基于PVT法自发形核生长AlN晶体的研究

根据物理气相传输法(PVT) AlN晶体生长特点及工艺要求,自主设计了AlN晶体生长炉及其配套热场.FEMAG软件热场模拟结果表明,自主设计的晶体生长炉及其配套热场可以达到AlN晶体生长所需坩埚内部温度梯度要求.基于设计的PVT生长炉,开展了在2 250℃生长温度、40 h长晶时间条件下的自发形核生长实验.实验研究结果表明,在该工艺条件下,通过自发形核可生长得到典型长度为3～Smm、直径为2 mm的高质量AlN单晶;AlN晶体的c-plane(0001)生长速率最快,易形成尖锥形晶体结构,不利于晶体的扩径;Raman表征图谱中AlN晶体的E2 (high)半峰宽仅为5.65 cm-1,表明AlN晶体质量非常高;SEM、EDS分析得出晶体内部质量较为均匀,c-plane和m-plane腐蚀形貌特征明显.     

基于数值模拟的太阳能直拉硅单晶热场降耗研究

通过计算机数值模拟仿真技术分析了TDR-95A-ZJS型22英寸太阳能直拉硅单晶热场结构中影响能耗的主要因素。基于模拟结果提出了通过改变部分热场结构及保温毡布局等优化措施可有效降低原有热场功耗。实际生产实验表明,优化后的热场在保证晶体生长原有质量前提下较原有热场节能29%。     

生物滤塔中好氧反硝化去除NOx的研究

为考察高浓度氧环境下生物过滤反硝化去除NOx的效果,建立了一套小型生物过滤系统。在为期120d的运行过程中,当NO浓度为401．8～803．6mg·m^-3、O2含量为0％～20％时,滤塔对NOx的去除效率维持在80％以上。空白实验表明,当O2含量逐渐增加到20％时,最高可化学脱除30．5％的NOx。O2含量的急剧增加对NOx的去除有明显的影响;NO浓度越高,微生物适应所需的时间就越长。对模拟气体中NO在生物过滤系统中可能的转化机理进行了矸刀步分析,发现滤塔中NOx脱除过程以生物去除为主。     

连铸板坯滑动水口三维流场湍流计算模型比较

分别采用标准k-e模型、雷诺应力模型(RSM)和超声波多普勒测速(UDV)方法对滑板控制浇注流量浸入式水口内部和出口流动特征进行对比分析,并探讨湍流模型对滑板浇注系统数值模拟的适用性. 结果表明,由于滑板的节流作用,在滑板下方的水口内出现高度约为80 mm的二次流,在滑板下方100 mm处出现高度为50 mm的分离流,并在水口出口出现旋转出流,其方向由滑板堵塞侧、经水口底部向滑板开启侧旋转. 标准k-e模型计算的水口出流的旋转方向与UDV测量的旋转方向相反,RSM计算结果与实验测量结果比较吻合,具有更好的适用性. 并从分子动力理论角度、各向同性假设和历史效应等方面,分析了标准k-e模型存在的理论缺陷.     

连铸结晶器振动下弯月面处温度波动的模拟实验

设计了连铸结晶器弯月面处传热模拟实验，测量了在结晶器振动情况下弯月面处的温度，发现该处的温度随着结晶器的振动而产生周期性的变化，实验结果表明，结晶器振动频率越大，振动幅值，结晶器冷却强度以及结晶器与铸坏间的接触压力越小，因结晶器振动而产生的弯月面温度波动亦越小，据此认为，连铸弯月面温度波动是导致铸坯表面缺陷产生的一个重要原因，基于此“温度波动”现象，分析了包括高频小振幅振动，软接触结晶器电磁连铸，热顶结晶器等诸多技术改善坯表面质量的机理。     

镁合金铸轧过程中表面点状偏析形成机制

研究了DD6单晶高温合金二次γ'相的析出规律和二次γ'相对持久性能的影响.结果表明;DD6合金固溶保温后炉冷,基体通道内有细小的二次γ'相析出;固溶后1120℃/4 h一次时效空冷,基体通道内有大量的二次γ'相析出;固溶后1120℃/4h一次时效炉冷,基体通道内没有二次γ '相析出;固溶并一次时效后在870℃二次时效过程中,随保温时间增加二次γ'相逐渐溶解,32 h时效后二次γ'相完全消失,在随后空冷过程中没有二次γ '相析出.基体通道内的二次γ'相阻碍基体中位错的运动,促使位错剪切一次γ'相,因此基体通道内的二次γ'相降低DD6合金760℃/785MPa持久寿命;DD6合金标准热处理后,基体通道内的二次γ'相消失,760℃/785MPa持久寿命显著提高.     

Bi-Mn合金片状初生MnBi相在强磁场中的凝固组织

进行了强磁场下Bi-Mn合金的全熔和半固态实验,研究了MnBi相在强磁场中的凝固行为．在10T强磁场下从全熔态和Curie点以上半固态开始凝固的实验中,MnBi相在360℃左右逐渐形成片状相,其短轴为易磁化轴;加磁场后易磁化轴转向磁场方向,并沿磁场方向定向排列和聚合,最终形成条状组织;片状相在强磁场的作用下有分裂趋势．结合晶体的磁各向异性和生长各向异性的特点,从磁化理论和晶体学出发,分析了Bi—Mn合金初生MnBi相在磁场中的凝固行为．     

Al-18%Si合金在梯度强磁场中凝固时初生硅的行为

研究了Al-18%Si合金在10 T梯度强磁场下加热至半固态和全熔态后的凝固过程,观察了初生硅的分布和形态,测定了其冷却曲线.结果表明:在磁场的磁感应强度和磁场梯度的乘积Bz·dBz/dz为正时,初生硅向上部聚集;而在Bz·dBz/dz为负时,初生硅向下部聚集;在强磁场下,加热至全熔态冷却下来的凝固组织中初晶硅的形态发生了明显的改变,由板片状转变为块状,初晶硅显著细化.对强磁场细化初晶硅的机制进行了探讨.     

强磁场对锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒形貌的影响

在共沉淀制备非铁磁性锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒的过程中,分别施加零磁场、弱磁场(0.1～0.7 T)和强磁场(10 T),探讨磁场对非铁磁性锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒形貌的影响规律.结果表明,当磁感应强度超过某一临界值时,非铁磁性纳米颗粒由球形颗粒向链状颗粒,然后向棒状或者纤维状颗粒转变.在10 T的强磁场下,纳米颗粒长成长径比很大的纤维状,能谱分析结果表明,纤维状颗粒主要为复合铁氧体,而非单一的沉淀产物.随着反应温度增加、溶液滴加时间延长将使纤维直径降低.     

生物滤塔中好氧反硝化去除NO_x的研究

为考察高浓度氧环境下生物过滤反硝化去除NOx的效果,建立了一套小型生物过滤系统.在为期120 d的运行过程中,当NO浓度为401.8～803.6 mg·m-3、O2含量为0%～20%时,滤塔对NOx的去除效率维持在80%以上.空白实验表明,当O2含量逐渐增加到20%时,最高可化学脱除30.5%的NOx.O2含量的急剧增加对NOx的去除有明显的影响;NO浓度越高,微生物适应所需的时间就越长.对模拟气体中NO在生物过滤系统中可能的转化机理进行了初步分析,发现滤塔中NOx脱除过程以生物去除为主.