大面积高质量金刚石自支撑膜热导率的影响因素研究

通过Raman、XRD、SEM分析方法分别对大面积高质量金刚石自支撑膜的质量、晶体结构、晶粒尺寸进行研究,分析它们对金刚石自支撑膜热导率的影响.研究结果表明,金刚石自支撑膜的质量对热导率的影响较大,质量越好,热导率越接近于天然金刚石的热导率;并且金刚石自支撑膜中晶体[220]取向度越高,热导率越高.形核面晶粒尺寸越大,晶粒间的晶界就减少,有利于提高金刚石自支撑膜的热导率.     

超重力燃烧熔渗钨铜合金绝热温度计算及其显微组织

根据燃烧合成体系绝热温度的热力学基本理论,通过计算机编程,对CuO/Al铝热剂体系的绝热温度进行了数值计算.结果表明,在考虑产物Cu的汽化焓情况下,体系绝热温度为2846 K(Cu的沸点温度),同时还有52.9 at％的Cu产物以气相形式存在,而该体系中钨粉添加量超过30 mass％时,绝热温度低于1800 K而不能自蔓延燃烧.采用超重力燃烧熔渗方法制备出组织致密,钨颗粒体积分数呈梯度分布(沿超重力方向70％～80 at％)的钨铜合金.进一步检测结果表明,该方法与传统烧结方法制备的钨铜合金其相结构及显微组织形貌相同,并对其成型机制进行了初步分析讨论.     

大面积金刚石自支撑膜机械抛光的优化工艺研究

研究了一种用于抛光等离子体溅射CVD法制备的金刚石自支撑膜的高效安全的抛光工艺.试验探索了转盘转速、金刚石粉颗粒尺寸、磨盘表面形状对金刚石自支撑膜磨抛速率的影响.研究表明:带槽盘对金刚石自支撑膜的粗研磨效果明显,速率较高,平面盘对提高金刚石自支撑膜的表面粗糙度有利;不同颗粒的金刚石粉对应着各自合适的能充分利用其磨削能力的转速,在这个转速下,金刚石自支撑膜的磨抛速率在12μm/h左右.本文通过对新的工艺参数的探索,为金刚石自支撑膜后续加工提供有力的技术支持.     

金刚石薄膜断裂强度及形貌分析

金刚石薄膜以其优异的性能成为许多行业不可或缺的功能材料,但因金刚石薄膜制备质量差、不稳定,导致金刚石薄膜力学性能的研究一直处于探索阶段,没有得出系统全面的结论。本文利用金刚石力学试验机对自支撑金刚石薄膜断裂强度与薄膜沉积厚度、抛光与否之间的关系进行了研究,利用扫描电子显微镜SEM对金刚石薄膜的表面和断口形貌进行了分析。研究表明,自支撑金刚石薄膜断裂主要是解离断裂,且其断裂强度随着沉积厚度的增加而减低,自支撑金刚石薄膜是否经过抛光对其断裂强度的大小有显著影响。     

顶板瓦斯抽采巷布置位置智能预测方法

顶板瓦斯抽采巷因具有大流量和连续抽采的优点,被广泛用于高瓦斯或突出矿井回采工作面瓦斯治理。如何确定合理的顶板巷布置位置,以高效抽采采空区卸压瓦斯,是保障工作面瓦斯治理效果的关键。为此,在深入分析顶板瓦斯抽采巷布置原则及其布置位置影响因素的基础上,提出了一种基于GA–BP神经网络模型的顶板瓦斯抽采巷布置位置智能预测方法;采用灰色关联分析法确定了GA–BP神经网络模型的预测指标,并设计开发了顶板瓦斯抽采巷布置位置智能预测系统。研究结果表明：(1)工作面的采厚、埋深、覆岩结构、煤层倾角、倾向长度等5个物理指标是顶板瓦斯抽采巷布置位置的主控因素,且其权重值排序由大到小依次为采厚、埋深、覆岩结构、煤层倾角、倾向长度。(2)随着遗传代数的增加,GA–BP神经网络适应度不断减小,且当遗传代数为60时其适应度变化基本稳定,表明GA–BP神经网络初始权重和偏置效果较好。(3)在当前训练样本数据集的前提下,基于GA–BP神经网络模型的顶板瓦斯抽采巷布置位置的预测结果与实际工况值的相对误差仅为0.43%～11.27%,在可接受的范围内。该研究可为顶板瓦斯抽采巷精准设计提供一定的参考。     

