气辅成型中高压气体射流扩散特征分析

通过试验研究和理论分析,研究了气辅成型工艺中气体穿透聚合物熔体的扩散特征。结果表明,在气体注射点近区,气体对聚合物熔体冲击程度较大,呈现出复杂流动形态及扩散特征;当气泡穿透到离注气点一定距离后才趋于均匀;在气泡末端,由于气体的二次穿透作用而使气泡变得细而长。研究结果对于气辅工艺开发和气辅模具设计有重要指导意义。     

气凝胶在建筑科学方面的应用

气凝胶是一种新型的纳米多孔性材料,在力学、热学、电学、声学和光学方面具有许多特殊的性质,在各领域有着广泛的用途。本文简要介绍气溶胶的发展历程,结合其特点,介绍它的应用,最后重点讨论气溶胶在建筑科学方面的用途。     

表面粗糙度对扩散连接孔隙闭合时间的影响

为考察实际连接表面粗糙度分布的随机性对扩散连接孔隙闭合的影响，把由表面粗糙度决定的接触界面的孔隙高度和半径视为随机变量。在原有确定性模型的基础上考虑了粗糙度孔隙的概率分布，建立了扩散连接孔隙闭合的概率模型。采用蒙特卡罗模拟和数值积分方法，计算了不同扩散连接时间下孔隙闭合的概率大小，并进行了参数敏感性分析，讨论了蠕变指数和孔隙半径对孔隙闭合时间的影响规律。     

PEM燃料电池双极板与气体扩散层界面接触电阻测量与模拟

质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)燃料电池中双极板(Bipolar plate,BPP)与气体扩散层(Gas diffusion layer,GDL)界面接触电阻对燃料电池电化学性能有着重要影响,而螺栓夹紧力又是影响接触电阻的关键因素之一.因此,针对PEM燃料电池中的双极板与气体扩散层,采用试验和有限元模拟相结合的方法研究螺栓夹紧力对接触电阻的影响.结果表明,随着螺栓夹紧力的增加,双极板与气体扩散层界面接触电阻呈下降趋势,起初下降较快,然后下降逐步平缓.基于有限元软件ABAQUS开发一个力一电耦合程序预测得到了双极板与气体扩散层界面接触电阻,其结果与试验结果吻合较好.同时采用有限元法分析螺栓夹紧力对气体扩散层孔隙率变化的影响.结果表明,随着螺栓夹紧力的增加,气体扩散层孔隙率降低,特别是双极板与气体扩散层接触圆角区域,下降最为明显.     

常见气体用金属氧化物气敏材料的研究进展

综述了近年来用于检测CO2、CH4、CO、NOx和H2等常见气体的金属氧化物气敏材料的最新研究进展。针对气体检测的不同需求,介绍了现阶段主要使用的金属氧化物气敏材料的结构和成分,重点阐述了目前能达到的最佳检测效果,简要分析了部分金属氧化物的制备工艺,并展望其未来发展方向。     

减少CO2气体保护焊飞溅的措施

CO2气体保护焊是一种非常高效并且节能的明弧焊接方式,因其拥有生产效率高、耗能低、熔敷率高并且适用范围非常广等优点得到了非常广泛的应用。但是应用CO2气体保护焊进行焊接时容易发生飞溅,尤其是焊接的工艺参数有不当的设置之处时,飞溅现象会明显加大。这对焊接的稳定性以及焊接的结构件质量都会产生很大的影响。本文主要分析CO2气体保护焊产生飞溅的原因以及减少飞溅的措施,希望能给应用CO2气体保护焊焊接的工作人员提供一些借鉴。     

基于润滑特性分析的配气凸轮设计

平底从动件配气凸轮在桃尖附近容易出现润滑危险区,磨损较大,需要进行润滑特性分析。研究表明:配气凸轮桃尖附近润滑系数应满足Nr≥0.5或0.15≤Nr≤0.25,改变凸轮桃尖附近加速度值或凸轮基圆半径,配气凸轮机构获得较好的油膜润滑特性。保证凸轮与从动件之间满足润滑特性要求,能够有效降低配气凸轮机构磨损,当0≤Nr≤0.25或Nr≥0.5,可以增大基圆半径以改善润滑情况;当0.25Nr≤0.5,应根据凸轮尺寸和接触应力要求增大或减小基圆半径,以满足润滑要求。     

