附着力呈现先降低后增强的趋势,在25℃和50℃下沉积的镀层试样以及GI镀层试样中出现较为明显的镀层剥离现象。     

真空限氧法制备纳米氧化锌及其动力学

以热镀锌渣为原料、以空气为氧源,采用真空限氧法制备了纳米氧化锌.用热重法测定了不同系统压力条件下锌蒸气的氧化动力学曲线,用扫描电镜研究了氧化产物ZnO的形貌.结果表明:采用真空限氧法制备的纳米氧化锌晶体为六方纤锌矿结构,纯度≥99.98％;当氧化反应遵守抛物线规律时,纳米氧化锌的形貌主要为颗粒状、无定形、四针状或单针状;当氧化反应遵守直线规律时,产物主要为短小的四针状或单针状;在锌氧化反应前期和后期分别受收缩球状模型R3和三维扩散模型D4控制,表观活化能分别为101.3～ 122.1 kJ/mol和111.2～143.4 kJ/mol.     

真空辅助成型工艺的数值分析与模拟

真空辅助工艺是一种双移动边界的工艺过程，既有厚度方向的压缩，又有平面内的树脂流动，利用通用有限元软件难以实现模拟分析，本文借助达西定律，建立了压缩模型和渗透率模型，并与专业数值模拟软件相结合，实现了简单2．5维薄壳结构的流动模拟，模拟结果与分析结果相吻合，对于生产工艺具有一定的指导意义。     

TiCp在锌合金液中均匀化过程的分析

利用XD^TM法制备了高颗粒含量的Al/TiC预制合金。并采用自制的实验装置对Al／TiC预制合金中的TiC颗粒在静止锌液中的均匀化过程进行了实验研究与分析，建立了TiC颗粒在锌液中均匀化过程的模型。结果表明：当锌液温度低于铝的熔点时，Al/TiC预制合金置于锌液后，发生锌向Al/TiC合金中的扩散，引起Al／TiC合金表层内液相线温度的降低，当这层内Al-Zn合金的液相线温度等于或低于锌液的温度时，Al-Zn合金便处于熔融状态，使TiC颗粒从Al／TiC合金块上脱落，脱落下来的TiC颗粒不断地向锌液内部传输，最终将均匀分布在锌液中。     

ANSYS有限元法在测长绝热真空腔二维热分析中的应用

针对测长绝热真空腔内温度场测量困难的特点,提出应用ANSYS有限元仿真与实验研究相结合的方法进行二维热分析。详细介绍了真空腔的ANSYS有限元建模、参数确定、网格划分、施加载荷和求解过程。仿真结果表明外界环境温度变化1℃,绝热真空腔内温度将变化0.085℃。对仿真结果进行了实验验证,实验结果证明利用该仿真技术可准确、可靠地分析绝热真空腔内的温度场,并且提高实验效率的同时降低了实验成本。     

真空冷却中能耗问题的分析研究

研究真空冷却过程中能耗与运行参数之间的关系,进行真空冷却系统的电参量测试,探寻与能耗有关的因素。以上海理工大学能源与动力工程学院自制的真空冷却装置为实验平台,选取不同质量的水分别在不同温度下开启真空泵进行实验研究,分析真空冷却系统能耗与真空泵开启温度和被冷物品质量之间的关系。为统一实验条件以减少因实验条件不同对能耗造成的影响,提出附加能耗、折算能耗、当量能耗的概念。试验结果显示:对于制冷系统和真空泵配置已确定的真空冷却系统,存在最佳真空泵开启温度和被冷物品质量;在使用真空冷却系统时,应尽量使其在最佳状态运行,此时单位质量的被冷物在单位温降下的能耗最小,即当量能耗最小。     

热循环作用下圆筒基体热障涂层的失效过程分析

用等离子喷涂的方法在高温合金圆筒上制备热障涂层,通过红外线辐照圆筒外部对试件进行加热以及内部通冷却空气强制冷却的方法对热障涂层系统进行了热循环失效试验。利用有限元工具ABAQUS对热障涂层系统中的瞬时温度场与应力场进行了计算以分析热障涂层的失效原因。计算结果表明,试样处于稳态最高温度时以及降温过程开始的很短时间内,陶瓷层中出现较大的周向拉应力,该应力将导致热障涂层出现表面垂直裂纹;陶瓷层与粘接层界面的径向应力不足以引起界面的开裂,界面的起裂来源于垂直裂纹出现后所带来的边缘效应。     

基于热电堆结构的微型热传导真空传感器

本文描述了一种与CMOS工艺完全兼容的热电堆微型热传导真空传感器.该传感器可在商业化的标准CMOS生产流水线上进行流片,配合后续的无掩模体硅各向异性腐蚀工艺,即可完成全部制造程序.器件敏感部分为124μm×100μm的多层复合薄膜架空结构,其卜制作了n型多晶硅加热器、20对由p型多晶硅条和铝条构成的热电堆.利用加热器对复合薄膜加热,在不同的真空状态下,薄膜呈现不同温度,温度值由热电堆转换为温差电动势输出.本文在以下方面进行详细描述:1.器件的结构设计和制造工艺;2.器件的稳态和瞬态有限元分析;3.测试结果与理论分析的对照.结果表明,在加热器1.5V恒压驱动条件下,器件的气压敏感范围为0.1Pa～l05Pa(空气),此时热电堆输出电压范围为26mV～50mV,最大响应时间预计为1.4ms.     

