ZnO-B2O3玻璃对Li2Zn3Ti4O12-CaTiO3复合陶瓷低温烧结及性能的影响

采用传统固相反应法制备0.94Li₂Zn₃Ti₄O₁₂-0.06CaTiO₃(LZT-CT)复合陶瓷,采用高温熔融法制备ZnO-B₂O₃(ZB)玻璃;以ZB玻璃为烧结助剂,研究了添加不同质量分数(x=0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%)的ZB玻璃对LZT-CT复合陶瓷的烧结特性、物相组成、微观结构以及微波介电性能的影响。结果表明:ZB玻璃能有效地将LZT-CT复合陶瓷的烧结温度从1 175 ℃降低到875 ℃,并促进了LZT-CT复合陶瓷的致密化。当ZB玻璃掺量x≤2.5%时,LZT-CT复合陶瓷中除了LZT、CT相,没有出现其他新相。随着ZB玻璃添加量增加,复合陶瓷的体积密度、介电常数(ε_r)、品质因数(Q×f)均先增加后减小,谐振频率温度系数(τ_f)变化不大,在(-2.25~4.51)×10^-6/℃波动。当ZB玻璃掺量为2.0%时,LZT-CT复合陶瓷在875 ℃烧结2 h,获得最大体积密度(4.22 g/cm³)以及优异的微波介电性能,ε_r=23.9,Q×f=58 595 GHz,τ_f=-0.14×10^-6/℃。     

耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶系统热力性能分析

机械蒸汽再压缩（MVR）作为目前最先进的蒸发结晶技术得到广泛关注和应用，本文结合过热蒸汽干燥技术的优势，提出一种耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶干燥系统。基于EES软件建立数值模型，通过系统仿真的方法分析闪蒸压力p_flash、进料浓度c₀、循环倍率CR、换热温差ΔT_mhex等对压缩机能耗W_comp和系统能效系数COP、下降管结晶盐含水率的上限值ω和换热器UA值的影响情况。结果表明：耦合过热蒸汽干燥的MVR系统相比常规系统具有更高的COP、更低的W_comp，并且能够获得干燥的结晶盐；循环倍率CR增大，压缩机压比π降低，有利于提高COP和降低W_comp，但同时换热器UA_mhex值会增大，设备成本增加；系统COP随p_flash的变化关系与循环倍率CR有关，CR较低时，随P_flash的增大，系统COP增大，CR超过某一定值，随着p_flash的增大，系统COP呈先升后降趋势，其最大值在p_flash为40~50kPa；进入干燥器的下降管结晶盐含水率的上限值ω与进料浓度c₀有关，随进料浓度c₀的升高而增大；?T_mhex对MVR系统性能有显著的影响，?T_mhex每增大1K，COP平均降低5.6%、W_comp平均升高5.8%、UA_mhex平均减少14.4%，ω平均升高1.7%。     

钙质促凝剂对固化高含水率工程废浆强度的影响

为明确钙质促凝剂添加对固化高含水率工程废浆强度性状的影响,对含钙质促凝剂的固化工程废浆开展一系列无侧限抗压试验,研究不同促凝剂性质及掺量下固化工程废浆强度性状的变化。结果表明:加入钙质促凝剂将显著增强固化工程废浆的无侧限抗压强度q_u,适宜的促凝剂掺量可将固化工程废浆的强度提高1倍左右;不同养护龄期下固化工程废浆的q_u随CaCl₂掺量的增加先增大后降低,随Ca(OH)₂掺量的增大则表现出先增大后减小再增大的变化趋势。和CaCl₂相比,添加Ca(OH)₂引起固化工程废浆强度的增加相对较小。此外,固化工程废浆的破坏应变ε_f和变形系数E50随促凝剂性质和掺量不同也是变化的。对于研究所用工程废浆和促凝剂,固化处理后土体的E50≈(30~100)q_u。     