CO2气体保护焊接的污染与预防控制

我国的CO2焊接技术是近二三十年才发展起来的焊接方法,它具有焊接质量好、焊接变形小、焊接效率高、节省电能、焊接成本低以及容易实现自动化等优越性,受到工业企业的普遍重视。然而,从我国目前对CO2气保焊接的使用情况看,对其污染性危害还没有得到充分的认识,本文旨在从CO2气保焊接污染的因素分类及成因入手,分析CO2气保焊接的污染危害,结合我公司的使用经验,提出相应的治理控制方法。     

多参数动态气体校准仪的设计与实现

为产生ppb～ppm级微量浓度的高精准校准气体,设计了MFC-2000多参数动态气体校准仪,采用了具有强大功能模块的嵌入式微处理器MC9S12XDT512,完成了气体校准仪的结构及软硬件设计,提出了将臭氧发生器及光度计嵌入在仪器内部,实现了高精度的各种浓度校准气体的产生。试验结果表明,该仪器运行稳定,可靠性好,可以产生100 ppb～6 ppm级的臭氧、二氧化硫等标准气体,并可将产生的臭氧标气直接与NO零气反应产生特定浓度的NO2标气,为监测仪器的校准提供了更为简便的手段。     

基于MEMS叠层微结构的SO2毒气传感器

利用多孔上电极叠层微结构,以真空镀膜技术形成气敏膜,采用MEMS微加工技术研制了气体传感器.依据等效电路和工艺边界条件,通过电导公式推导出传感器的输出电导提高了103倍,解决了有机半导体的信号采集问题.通过SEM微观形貌,确认蒸发电流100～120 A、蒸发时间8～12 s为电极成膜最佳条件;气敏膜表面呈现二次化学反应融合的200 nm左右"米粒状" 活性颗粒状态,均匀一致,孔隙有序.测试结果表明:比例系数为0.15～0.35的硫酸掺杂CuPcxPANI 1-x对SO2有最佳的灵敏度;考虑到减少H2S气体干扰,选择CuPc0.35PANI0.65为气敏材料,在加热电压VH为1～2.5 V时提高了传感器的灵敏度特性和响应恢复特性,响应时间为30 s;传感器输出特性为单对数线性关系,检测范围为0～200×10-6;经6个月的稳定性考核,其输出阻抗漂移≤±5%,灵敏度漂移≤10%.     

基于恒流配气方式的微气体传感器测试系统研究

为了安全、方便、可靠地进行气体敏感单元气敏性能测试,设计了一套基于恒流配气方式的微气体传感器测试系统.根据道尔顿分压定律和阿马伽定律,给出了恒流配气系统的理论实现公式.设计并制作了安全、可靠、防爆、防泄漏的反应室和基于气体饱和法的加湿装置.基于NI USB 6215系列多功能数据采集卡,以LabVIEW8.5为软件开发平台,开发了微气体传感器测试系统软件控制界面和尾气监控界面.制作了基于SnO2敏感薄膜的气体传感器原型,通过测试系统测得在2 000×10-6h2浓度时气敏效果最好,灵敏度约24,响应时间约2 s,回复时间约200 s,且在2 000×10-6 H2浓度时,出现了气敏薄膜吸氢饱和现象.实验验证了该测试系统的可靠性.     

