制备条件对二氧化铈稀土抛光粉性能的影响

以硝酸铈作为铈源,以沉淀法制备了二氧化铈稀土抛光粉。针对该方法所涉及的氟化、反应环境、焙烧温度等主要工艺条件进行了深入研究,将微波环境与氟化条件组合起来进行研究。对制得的抛光粉用X-射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪和电位分析仪等手段进行表征。结果表明,氟化可使产品获得规整圆润利于抛光的形貌。微波反应环境可使样品获得较高结晶度以及利于抛光的较好晶型,可减小样品颗粒的团聚,细化产品颗粒。在此最佳制备条件基础上,进一步进行焙烧温度的研究。结果表明,微波反应环境中氟化产品在焙烧温度为850℃～960℃时可以得到较好的结晶度与晶型,较小的晶粒尺寸,其中在900℃时可以得到最佳的颗粒形貌以及粒度分布。     

Si原子在CeO2(111)表面吸附与迁移的第一性原理研究

为探究Si原子在CeO₂(111)表面吸附的微观行为,采用第一性原理的方法研究了Si原子在CeO₂(111)表面的吸附作用、电子结构和迁移过程,计算了Si原子在CeO₂(111)表面的吸附能,最稳定及次稳定吸附位置的电子态密度与电荷密度分布、迁移激活能。计算结果表明：Si原子最易吸附于基底表层的O原子上,其中O桥位（O_bri）吸附作用最强,O顶位（O_t）和O三度位（O_h）吸附强度次之。Si原子仅对其最邻近的表层O原子结构影响较大,这与Si原子及其最邻近的O原子间电荷密度重叠程度增强的结果一致。Si原子最易围绕着O_t位从O_bri位向O_h位迁移,迁移所需激活能为0.849 eV。     

压弯载荷下底部减薄三通塑性极限载荷分析

采用有限元分析软件ANSYS,对常见等径三通进行数值模拟分析,求得内压与弯矩联合作用下的塑性极限载荷有限元解;研究了不同比例内压、面外弯矩联合载荷作用下,底部减薄尺寸对三通失效模式和极限承载能力的影响。研究结果表明,无量纲化的底部减薄深度c≥0.4时,缺陷的存在才会对三通极限承载能力有显著影响。内压较大时,轴向减薄尺寸是造成底部塑性失效的主要因素。通过对大量算例的拟合,提出了压弯联合载荷作用下含底部减薄三通的塑性极限载荷工程估算公式。     

Al、Cr、Fe掺杂对KDP(001)晶面力学性能影响的第一性原理研究

本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对KDP(001)晶面及三价金属Al、Cr、Fe掺杂KDP(001)晶面的拉伸、剪切应力-应变曲线进行了模拟研究,并对其理想强度、径向分布函数、电子态密度、电荷密度分布进行了分析。研究结果表明,Al、Cr、Fe掺杂KDP晶体后晶格常数只略微增大,掺杂后费米能级附近主要由掺杂元素的Al-3s、Cr-3d、Fe-3d电子轨道占据,且O-2p轨道向低能级移动,结构变稳定。三种掺杂体系沿[001]向和[100]向的拉伸、剪切弹性模量、理想强度均高于KDP晶体,而三种掺杂体系的[110]向剪切弹性模量、理想强度几乎不变。在[001]向拉伸应力作用下,理想及掺杂KDP晶体始终保持四方晶系结构不变。KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Cr、Fe掺杂体系的O-2p轨道由低能级向高能级移动,结构变得不稳定。[100]向和[110]向剪切作用下,理想及掺杂体系均由四方晶系转化为单斜晶系。理想及Cr掺杂KDP晶体的态密度分布几乎不变,Al、Fe掺杂体系的O-2p轨道由高能级向低能级移动,结构变稳定。KDP晶体容易沿[110]向发生剪切变形。     

肩部减薄三通塑性极限面内弯矩的分析

三通在使用中受介质的腐蚀或冲刷会在肩部产生局部减薄,从而降低其使用的完整性。鉴于此,采用弹塑性有限元方法,分析了肩部减薄缺陷对三通极限载荷的影响。研究表明缺陷的轴向长度对三通的极限面内弯矩影响较小。在将常用三通几何尺寸简化为等径不等壁厚形式的基础上,建立了覆盖常用三通几何尺寸及缺陷尺寸的塑性极限面内弯矩有限元解数据库,最终拟合得到具有较高精度的塑性极限面内弯矩工程估算公式。     

储气罐开孔接管处疲劳强度分析

储气罐承受交变内压作用,与罐体内其他开孔接管处相比较,开孔处的开孔率最高,应力集中现象最为显著,发生疲劳破坏的机会也最大,故对储气罐的入孔处进行疲劳强度分析非常重要,文章首先分析了储气罐入孔接口处疲劳产生的原因,其次分析了减少储气罐入孔处疲劳强度的相关策略。     

输油管道三通弹塑性应力分布的有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件建立三通的有限元模型,并对支主管径比不同的三通进行了弹塑性加载模拟计算,进而得到了三通在内压、面内弯矩和面外弯矩3种栽荷作用下,应力沿相贯区的分布规律及危险点的位置.研究结果表明:增大支管管径并不能提高三通承受内压的能力,但可提高三通承受弯矩的能力;三通受内压时腹部向外膨胀,肩部向内收缩;大开孔支管三通所能承受的极限面外弯矩要远小于极限面内弯矩.     

纳米荧光粉YPO4:2%Sm3+水热工艺条件的优化及荧光性能

以荧光强度为指标,采用L9(34)正交实验优化纳米荧光粉YPO4:2%Sm3+的水热工艺条件(反应温度、反应时间、溶液的阴/阳离子比和pH值)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜及能谱(SEM and EDS)、荧光分光光度计(FL)、红外光谱仪(FT-IR)和紫外光谱仪(UV)等仪器对样品的组成、结构、形貌及其发光性能进行了表征和分析。结果表明,影响纳米荧光粉YPO4:2%Sm3+水热工艺条件的主次因素为反应温度>pH值>反应时间>阴/阳离子比。最佳的水热工艺条件为反应温度为200℃、pH=3、反应时间为12 h、阴/阳离子比3:1。最佳纳米荧光粉的结构为单一的四方晶体结构,形貌为纳米球,荧光强度最大,荧光寿命为0.1719 ms,禁带宽度为5.14 eV,色坐标为X=0.5563, Y=0.4339。     

推进式搅拌器桨叶参数优化

推进式桨叶参考数据少而陈旧,由此得到的外轮廓形貌欠佳。研究以桨叶宽度系数值为基础,利用Matlab对推进式桨叶的复杂外形进行分析和优化。用高次多项式代替样条插值,拟合得到光滑的曲线,并进行误差分析,发现拟合的7阶多项式曲线的精度优于其他拟合曲线。将优化后的桨叶外形数据保存为Pro/E可识别文件,导入Pro/E进行参数化建模,并对桨叶曲面进行高斯曲率分析,表明所建曲面很光顺。为搅拌器的下一步数值仿真分析奠定基础,并为复杂曲面的优化和参数化建模提供一种高效的方法。     

固定管板式换热器应力的有限元分析

应用ANSYS有限元软件,建立了某固定管板式换热器的结构分析模型,对3种操作工况下换热器的应力场进行了计算,并校核了其中的危险工况。结果表明:受热载荷作用的换热器,最大应力在管板与管箱内壁面的过渡圆角处;"表皮效应"使距壳程侧2 mm处管板上的应力最大;换热器的各部件安全裕度均大于2,常规设计方法过于保守。