W/Cu梯度材料热应力分析及结构优化设计

运用ANSYS12.0软件对W/Cu梯度材料进行热应力模拟分析,并对结构进行优化设计。结果表明,随着成分分布指数(p)的增加,最大热应力先减小后增大;在p=1.3,热流密度为30 MW/m2时,最大热应力值最小为180 MPa,与非梯度材料相比最大等效热应力降低79%;最优化的梯度层厚度大于3 mm,梯度层数4~6层,钨板的厚度1~3 mm。     

超重力熔铸快速致密化技术制备YAG陶瓷材料的研究

超重力熔铸技术是将自蔓延高温合成技术和超重力离心力场耦合的一种新的材料制备技术,但单纯的超重力离心力场不足以使陶瓷产物完全致密,有较大的缩松区域,整体致密度约85%。在超重力熔铸过程中加上一个压力场,可以同步实现陶瓷材料整体致密化,这一技术称为超重力熔铸快速致密化技术,利用该技术制备了整体致密度达98%的YAG陶瓷材料。宏观照片和显微形貌结果显示,所制备的YAG陶瓷材料整体致密,无疏松区,并且晶粒得以细化。     

新型细分层注水工具在"三低"油田中的应用

扶余油田属于低渗透、低饱和度、低孔隙度的"三低"油田,其油藏特点主要是:油层薄、隔层薄,层间矛盾大,细分层注水困难,油层动用状况差.本文提出的双通路可控偏心配水器和封配一体注水器可以有效地解决上述问题.     

超重力熔铸Y2O3-Al2O3-SiO2玻璃的晶化行为研究

研究了以超重力熔铸方法制备的Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂玻璃的晶化行为, 并结合相图分析了热处理条件对晶化过程的影响规律。实验结果表明, Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂玻璃的晶化行为与热处理温度和SiO₂含量密切相关。当热处理温度为1050℃时, 晶化后样品的相组成沿超重力场方向呈现出梯度分布, 自上而下分别为Al₆Si₂O₁₃玻璃陶瓷、纯玻璃相、χ-Al₂O₃玻璃陶瓷。当退火温度为1100℃时, 析出晶相主要为Y₃Al₅O₁₂及Y₂Si₂O₇; 退火温度为1200℃时主要析出Y₃Al₅O₁₂。因此, 以超重力熔铸法制备YAS玻璃结合后续热处理的工艺, 提供了一种快速制备YAS基微晶玻璃的新方法。     

CuO-Al铝热体系超重力熔铸W-Cu梯度复合材料

对添加W颗粒的CuO-Al体系的绝热温度进行了计算分析, 而后在超重力场中点燃添加20%质量分数W颗粒的CuO-Al铝热剂压块, 通过分析获得的W-Cu复合材料显微组织发现, W含量分布不均匀且质量分数较低。将纯W颗粒压片置于CuO-Al-W铝热剂压块底部, 超重力场中燃烧熔铸W-Cu复合材料, 对其进行显微组织、相结构及硬度分布的研究, 结果表明, 沿超重力方向材料底部W含量较低(60%~65%), 中部W含量较高(80%~89%), 顶部W颗粒呈链状、团簇状聚集状态且含量较低(<40%), 结合硬度及相结构的检测结果, 表明合金材料中沿超重力方向W成分呈连续梯度变化, 并对其成型机制进行了初步分析, 认为W成分连续梯度变化是由超重力燃烧熔铸工艺特点所决定的。