热真空试验设备控温热沉设计分析

为满足某型号航天产品的热真空试验要求,设计了专用的控温热沉,由热沉、加热器及配套的控温系统等组成。本文简述了某型号专用控温热沉的设计,并对该结构进行了仿真分析验证,分析结果表明,产品发热量为200W时,空间温度最高可高于+120℃,热沉本体低温可低于-180℃,具备温控条件。温控系统采用PID自适应调节,使用结果表明,能将空间温度度在(-180～+120)℃可控,控温精度可达±0.5℃,满足试验要求。     

热镀锌渣真空蒸馏回收金属锌的研究

随着锌一次资源的减少,如何有效的回收利用热镀锌渣就显得十分重要.本文对热镀锌渣真空蒸馏回收金属锌的原理和工艺进行探讨,理论计算和实验均证实该法的可行性.工业试验表明,控制适当的条件,可以得到含锌大于99.9%的金属锌.采用真空蒸馏法处理热镀锌渣,符合建设资源节约、环境友好型社会的要求.     

废铝合金真空蒸馏脱锌的研究

首先分析了用真空蒸馏的方法脱除废铝合金中金属Zn的可行性。对二种含Zn质量分数为10%,12.25%的废铝合金进行了真空蒸馏脱除锌的实验。最终的实验结果与理论分析是紧密一致的。本文利用真空蒸馏法脱除含锌废铝中的金属Zn,解决了废铝脱锌难的问题,且对环境友好,不会造成二次污染。     

液体真空蒸发冻结过程的动力学研究

简要介绍了液体物料真空蒸发冻结过程中出现的暴沸、过冷、冻结等实验现象.针对溶液由液相表面蒸发为汽相、由冻干室向冷阱室流动迁移、在冷凝器上凝结的全过程,从质量与能量守恒原理、热力学原理和气体动力学原理出发,建立了完整的数学模型,并以纯水为例进行了模拟计算.同时利用专门组建的实验装置,对纯水的真空蒸发冻结过程开展了实验观测研究,得到整个过程的质量、温度、压力-时间曲线.通过对比理论模拟计算和实验测试的结果,说明了所建立的动力学模型的正确性.     

多级热流逸式真空泵流量与压力特性分析

为满足流量和压力要求,热流逸式真空泵通常采用多级串联结构。本文依据稀薄气体动力学建立了多级热流逸式真空泵运行特性数学模型,探讨了温差、努森数、串联级数对流量和压力的影响。研究表明,在满足真空度要求的前提下,为获得较大流量并减少串联级数,应合理增大多级热流逸式真空泵各级的温差;并尽可能采用特征尺寸大的连接通道,以使其内气体处于连续流区域;但微通道的特征尺寸须视情况而定,以确保其内气体处于高努森数的过渡流区域。从大气端指向真空端,多级热流逸式真空泵内的压力大致呈指数规律降低;越接近大气端的级,其内压力变化越显著;就每一级而言,压力在连接通道内略微升高,而在微通道内大幅降低。     

真空预冷过程中真空泵的延迟开启现象研究

VCE-15型真空预冷机在自动预冷模式下,由于受到真空室空气状态的影响,真空泵的开启存在延迟现象,导致真空预冷周期增长.以捕水器的冷负荷为基础,推导出真空泵的延迟开启时间计算式,并利用实验数据验证.结果表明:真空泵的延迟开启时间一般在5分钟之内,时间长短随着真空室空气的起始温度、相对湿度及真空室空载率的增加而增加,随着制冷机组制冷量的增加而缩短.复压时使外部空气经捕水器冷却后再进入真空室,或者提高制冷机组的制冷量,均可以缩短下次真空泵的延迟开启时间.     

干式螺杆真空泵内部泄漏过程建模及分析

准确掌握螺杆真空泵内部泄漏规律是设计高性能螺杆转子的基础。本文基于螺杆真空泵内部简化的泄漏通道几何结构与广泛的狭缝通道流动模型调研,对螺杆真空泵内部涉及分子流、粘滞流、过渡流三种流态及泊肃叶流、库爱特流两种流动方式的泄漏过程进行了建模。基于所构建的泄漏模型搭建了螺杆真空泵内部工作过程模拟程序,分析了极限真空下等螺距螺杆转子的内部泄漏过程。分析结果表明,不同间隙与转速下,齿顶泄漏通道内泊肃叶流动始终为影响转子内泄漏的主要因素,转子尖点啮合处泄漏通道内泊肃叶流动为影响转子外泄漏的主要因素,齿顶与齿间接触线处泄漏通道内库爱特流动因素不可忽略。螺杆真空泵内部气体的主要泄漏路径为:排气侧工作腔内气体首先通过齿顶泊肃叶流动内泄漏至吸气侧工作腔,而后通过转子尖点啮合处外泄漏至吸气腔。     

真空断路器弧后鞘层发展过程仿真分析

以真空断路器弧后鞘层发展过程为对象,采用等离子体流体力学模型,求解电子、离子密度和平均电子能量的漂移扩散方程和耦合电场的泊松方程,引入粒子间碰撞反应,仿真分析其弧后介质恢复变化和鞘层发展阶段电子和离子的空间分布、密度分布以及间隙电势分布。采用对比分析法,研究不同初始条件对鞘层发展的影响,结果表明:在保持其余参数不变的条件下,暂态恢复电压(TRV)斜率和间隙轴向长度均与鞘层发展速度呈正相关,初始等离子体密度和弧后金属蒸气压强均与鞘层发展速度呈负相关。