若干新型热电材料的热输运调控及热逻辑器件

随着电子和能源科技的发展,基于纳米结构调控的新型热电材料以及热逻辑器件研究正受到越来越多的关注。本工作围绕几种具有应用潜力的热电材料,利用项目团队自主开发的微纳尺度热输运测试系统,从理论和实验上研究了原子及纳米尺度结构对热输运特性的调控机制,包括:全组分Si_1–xGe_x合金薄膜的原子合金化,Bi₂Ca₂Co₂O_y层状结构单晶的错配界面,超离子导体A_0.5Rh O₂ （A=K,Rb,Cs）单晶的离子局域共振,准一维结构Zr Te₅/Hf Te₅单晶中的疏松微结构,以及Sn Se单晶中的Sn Se₂原子级插层,总结了不同尺度结构和原子间作用力对热传导性质的影响规律,为探索低热导率、高热电转换性能的新型热电材料提供有效的调控方案。最后,介绍了利用相变转换机制实现热导率高效动态调控的实验结果,及其在热逻辑器件方面的潜在应用。     

利用Na2CO3处理铝电解槽炭渣的研究

铝电解槽炭渣是铝工业冶炼生产过程中产生的一种危险废物。炭渣的大量堆存,在浪费电解质资源的同时,也会造成大气、土壤以及水体的污染。本试验以炭渣为原料,Na₂CO₃为添加料,对炭渣的焙烧?水浸工艺回收炭粉和冰晶石的可行性与过程进行了研究。试验结果表明,将质量比为2.5∶1的Na₂CO₃与炭渣混合后置于坩埚电阻炉中,在950 ℃下焙烧2 h,炭渣中氧化铝、冰晶石和亚冰晶石被Na₂CO₃消耗,焙烧后混合料由C、Na₂CO₃、NaF、NaAlO₂组成。焙烧后混合料在pH为13、浸出温度为25 ℃的条件下浸出1 h,固液分离后的浸出渣经过水洗、烘干后得到炭粉,其纯度可达89%。利用碳酸化法回收浸出液中F?,可获得主成分合格的粉状冰晶石。适当地提高焙烧温度和延长保温时间可提高炭和电解质的分离效率。研究经济而有效的炭渣处理方法,不仅可以解决炭渣带来的环境污染问题,还对社会的可持续发展产生深远影响。      

有序介孔分子筛SBA-15/MCM-41在电催化方面的应用

介绍了有序介孔材料的分类与发展,针对目前电催化领域存在的问题,综述了介孔分子筛SBA-15/MCM-41材料在电催化方面的应用。     

竹粉增强木质素-环氧树脂复合材料的力学性能

采用热压成型工艺制备了竹粉增强的木质素-环氧树脂复合材料,探讨了竹粉的添加量及其粒径对复合材料力学性能及热机械性能(DMA)的影响。研究结果表明,随着竹粉含量的增加,复合材料的弯曲强度与冲击强度均增大;粒径适中(40~80目)的竹粉增强的木质素-环氧树脂复合材料的弯曲强度和冲击强度最佳。随着竹粉含量的增加,复合材料的初始储能模量逐渐增大,玻璃化转变温度先升高而后降低;粒径适中(40~80目)的竹粉的添加对材料初始储能模量的提升有利。适当提高木质素-环氧树脂复合材料的交联密度,可以得到更好的力学性能。     

碳纳米管场发射器件新型阴极的研究

碳纳米管场发射显示器件（CNT-FFDs）中阴极的制备和表面处理一直是其中的关键环节而备受关注,本文通过光刻技术、丝网印刷技术、表面超声等流程制作带有平整电阻层的发射阴极,并对该阴极进行场发射测试,并通过扫描电镜（SEM）照片分析阴极表面,发现开启电场、发射均匀性及电流稳定性比以前未加处理的阴极有很大程度上的改善。此法适合于大面积的碳纳米管场发射显示的阴极制作。     

紫外光降解水中5-羟甲基糠醛的特性及机理

为研究紫外（Ultraviolet,UV）光降解5-羟甲基糠醛（5-Hydroxymethylfurfural,5-HMF）的特性及机理,该研究构建5-HMF水模拟体系,分析紫外光辐射时间、强度、5-HMF初始质量浓度和光敏剂（FeSO4、TiO2 和VB2）对5-HMF降解的影响;通过密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）分析5-HMF紫外光降解反应性,并采用超高压液相色谱/四级杆串联飞行时间质谱联用仪鉴定其紫外光降解产物。结果表明：紫外光辐射时间越长,强度越大,5-HMF的初始质量浓度越小,降解率越高;当强度为400 μW/cm2、辐射时间为240 min、初始质量浓度为31.5 mg/L时,5-HMF的降解率最大,达83.64%;FeSO4 和TiO2 对5-HMF的紫外光降解有促进作用,而VB2对其有抑制作用;当FeSO4 和TiO2 的添加浓度和质量分数分别是1.0 mmol/L和0.025%时,5-HMF的降解率最大,分别为100.00%和76.68%（辐射时间分别为40、80 min,强度400 μW/cm2）;DFT分析结果表明,5-HMF的C=O键更易受到攻击而降解,C4-C11和C1-C8间的化学键易断裂;在UV、UV/FeSO4、UV/TiO2体系中分别鉴定出1、2和5种5-HMF的降解产物;DFT分析结果与质谱鉴定结果相吻合。该研究为降低食品中的5-HMF提供了理论和应用研究基础。     

旋转叶片异步振动参数辨识方法及试验验证

基于叶尖定时原理和单自由度振动理论,利用全相位FFT(apFFT)和最小二乘法建立了叶片异步振动参数辨识算法,通过数值仿真验证了参数辨识算法的正确性,给出了传感器布置合理性的检验参数及经验值.采用高压氮气冲击叶片使叶片产生某一单频绝对占有的振动,在风扇转子试验器上开展了1 971 r/min、2 326 r/min两个...     

智能光电选矿预选抛废技术研究及应用

随着国家对矿产资源开采的不断深入,富矿石、易选矿石逐渐枯竭,入选的贫矿石和难选矿石比例不断上升,导致生产处理成本增加.人工智能、智能光电选矿技术,可以甄别和分拣矿石,实现提前抛废,对矿石进行预富集,提高矿石的入选品位,提升矿石综合利用率,成为解决经济增长中矿产资源短缺重要手段,确保矿产资源安全和矿业经济稳定发展的研究方...     

双辊铸轧704不锈钢薄带的冷轧实验

对双辊铸轧704不锈钢薄带进行了冷轧处理,分析了冷轧前后薄带的表面质量及显微组织.结果表明:在冷轧过程中,因动态再结晶和动态回复,使薄带的晶粒进一步得到细化.变形量过大时,冷轧薄带内部出现微观晶界裂纹,并随着变形量的增加最终发展成宏观裂纹.笔者还应用金属学、结晶热力学对晶界裂纹的产生机理进行了分析,认为当冷轧变形量达到一定程度后必须对薄带进行固溶处理,以避免裂纹出现.另外,结合冷轧过程中薄带板形的变化,对704不锈钢铸轧薄带给出了合理的冷轧变形量.     

地下管线检测中的曲线重构算法

提出了一种应用于非开挖管线测量,在已知离散点曲率的情况下进行空间曲线重构的方法。运用了差分和数值积分的方法重构了被测管线的轴线,并给出了一种修正方法,进一步提高了积分精度。文中给出的算例说明了本算法是可行的,并具有比较高的精度。