Characterizations of surfactant synthesized from Jatropha oil and its application in enhanced oil recovery

Surfactants are frequently used in chemical enhanced oil recovery (EOR) as it reduces the interfacial tension (IFT) to an ultra‐low value and also alter the wettability of oil‐wet rock, which are important mechanisms for EOR. However, most of the commercial surfactants used in chemical EOR are very expensive. In view of that an attempt has been made to synthesis an anionic surfactant from non‐edible Jatropha oil for its application in EOR. Synthesized surfactant was characterized by FTIR, NMR, dynamic light scattering, thermogravimeter analyser, FESEM, and EDX analysis. Thermal degradability study of the surfactant shows no significant loss till the conventional reservoir temperature. The ability of the surfactant for its use in chemical EOR has been tested by measuring its physicochemical properties, viz., reduction of surface tension, IFT and wettability alteration. The surfactant solution shows a surface tension value of 31.6 mN/m at its critical micelle concentration (CMC). An ultra‐low IFT of 0.0917 mN/m is obtained at CMC of surfactant solution, which is further reduced to 0.00108 mN/m at optimum salinity. The synthesized surfactant alters the oil‐wet quartz surface to water‐wet which favors enhanced recovery of oil. Flooding experiments were conducted with surfactant slugs with different concentrations. Encouraging results with additional recovery more than 25% of original oil in place above the conventional water flooding have been observed. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 2731–2741, 2017     

机床轻量化设计结构与性能研究——卧式车床支承件结构特征与静态特性分析

针对机床轻量化设计的关键问题——结构与性能关系进行了研究。以卧式车床支承件为研究对象,对其支承件结合面形式、几何结构类型及结构特征进行了分析;并基于对切削加工工况、载荷和约束特点的分析,应用有限元方法对各支承件的静态特性进行了研究;总结了支承件几何结构类型与支承件静态特性的相应关系。通过研究支承件的结构与静态特性,得出卧式车床中梁、板和箱体三类支承件的变形主要为整体的弯曲、倾覆和扭转以及导轨的局部弯曲和扭转变形。研究结果为卧式车床支承件的结构设计和优化提供了一定的参考依据。     

不同载流条件下Cu-Ag-Cr合金导线的摩擦磨损行为

载流条件下材料的摩擦磨损行为探究对于铜合金架空导线、电极电刷以及继电器触头等的实际使用具有重要意义。在自制摩擦磨损试验机上,以黄铜为对磨材料,对真空感应熔炼制备的Cu-4Ag-0.8Cr合金导线进行载流摩擦磨损试验。采用电子天平、扫描电子显微镜等对合金载流磨损率、磨损表面形貌及载流磨损机理予以分析。结果表明,电流在0~6 A范围内,随着电流的增加,合金导线的磨损率和温度均在增大。随着时间的延长,接触电阻由较大的初始值迅速降低,而后围绕一个中值上下波动。Cu-4Ag-0.8Cr合金导线在载流条件下的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及电侵蚀磨损。     

Pt-Ir系掺杂Zr，Mo，Y对合金相性能的影响

在Pt-Ir系中分别加入Zr、Mo、Y三种元素,研究稀有金属元素的加入对Pt-Ir系组织结构及力学和电学性能的影响.合金相在真空高频炉中熔炼.用X射线衍射仪和金相显微镜对合金相的显微组织和结构进行分析,用电桥、涡流导电仪测量合金相的电阻率,用拉力试验机测量合金相的力学性能.结果表明:稀有金属元素的加入可以有效地细化合金相的显微组织,并且提高合金相的熔点、密度、力学性能和电阻率,但是合金相的加工性能有所降低.     

质子交换膜燃料电池双极板化学镀Ni-Cu-P表面改性

针对不锈钢作为燃料电池双极板存在的接触电阻高等问题,通过化学镀Ni-Cu-P对其进行表面改性,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)分析、界面接触电阻测试和模拟燃料电池环境腐蚀性能试验等方法,研究了表面改性对不锈钢双极板性能的影响。结果表明,经过化学镀Ni-Cu-P处理的双极板接触电阻大为降低,并且在模拟质子交换膜电池腐蚀环境下耐腐蚀性能得到较大提高。     

