氢基竖炉用耐火材料服役环境模拟及设计

随着氢冶金技术及氢基竖炉的发展与推广,对其关键部位用耐火材料提出更高要求,明晰耐火材料服役环境特点并进行针对性的性能设计尤为关键。利用Ansys软件对氢基竖炉还原段内部及壁面服役过程中的温度、压强以及气相浓度分布进行数值模拟研究,并利用FactSage软件计算传统耐火材料典型组分在服役状态下的热力学稳定性。结果表明,高温高压服役区域集中在进气口附近,H₂O集中在炉顶及炉底区域。提高入炉气体温度对炉内温度场有一定影响,对压强场及气相组成基本无影响。传统耐火材料典型组分中Al₂O₃、ZrO₂、镁铝尖晶石、六铝酸钙及TiO₂的热力学稳定性较强,可作为炉壁耐火材料组分,AlN或TiC可作为添加剂提高相关性能,同时避免引入SiO₂、MgO、CaO、Cr₂O₃、Fe₂O₃、SiC、Si₃N₄、B₄C、BN杂质组分。本...     

TiO2-C体系在不同气氛下的反应

为了解TiO2-C体系在不同气氛下的反应过程,以w(TiO2)≥98.0%的锐钛矿型TiO2和w(C)≥98.8%的活性炭为原料,在热力学计算的基础上,结合室温~1 773 K下的TGA、XRD和SEM分析,研究了m(TiO2)∶m(C)=1∶0.3的TiO2-C体系分别在Ar和N2气氛下热处理过程中的物相变化及显微形貌。结果表明:TiO2的还原反应是分步进行的,随着温度的提高,依次发生反应:TiO2→Ti3O5,TiO2→Ti2O3;在N2条件下,随着温度的升高,TiO2先氮化生成Ti(CON)固溶体,之后转化为TiN。     

镍基单晶高温合金中Ru元素作用的研究进展

具有优异的高温抗蠕变、抗疲劳、抗氧化和耐热腐蚀等综合性能的先进镍基单晶高温合金,是当代先进航空发动机热端部件的首选材料。研究者发现,Ru元素的引入对镍基单晶高温合金的组织稳定性和高温蠕变性能有重大影响。但是相关研究开始较晚,不够充分,因此Ru元素具体作用机制尚不明晰。此外,Ru的添加提高了镍基单晶高温合金的制造成本,所以高代次单晶合金目前仍处于试验阶段,并未在实际生产中实现大规模应用。本文从Ru元素对镍基单晶高温合金铸态组织、热处理态组织、组织结构稳定性和蠕变性能的影响4个方面出发,总结了Ru元素在单晶高温合金中具体作用的研究进展。     

Fe2O3/TiO2扩散偶的固相反应

采用扩散偶的方法研究了Fe2O3和TiO2在1373K空气气氛不同时间下的固相反应.采用场发射扫描电镜对扩散偶表面形貌进行观察和线扫描能谱分析.根据线扫描能谱分析所得的组元扩散浓度曲线,用DenBroeder改进的Boltzmann-Matano法计算出Fe2O3/TiO2扩散偶的互扩散系数,结果发现互扩散系数与Fe3+浓度呈一定的线性关系,并随着Fe浓度的升高而增大,同时用空位扩散机理讨论了Fe2TiO5的形成.     

含一个移动副的平面四杆机构类型的命名及判断

在继承和吸取他人已有的研究的基础上,对含一个移动副的平面四杆机构类型的命名厦判断方法进行了更进一步更详细的说明．使得命名清晰化和判断方法系统化。     

镁碳砖的研究现状与发展趋势

综述了近年来国内外镁碳质耐火材料的发展和研究现状,尤其对镁碳砖防氧化剂和镁碳砖低碳化等方面的研究与发展状况进行了分析和汇总.在此基础上提出了镁碳砖未来的研究方向,即通过成分优化和结构设计,提升和发挥传统材料的性能;研究开发高性能防氧化剂;镁碳砖低碳化方法的改进及性能评估.     

碳化硅纳米线阵列基一体化光电阳极用于高效裂解水制氢

近年来,光电催化裂解水制氢已经发展成为获取氢能最重要的途径之一.然而,半导体材料固有的较低的光吸收效率和较高的载流子复合率成为限制其发展的主要障碍.以N掺杂4H-SiC单晶片为原料,通过阳极氧化法制备了N掺杂4H-SiC纳米线阵列基一体化光电阳极,聚焦于优化阳极析氧反应条件,在光照和外加电场的共同作用下成功实现了高效裂解水制氢.相比于块体,碳化硅纳米线阵列基一体化光电阳极的裂解水制氢性能表现出了显著的提升.以Ag/AgCl电极为参比电极,开启电压从1.224 V降低至-0.021 V,1.4 V电压下的电流密度从2.64 mA·cm^-2提升至3.61 mA·cm^-2.通过构建具有纳米结构的半导体光电阳极,可以有效提高其光吸收能力并优化其电荷转移路径,从而显著提升光电催化裂解水制氢的效率.     

含固相铜冶炼渣的黏度计算及其应用

利用Roscoe方程,结合FactSage的多元多相平衡计算和纯液相渣黏度计算功能可对含固相熔渣的黏度进行计算.本研究针对基于铜冶炼渣的FeO-SiO₂-Fe₃O₄-CaO-Al₂O₃-MgO系,首先根据相似炉渣的黏度测定值对Roscoe方程中的参数进行拟合,同时验证了该方法在计算所研究体系时的准确性.基于所得的计算模型考察不同组分含量对平衡相组成及黏度的影响规律,并总结获得合理的渣型配比.当炉渣中各组分的质量分数分别控制在FeO 40%~60%、SiO₂ 25%~40%、Fe₃O₄ 0%~15%、CaO 0%~10%、Al₂O₃ 0%~8%和MgO 0%~4%时,可在冶炼过程中得到流动性较好、固体量较少的熔渣.     

气相质谱法研究 Fe 与 CO2-- CO 氧化反应动力学

采用气相质谱在线监测反应气体成分变化的方法,研究了1273~1473 K范围内,不同比例CO2-CO混合气体对铁片恒温氧化的反应动力学.结果表明,氧化反应速率与二氧化碳分压呈线性关系,反应速率常数随CO2/CO体积比值增大而减小,铁片氧化反应的表观活化能为(137.7±15.8)k J·mol-1.该方法得到的结果与文献相比较,结果是可靠的,表明该方法可以用来在线研究气-固反应的动力学.