超重力减压间歇精馏的传质性能

以不锈钢波纹丝网为填料,应用超重力减压精馏间歇全回流操作分离乙醇/水共沸物系。考察了进料乙醇质量分数x_f为50%~95%、操作压力P为101.33~11.33kPa和超重力因子β为20.90~130.64时乙醇-水体系的传质性能。实验中设备运行稳定并且单级旋转精馏床传质性能随着超重力因子β的增大先增强后减弱,随着压力P的减小和进料浓度x_f的增加而增强,并在P=11.33kPa时分离高浓度原料时打破共沸点。与相同条件下传统填料塔相比,分离效果明显高于传统塔,且HETP为7.94~14.20mm,仅为传统塔的1/6~1/4,传质性能显著增强。并对能耗进行分析,超重力装置由于自身体积小等优点便于达到所需真空度,能耗降低明显。     

Cu-3-trz-PMo12的合成、结构及催化氧化碘离子性能

采用水热法合成了一例新的多酸基有机-无机杂化物,通过X射线单晶衍射、傅里叶变换红外光谱（IR）、热分析测试（TG）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、元素分析对化合物进行了表征。X射线单晶衍射分析结果表明,化合物的结构式为（PMo₁₂O₄₀） ［Cu₆（C₂H₄N₄）₆］（PMo₁₂O₄₀）?H₂O（简称为Cu-3-trz-PMo₁₂）,属于三方晶系,R-3空间群,晶胞参数a=1.756 66（3） nm、b=1.756 66（3） nm、c=2.303 24（6） nm、α=β=90°、γ=120°、V=6.155 2（3） nm³、Z=3、R₁=0.023 8、wR₂=0.059 2。化合物是由6个3-氨基-1,2,4-三氮唑、6个Cu⁺、两个经典的Keggin型［PMo₁₂O₄₀］^3-及一个间隙水分子组成的二聚体,两个这样的二聚体通过氢键交替相连形成次级单元,每个次级单元之间又通过氢键作用进而形成一个三维超分子结构。催化研究表明,该非均相催化剂在催化过氧化氢氧化碘离子中表现出较为优异的催化活性且具有较稳定的可重复性。     

正弦波纹挡板式沉降器内流动特性

采用VOF模型对正弦波纹式入口挡板的重力非均相沉降器内流场进行数值模拟研究。对比了正弦波纹挡板与平挡板的平均流场分布情况,分析了沉降器的轴向流速均一程度（λ₁）随时间演化特性,探究了λ₁和面积加权平均湍流强度（I_a）在沉降器内空间分布特性;引入流场均稳指标USC,研究了冲击间距（L_b/D）对USC的影响。结果表明：正弦波纹挡板作为入口构件可以有效降低返混。在0.84＜L_b/D＜2.17范围内,正弦波纹板沉降器内流场的均一程度整体高于平面挡板;随着L_b/D减小,平挡板沉降器内流场的λ₁基本不变,但正弦波纹挡板沉降器内流场的λ₁降低,且对I_a的影响不明显。对比平挡板,正弦波纹挡板可以有效降低轴向速度的梯度,使返混区面积减小,流场稳定性提高。随着L_b/D增加,USC值呈现多峰值趋势,L_b/D=2.17时正弦波纹板沉降器的USC取得极大值为14.68,较平挡板提高了93.67%。     

超重力精馏回收果胶沉淀溶剂的应用

同时应用超重力精馏连续与间歇操作分离回收果胶沉淀溶剂中的乙醇,并以不锈钢波纹丝网为填料,在原料乙醇质量分数x_f=55%、回流比R=4、超重力因子β=63.16～252.67、原料流量F=15～50L/h、1.01×10⁵Pa和室温进料下操作,研究了四级超重机在连续精馏过程中的传质性能;并在β=161.71、R=2.5～7及1.01×10⁵Pa操作条件下,考察了间歇精馏过程中不同回流比R对塔顶和塔底乙醇浓度x_d和x_w的影响.结果表明,在连续精馏过程中,理论塔板数N_T随β和F的增大而增加,设备的等板高度HETP为41.12～58.21mm,x_d=93%,x_w=35%;在间歇精馏过程中,x_d随着R的增大先增高后降低,x_w随着R和t的增大而下降,所得产品x_d为92.5%,x_w为1.05%;乙醇分离回收效果良好,回收率为91.28%,单位回收乙醇产品成本为0.644元/L,充分表现出超重力精馏工艺应用于果胶沉淀溶剂的回收再利用的优势.     