纳米晶复合涂层应用于火星玻璃盖片防尘的探索

目的制备超微结构的纳米晶复合涂层,降低火星环境中灰尘颗粒在玻璃表面的粘附,并通过翻转操作,最大限度地清除沉积的灰尘,恢复太阳能电池的发电能力。方法采用水热法和表面修饰,制备了纳米晶复合防尘涂层。通过电子显微镜、分光光度计、接触角仪和翻转除尘试验分别对涂层的微观结构、可见-近红外光透过率、表面性质和除尘效率进行了分析。结果由直径大约为27nm的ZnO纳米棒构成的独特涂层结构,使灰尘颗粒与涂层表面的接触面积相比于普通玻璃减小了一个数量级,可见光区的透过率提高了1.1%,近红外区透过率提高了0.4%。用氟化物进行表面修饰后,涂层的水接触角由25°～45°升高至155°～165°。经90°缓慢翻转,纳米晶复合涂层对50～100μm和30～50μm灰尘颗粒的清除效率分别为80%～90%和60%～70%;而在相同测试条件下,普通玻璃的防尘效率仅为37.5%和6.3%。由翻转后涂层表面灰尘的分布情况和倾斜表面上单颗粒的受力分析发现,灰尘颗粒的脱落存在滑落和滚落两种模式,高位落下的颗粒将部分动能传递给低位静止的颗粒,促使更多静止颗粒的滑落或滚落,形成"雪崩"状的特殊形貌。结论 ZnO纳米晶复合涂层不仅可以提高可见光和近红外光的透过率,还可以极大地减小与灰尘颗粒的接触面积,降低颗粒的粘附力,在不使用高压电能的情况下,经过翻转操作,清除效率可达80%以上,这将为火星上灰尘的清除提供一种安全的方式。     

玻璃表面二氧化硅基超疏水膜的研究进展

超疏水表面带来一些可贵的界面性质,包括防结冰、防污染、防氧化等。对于工业产品中常用的玻璃等无机材料,研究人员参照自然界超疏水物质的结构和成分,借助含碳、氟等元素的物质,通过各种方法,合成具有微米-纳米二重粗糙结构和低表面能的有机-无机杂化涂层与基材结合,从而制备超疏水表面。因玻璃表面亲水性的固有性质,在平板显示、触摸屏、太阳电池盖板、玻璃幕墙等领域,解决既能满足光学性能指标,又能实现疏水性和抗污染性的问题尤为重要。首先讨论了粗糙表面的固液复合接触和非复合接触两种理论模型,进而阐述了超疏水玻璃的实现要素和基于二氧化硅的超疏水膜的制备方法。梳理了以溶胶-凝胶法为基础的玻璃表面二氧化硅基透明超疏水膜的制备技术进展,根据涂膜次数、溶胶组成、膜层粗糙结构的实现方法等,将现有制备技术分类、归纳为三种制备路线：共前驱体合成改性二氧化硅溶胶制备单层超疏水膜,表面改性法制备多层结构超疏水膜,添加二氧化硅颗粒引入粗糙层法。指出了各种方法的超疏水原理、膜层特点,分析了部分制备实例的疏水性、粗糙结构、光学透过率等性质的影响因素。对于溶胶-凝胶法制备的SiO2基超疏水玻璃,实现超疏水性的同时,如何保持玻璃良好的透明性以及膜层的耐磨性、持久性,是需要重点研究的方向。     

风电主轴断裂失效分析

研究了一风力发电主轴的断裂原因,通过对其进行设计、制造和使用3个方面的分析,发现主轴内部存在多处点状和密集超标缺陷,最大缺陷ϕ(7.0~14.2) mm,宏观组织为树枝状枝晶偏析铸态组织,微观组织为非调质组织,炼钢、锻造及热处理过程产生的质量缺陷是导致主轴发生脆性断裂的主要原因。     

氧化物添加剂对Ag-SnO2电接触材料抗蠕变性能的影响

为研究氧化物添加剂对Ag基电接触材料抗蠕变性能的影响,用粉末冶金法制备了分别含有CuO、WO_3和In_2O_3的Ag-SnO_2材料。室温下对拉伸试样进行蠕变实验,获得蠕变特征曲线及相关参数,构建了Ag-SnO_2材料的蠕变本构方程。借助扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口形貌进行分析,用ABAQUS有限元软件进一步对蠕变行为进行模拟。结果表明:由于SnO_2与Ag基体间的界面强度得到提高,氧化物添加剂可显著增强Ag-SnO_2电接触材料的抗蠕变性能,尤其是CuO添加剂的效果最佳。模拟结果与通过实验获得的蠕变数据基本吻合,误差小于3%。研究结果对预测Ag基电接触材料的蠕变行为及改善力学性能均具有一定参考价值。     

地铁大坡度道岔制动工况下钢轨表面接触应力变化规律研究

目的 通过分析不同坡度条件下道岔钢轨在列车下坡制动作用时的力学行为,探讨了坡度对钢轨表面接触应力指标的影响情况,为铁路线路设计人员对线路坡度进行决策时提供参考.方法 针对地铁单开道岔尖轨跟端60AT轨,运用有限元方法对其进行数值模拟,建立地铁车轴与60AT轨的精细化模型,分析了制动力作用下不同坡度时钢轨表面各项应力指标,并进行了对比.结果 坡度从0％变化至3.0％时,钢轨大部分应力指标变化不大,变化幅度较大的钢轨表面纵向切应力与钢轨表面摩擦力,其变化量分别为8.40％和3.18％,均不超过10％.结论 从钢轨受力分析的层面上讲,坡度并不是控制钢轨伤损的决定性因素,为防止列车制动时钢轨表面局部应力过大,建议对该区段钢轨表面进行全长淬火处理,以提高钢轨的屈服强度.