基于气固耦合的静压气体轴承静态性能仿真研究

为了探究静压气体轴承的静态性能,运用CFD软件进行气固耦合仿真,对可变节流静压气体止推轴承的静态性能相关影响因素进行研究,得到不同状况下的轴承静态性能变化规律。结果表明:可变节流静压气体轴承速度流场变化过渡更为平稳,可有效促进工作时稳定性;提高供气孔压力可以提高轴承的承载力和刚度,同时耗气量会明显增加;增大节流孔的直径可以有效提升轴承承载力,但峰值刚度反而下降,耗气量亦会增加。     

SiO2气凝胶微圆柱精密车削工艺研究

确定了车削加工SiO₂气凝胶的尖刃单晶金刚石车刀特征参数,并研究了精密车削工艺参数(背吃刀量a、进给量f、主轴转速n)对SiO₂气凝胶部件加工表面质量及精度的影响规律,进一步优化了车削工艺。结果表明,当背吃刀量为20μm、进给量为5μm/r、主轴转速为1200 r/min时可以获得最低的表面粗糙度。基于优化后的工艺对SiO₂气凝胶微圆柱工件进行加工,尺寸误差在±13μm以内,圆柱面粗糙度优于232 nm,端面粗糙度优于184 nm。     

基于MEMS叠层微结构SO2毒气传感器的研究

针对新型有机半导体电导率偏低的技术难点,提出了一种多孔上电极的叠层微结构,以真空镀膜技术形成气敏膜,采用MEMS微加工制成气体传感器。依据等效电路和工艺边界条件,通过电导公式推导出传感器的输出电导可提高103倍,解决了有机半导体的信号采集问题。通过SEM微观形貌,确认蒸发电流100~120A、蒸发时间8~12s的电极成膜最佳条件;气敏膜表面呈现二次化学反应融合的200nm左右“米粒状” 活性颗粒状态,均匀一致,孔隙有序。测试结果表明：对SO2最佳灵敏度时,比例系数为0.15~0.35硫酸掺杂CuPcxPANI1-x,考虑到减少H2S气体干扰,选择CuPc0.35PANI0.65;加热电压VH为1~2.5V会提高灵敏度特性和响应恢复特性,响应时间30 s;传感器输出特性为单对数线性关系,可实现0~200×10-6之间检测范围;6个月的稳定性考核,输出阻抗漂移≤±5%,灵敏度漂移≤10%。     

减少CO2气体保护焊金属飞溅的措施

CO2气体保护焊有很多优点,但是由于金属飞溅严重,使其在推广应用中受到很大影响.解决CO2气体保护焊金属飞溅的问题,可从焊接工艺参数和焊接材料等方面考虑,本文基于飞溅形成的机理和实际经验,提出了一些减少飞溅的措施.     

气凝胶初级粒子导热系数的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟融化-淬火工艺制备非晶态SiO2材料和SiO2气凝胶初级粒子单元。基于非平衡分子动力学(Non-equilibrium molecular dynamics,NEMD)理论计算体态材料和初级粒子单元的导热系数,计算过程考虑了冷热源引起的尺度效应。结果表明,计算得到的体态材料导热系数与文献计算结果吻合良好。对于初级粒子单元,在粒径2～6 nm范围内,粒子直径使得粒子单元导热系数出现了尺度效应,但是影响相对较小。粒子间界面直径对粒子单元导热系数影响很大,当粒子直径为3 nm时,界面直径从0.89 nm增加到2.49 nm,粒子单元导热系数增大了171.61%,粒子界面处的温度阶跃,表明存在明显的界面热阻效应;且界面直径越小,界面热阻越大。     

基于SnO2-CuO掺杂的CO2气体敏感特性研究

以氧化物半导体SnO2为基体材料加入40％的活性CuO材料,制备出了对CO2具有敏感性的气体敏感材料,其检测浓度范围为0 ～5％.实验结果表明,在SnO2 - CuO敏感材料的基础上掺杂适量CeO2、Ag2O、Bi2O3等氧化物,不仅提高了其对CO2气体的灵敏度,而且可以提高其稳定性,从而改善了其对CO2的敏感特性.在试验结果的基础上,分析并讨论了该系列材料对CO2气体的敏感机制.基于这种敏感材料的CO2气体传感器具有结构简单、容易制备、使用方便和价格低廉等优点.     

CO2气体保护焊飞溅问题的探讨

本文阐述了CO2气体保护焊产生飞溅的原因,提出了减少飞溅的措施。