新型除磷填料的制备及除磷吸附床运行参数的优化

为解决现有除磷吸附剂粒径小造成的材料易流失和系统压降过大等问题,以实现吸附除磷工艺在实际工程中的应用,以聚氨酯填料为载体,水溶性聚氨酯为介质,将水化硅酸钙负载到聚氨酯填料上制成负载型除磷填料。研究了制备条件对除磷填料除磷效果的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）观察分析了负载前后水化硅酸钙微观结构及化学基团的变化;利用除磷填料作为除磷吸附床的滤料,研究了运行条件对吸附床除磷效果的影响。在此基础上,利用响应曲面法研究了除磷吸附床磷酸盐去除率和各变量之间的关系,并对工艺参数进行了优化。结果表明,水性聚氨酯溶液的浓度和用量分别为100 g/L和50 ml,水化硅酸钙的质量为12 g的条件下所制备的除磷填料除磷效果最好;SEM和FTIR分析结果显示,水化硅酸钙负载前后其孔隙结构和化学基团没有明显的变化;预测模型的方差分析结果表明,HRT(X ₁)、进水ρ(PO₄ ^3--P)(X ₂)、温度(X ₃)、初始pH(X ₄)以及X ₁ X ₂,X ₁ X ₄,X ₂ X ₃,X ₂ X ₄的交互作用均对磷酸盐的去除具有显著影响 (P＜0.05),但X ₁ X ₃的交互作用对磷酸盐的去除影响不显著。通过预测模型获得的最佳运行条件为：HRT为79.77 min,进水ρ(PO₄ ^3--P)为1.70 mg/L, 温度为34.04℃,pH为9.68。在该条件下,反应器对磷酸盐的去除率可以达到93.46%。     

Lightnin静态混合器内气泡分散流体动力学特性实验研究

以Lightnin静态混合器（LSM）内水-空气气液两相体系为研究对象,在连续相水表观速度U_L=0.071~0.127 m/s和离散相空气表观速度U_G=0.007~0.042 m/s的条件下,研究内径100 mm的LSM内气液两相湍流流动阻力与气泡分散水动力学行为。使用分辨率为1920×1080的高速相机Revealer-2F04M采集混合器内不同轴向窗口的气泡群演化过程。结果表明：当U_L<0.085 m/s和U_G=0.025~0.042 m/s时,LSM内的流型为泡状流。随着气泡群流经混合元件数的增加,气泡群的Sauter平均直径d₃₂逐渐减小。当液体表观速度U_L≤0.085 m/s时,Sauter平均直径d₃₂随气体表观速度的增加先减小后增大;U_G =0.028 m/s时d₃₂达到局部最小值,53%的气泡直径d_B/D₀在0.02~0.05范围内。Sauter平均直径、内径与无量纲停留时间τ之间的关系满足d₃₂/D₀=0.031τ^-0.14We^-0.41。平均气含率α的增大显著增加了单位体积内气泡数量密度,加剧气泡与元件表面碰撞频率,增大旋涡二次流强度,导致摩擦系数显著降低;采用Lockhart-Martinelli方法对实验数据回归,得到气液两相流压降预测常数C的关联式：C=5.26×10⁵U_G^-0.91/Re^0.74。     

Lightnin静态混合器内气泡分散流体动力学特性实验研究

以Lightnin静态混合器（LSM）内水-空气气液两相体系为研究对象,在连续相水表观速度U_L=0.071~0.127 m/s和离散相空气表观速度U_G=0.007~0.042 m/s的条件下,研究内径100 mm的LSM内气液两相湍流流动阻力与气泡分散水动力学行为。使用分辨率为1920×1080的高速相机Revealer-2F04M采集混合器内不同轴向窗口的气泡群演化过程。结果表明：当U_L<0.085 m/s和U_G=0.025~0.042 m/s时,LSM内的流型为泡状流。随着气泡群流经混合元件数的增加,气泡群的Sauter平均直径d₃₂逐渐减小。当液体表观速度U_L≤0.085 m/s时,Sauter平均直径d₃₂随气体表观速度的增加先减小后增大;U_G =0.028 m/s时d₃₂达到局部最小值,53%的气泡直径d_B/D₀在0.02~0.05范围内。Sauter平均直径、内径与无量纲停留时间τ之间的关系满足d₃₂/D₀=0.031τ^-0.14We^-0.41。平均气含率α的增大显著增加了单位体积内气泡数量密度,加剧气泡与元件表面碰撞频率,增大旋涡二次流强度,导致摩擦系数显著降低;采用Lockhart-Martinelli方法对实验数据回归,得到气液两相流压降预测常数C的关联式：C=5.26×10⁵U_G^-0.91/Re^0.74。     

