化工热力学的研究性教学实践

化工热力学是化学工程专业的一门专业基础课,以培养学生综合能力为侧重点进行研究性教学具有重要意义。研究性教学可以避免传统教学的弊端,对教师也提出了新要求。同时,对实施研究性教学的重点进行了探索和实践。     

陶瓷壳型面层材料与Ti46Al1B阀门铸件的界面反应

分别采用Al2O3与Y2O3为壳型面层材料,离心铸造了Ti46Al1B(原子分数,%)合金阀门铸件,通过SEM,XRD以及气体分析等方法,确定壳型内表面物相组成、铸件与壳型反应层厚度以及合金的进氧情况,分析了壳型材料与Ti46Al1B合金的反应机理.结果表明,Y203和A120s壳型与合金的反应层厚度分别约为90和170 pm,使用Y203壳型时铸件进氧少,其热力学稳定性好于Al2O3壳型,与热力学计算结果相符.Y2O3壳型比Al2O3壳型更适合铸造Ti46Al1B阀门.     

非晶态合金向纳米晶体的相转变

利用非晶态合金的晶化过程可以形成纳米尺寸晶粒的多晶体材料（即纳米晶体），这种制备纳米晶体的方法近年来得到了广泛重视和深入研究，本文对这种制备方法和非晶态合金向纳米晶体的相转变动力学、热力学及转变机理等方面进行综述．     

碳热氯化歧化法炼铝的热力学分析

用碳热氯化歧化法对从含铝原料中炼铝过程进行了热力学分析,该过程分为三个步骤:首先,固态AlCl3在低温下升华得到AlCl3或Al2Cl6气体,升华气体经导气管进入高温反应器内;其次,Al2Cl6可能直接参与碳热氯化反应,也可能分解得到AlCl3气体,AlCl3再参与碳热歧化反应生成低价氯化铝AlCl;最后,AlCl在低温区歧解得到金属铝与AlCl3气体。实验结果表明:在12Pa~50Pa,353K~363K条件下,低温时固态AlCl3升华,得到的是Al2Cl6气体,而非AlCl3气体;升华得到的Al2Cl6气体进入高温区,在10Pa~100Pa,560K~615K时发生分解得到AlCl3气体;AlCl3气体参与了碳热氯化反应,而非Al2Cl6气体参与碳热氯化反应。     

Al-Cu-Mg-Ag合金峰时效前微观组织演变及屈服强度数值模拟

求解了高Cu/Mg比的Al-Cu-Mg-Ag合金峰值时效前微观结构演变及时效强化的预测模型。首先,建立影响Mg与Mg-Ag原子簇对W相析出过程中消耗Cu原子定量关系的关键参数表达式,即W析出相与基体的界面能模型。在假设合金为伪二元的前提下,基于热动力学模型和经典的形核、长大理论,建立了Al-Cu-Mg-Ag合金中Cu溶质原子在两种强化相中的定量分配模型,它可以预测两种强化粒子的半径和析出密度、溶质浓度随温度和时间的演变。最后求解了基于Orowan方程的强化模型。模型预测与实验结果吻合较好,证明了模型的可靠性     

含Nb元素堆焊层金属中碳化物的析出行为

以堆焊连铸辊为研究对象,研制三种不同合金元素Nb加入量的药芯焊丝,采用金相显微镜和扫描电镜对其显微组织、碳化物形貌进行了观察. 采用X射线衍射仪对其相结构进行了测定. 采用Thermo-Calc软件对含铌堆焊层金属中碳化物的析出行为进行分析. 结果表明,堆焊层金属显微组织为铁素体、M₂₃C₆和MC. 随着Nb元素含量增加,其显微组织得到细化,NbC沿晶界析出. 热力学计算结果表明,析出碳化物主要为MC,M₂₃C₆. 随着Nb元素含量的增加,MC析出量增多,M₂₃C₆析出量减小. MC中主要是Nb元素,并溶解了一定量的Mo,V,Cr和Fe元素;M₂₃C₆中主要是Fe,Cr元素,即Nb元素含量变化主要影响MC型碳化物.     

Growth behavior of interfacial compounds in galvanized steel joints with CuSi_3 filler under arc brazing

1Introduction Arc brazing is a relatively new joining technique.The main advantages over existing commercially available joining processes are its low cost and potential for being easily incorporated as a workstation in the production chain.This will sign…     

阴离子改性膨润土对水中亚甲基蓝吸附性能研究

以阴离子表面活性刑十二烷基磺酸钠(SDS)为改性剂制备了阴离子改性膨润土,研究了亚甲基蓝溶液在SDS-Bt上的吸附行为,并从热力学和动力学角度探讨了吸附作用机理.FI-IR、XRD分析表明:插层剂已进入膨润土层间,改性膨润土层间距由1.04nm增加到3.52nm.吸附实验表明,亚甲基蓝在SDS-Bt上的吸附符合Langmuir和Tempkin等温吸附方程,吸附焓变和熵变分别-25.44 kJ·mol-1和-50.74 J·mol-1·K-1,吸附表现为自发的表面物理吸附,且遵循伪二级动力学方程,吸附活化能为3.34 kJ·mol-1.     

不可逆四热源吸收式制冷机(火用)经济优化性能

应用有限时间热力学理论,基于利润率为目标函数,对牛顿传热规律下四热源吸收式制冷机进行优化分析,导出制冷机的(火用)经济优化性能,揭示了其与生态学优化性能的内在联系.所得结论可为四热源制冷机的优化设计和最佳工况选择等提供些新理论依据.     

多媒体技术在化工热力学教学中的应用探讨

本文对多媒体技术在化工热力学教学中的应用进行了探讨,提出了在应用多媒体技术时应注意的问题。