立磨选粉机流场分析及结构优化

对立磨腔体内的选粉机建立固体有限元模型,对选粉机内部建立CFD模型,基于有限体积法应用气-固耦合方法(并结合理论模型以及经验模型)分析选粉机内部流场的特性。从而研究选粉机工艺参数及内部结构对流场影响和选粉能力效率的影响,并提出优化方案或思路。     

金刚石纳米锥坑阵列结构的制备

采用电感耦合反应离子刻蚀(ICP-RIE)技术刻蚀金刚石薄膜,通过调整刻蚀功率、角度及时间等工艺参数,低成本且高效率地实现了排列整齐的圆形纳米锥坑阵列的可控化制备。对纳米锥坑的制备过程进行深入研究,发现可通过调节刻蚀角度与偏压功率控制氧等离子对金刚石进行高度方向性的刻蚀。荧光检测结果表明,直径为80～120 nm、深度为90～130 nm的纳米锥坑阵列结构可使金刚石薄膜内NV⁰色心的荧光强度增加21%,SiV^-色心的荧光强度增加49%。使用时域有限差分方法对增强原因进行探究,发现纳米锥坑对泵浦激发光有局限作用,并且可在纳米锥坑附近形成法布里-珀罗共振腔,使色心的自发辐射速率加快,进而增加其荧光强度。     

太阳能供暖系统流量对其热性能影响的研究

以内蒙地区某太阳能供暖系统为研究对象，利用TRNSYS建模仿真，通过实验与仿真数据对比，验证了建立模型的正确性。在此基础，以系统热性能为指标，研究了流量对系统热性能的影响。研究发现，当前供暖系统是以恒定流量运行（一次回路流量Gc=1.6kg/s，二次回路流量Gw=0.8kg/s）不能满足供暖需求。优化系统流量至Gc=2.8kg/s,Gw=2.4kg/s运行时，系统集热效平率日均提高19.72%，集热器有效热收益日平均增加3.17kW。本研究成果进一步可为寒冷地区太阳能供暖系统的优化研究提供参考。     

Ti-Si-N结构及热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,研究了具有置换型界面的Ti-Si-N的结构、弹性常数及热力学性质.在计算热力学性质时,先计算一组不同晶格常数下的Ti-Si-N的声子谱及相应的静态总能,由此得到不同晶格常数下的自由能;再由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系,进而计算热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容与温度的关系.计算结果说明制备Ti-Si-N及类似薄膜时,要选择合适的基底、温度等条件.     

冷锯机锯片的模态及谐响应分析

针对1800mm冷锯机锯片在锯切H型钢过程中出现剧烈横向振动并使锯片的使用寿命减短的问题,采用有限元法对不同厚度和夹盘直径锯片进行模态分析,分析结果表明通过改变夹盘直径能够改变锯片的固有频率,结合对锯片的谐响应分析,计算出不同频率下锯片的共振频率和共振峰值。研究表明,通过改变锯片的厚度和夹盘直径能够有效降低圆锯片的共振峰值同时为避开共振敏感区域提供合理的理论依据。     

类金刚石薄膜表面润湿调控研究综述

表面具有特殊润湿性特别是超疏水性的类金刚石薄膜,可满足在极端服役环境下(比如雨雪、潮湿环境中或者人体组织内)智能界面材料表面改性的需求.概述了类金刚石薄膜的生产工艺和性能优势及制备方法,介绍了具有特殊润湿性,特别是超疏水性的类金刚石薄膜的应用背景,同时提出了类金刚石薄膜表面润湿调控在理论和技术上的限制.在此基础上,阐述了类金刚石薄膜表面本征润湿性及与微观结构(包括杂化状态和短程或中程有序相团簇结构)间的关系.同时,基于经典的Wenzel和Cassie润湿理论,从表面化学组成和粗糙结构两个方面,重点论述了类金刚石薄膜表面润湿调控的方法及研究现状.通过等离子体表面处理、元素掺杂或者化学修饰改变DLC薄膜表面化学组成,实现DLC薄膜表面本征润湿改性.通过基体表面织构化或者薄膜表面形貌控制,构建DLC薄膜表面粗糙结构,控制界面润湿状态.二者共同作用可实现DLC薄膜表面润湿性在超亲水和超疏水之间变化.最后,总结并指出当前类金刚石薄膜表面润湿调控存在的一些关键科学问题,同时展望了未来的发展趋势.