Evolution of the opto-electronic properties of amorphous carbon films as a function of nitrogen incorporation

The present work provides correlations between the optical, electronical and microstructural properties of amorphous carbon nitride films (a-CN_x) deposited by Direct Current (DC) magnetron sputtering technique versus the N₂/Ar + N₂ ratio. The microstructure of the films was characterized by Raman spectroscopy and optical transmission measurements. The evolution of both the density of states (DOS) located between the bandtail states and the density of states around the Fermi level N(E_f), have been investigated by electrical measurements versus temperature varying the N₂/Ar + N₂ ratio. The evolution of the microstructure versus N reveals a continuous structural ordering of the sp² phase, which is confirmed by the optical and the conductivity measurements. The conductivity variation was interpreted within the framework of the band structure model of the π electrons in a disordered carbon with the presence of localized states.     

Bi2O3/B2O3比及β-锂霞石粉对MEMS封接玻璃结构与性能的影响

针对微机电系统(MEMS)封接玻璃的性能要求,本文制备了Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-BaO-CuO系无铅玻璃粉,采用拉曼光谱仪、X射线衍射仪、热膨胀仪、烧结影像仪、扫描电子显微镜等测试手段分别表征了Bi₂O₃和B₂O₃物质的量比(n(Bi₂O₃)/n(B₂O₃))和β-锂霞石粉掺量变化对玻璃结构、热学性能、封接温度及微观形貌的影响。结果表明:随着n(Bi₂O₃)/n(B₂O₃)的增大,玻璃结构中[BiO₃]三角体和[BiO₆]八面体单元含量逐渐增多,[BO₄]四面体向[BO₃]三角体转变,导致玻璃网络连接强度减弱、结构变疏松;随着n(Bi₂O₃)/n(B₂O₃)的增大,玻璃热膨胀系数逐渐增大,特征温度和封接温度逐渐降低,但后期变化放缓;随着β-锂霞石粉外掺量的增加,复合玻璃粉的热膨胀系数明显降低,而特征温度和封接温度没有明显升高,但复合玻璃粉的流动性变差。     

Radiation-induced release of hydrogen from C:H films: basic regularities and mechanism

Model calculations of the process of interaction between accelerated ions and C:H films have shown that the kinetics of the ion irradiation-induced hydrogen release (IIIHR) from C:H films and the final hydrogen concentration (ρ_f) depend only on the characteristics of the irradiating ions. The hydrogen release the cross-section K, the saturation dose Φ_sat and the ion energy loss dE/dx are connected by simple linear relationships. The final hydrogen concentration ρ_f is proportional to the number of vacancies per broken bond (C_v/P_i). The IIIHR processes are well described by the following parameter: C_v/P_i, dE/dx and C′₀. In the proposed model for the given a-C:H film and ion irradiation the primarily characteristics of the IIIHR, such as Φ_sat and ρ_f, can be estimated ‘a priori’.     

Elastica bend testing of the effective interfacial shear strength and critical deformation strains of brittle coatings on ductile substrates

An elastica bend test is described that provides a rapid, convenient, and reproducible means for examining the interfacial delamination of brittle coatings on ductile substrates. By bending a coated strip into a half-loop and examining the microscopic cracking that is observed on the sample surface as the loop size decreases, information is obtained about the characteristic initial, mean, and final strains _i, _m and _f that describe the distribution in strength of the coating. By measuring the distance between the cracks at high strains, we obtain an estimate of the interfacial shear strength τ.