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新型薄膜材料及其抛物柱面张拉

新型薄膜材料及其抛物柱面张拉

作者：刘朋博中国航天科技集团公司第五研究院西安分院

学位级别：硕士

随着空间结构尺寸越来越大,发射成本也越来越昂贵。薄膜天线这种质量轻、可折叠的材料逐渐被广泛应用。传统的空间结构中的薄膜在工作中容易产生一些问题,诸如薄膜材料性能不足,在工作中易破损。而商用的聚酰亚胺薄膜的杨氏模量较低,不... 详细信息

随着空间结构尺寸越来越大,发射成本也越来越昂贵。薄膜天线这种质量轻、可折叠的材料逐渐被广泛应用。传统的空间结构中的薄膜在工作中容易产生一些问题,诸如薄膜材料性能不足,在工作中易破损。而商用的聚酰亚胺薄膜的杨氏模量较低,不足以承受较大的张拉外力,因此,空间薄膜结构的表面刚度普遍较低。另外,由于聚酰亚胺薄膜的泊松比较大,一般为0.35～0.4,使得薄膜在张拉中容易产生褶皱现象等。基于此,本研究完成了对聚酰亚胺薄膜的同质纤维增强工作,对纤维增强得到的聚酰亚胺薄膜的泊松比设计工作,以及对薄膜抗褶皱性能的分析和抛物柱面张拉下的应力分析。传统用于空间结构尤其是天线结构的的薄膜材料多采用美国杜邦公司的Kapton系列的薄膜,但其性能并不足以承受空间环境的严峻考验。为此需要对传统的薄膜材料进行增强,从而得到一种性能更好的薄膜材料。由于同质的聚酰亚胺纤维和聚酰亚胺的薄膜材料相同,在利用纤维对薄膜进行增强后两者结合界面的相容性好,从而使得得到的聚酰亚胺复合膜具有较好的拉伸性能,当每厘米的纤维束达到20束时,复合膜沿着纤维方向的拉伸强度较之纯薄膜提升了203%,杨氏模量也提升了202%。薄膜的泊松比带来薄膜在单向张拉中的褶皱效应是空间薄膜在工作中遇到的问题之一。对于2D材料,泊松比设计可以使得材料呈现出拉胀效应,这种拉胀性恰好能对薄膜的褶皱起到一定的抑制作用。采用正交椭圆孔阵列结构,对复合膜进行泊松比设计,分析得到不同的孔间边界距离下,薄膜的泊松比和杨氏模量随着椭圆孔长轴占长短轴之比的比例变化的规律。泊松比和杨氏模量随着长轴占比增大而不断减小,这种减小由打孔后薄膜中的胞元扭转行为引起。薄膜在抛物柱面张拉中,材料抗褶皱性能和张拉后的应力分布是值得重点关注的部分。对于具有正交椭圆孔阵列形式泊松比设计的带孔复合膜,考察了其在孔间边界距离等于6mm时的抗褶皱性能,以及其在抛物柱面张拉形态下的应力分布和应力集中现象。当椭圆孔逐渐变得尖锐,薄膜对应的的临界屈曲载荷越来越大,相应地,抛物柱面张拉下的应力集中现象也越来越严重。对应于椭圆孔为圆形时和椭圆孔的长轴长度占长短轴长度和之比为98%时的两种薄膜的抗褶皱临界屈曲载荷,后者为前者的2倍。

关键词：薄膜纤维增强泊松比杨氏模量正交椭圆孔褶皱抛物柱面应力

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FCC待生剂稳态连续再生评价方法研究

FCC待生剂稳态连续再生评价方法研究

作者：刘朋博中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

催化剂再生是炼厂催化裂化工艺的必不可少的工艺流程,如何获得和工业装置操作接近的催化剂再生特性是成功开发新型催化剂或助剂的重要一环。目前催化剂再生特性的实验室评价一般通过小型固定流化床或中试装置开展,但两种方法都有其局限... 详细信息

催化剂再生是炼厂催化裂化工艺的必不可少的工艺流程,如何获得和工业装置操作接近的催化剂再生特性是成功开发新型催化剂或助剂的重要一环。目前催化剂再生特性的实验室评价一般通过小型固定流化床或中试装置开展,但两种方法都有其局限性,尤其距离工业装置的真实再生工况差别很大,所得出的评价数据在实际工业应用过程的指导价值有限。为解决上述问题,本研究提出了一套基于连续定量加料、溢流排料的实验室级小型连续式催化裂化再生过程评价装置,由于时间有限,本研究仅开展了冷模实验和热模实验装置的初步设计。冷模实验的主要目的是验证在小型评价装置上实现催化剂连续加料排料以及保持再生器藏量稳定等技术措施的可行性。另外,也进行了部分FCC待生剂再生过程污染物转化特性的热态实验,其目的是进一步熟悉FCC助剂的传统评价方法及其催化转化特性,为将来开发基于新型连续式催化裂化再生过程评价装置的FCC助剂评价方法奠定基础。论文首先进行了稳态连续再生评价装置流程设计、工艺参数确定和关键尺寸计算。接着在一套相同尺寸冷模装置上进行了冷模实验,以验证装置结构合理性、操作条件变更影响以及装置的最佳结构搭配方案。通过对压力和压力脉动的测量以评价床层流化质量;通过测量在不同时刻进出床层颗粒的含碳量,开发了一种新的颗粒颗粒停留时间分布测量方法,并利用该方法对小型评价装置流化床的颗粒停留时间分布特性。随后,在一套传统小型固定流化床评价装置上对FCC待生剂开展程序升温热解、程序升温氧化和快速烧焦实验。通过监测CO、CO、SO、NO、HCN等烟气污染物,研究了温度和氧浓度对FCC待生剂再生过程烟气污染物转化的影响。冷模实验结果表明,在表观气速0.06～0.18m/s,固体循环量0.6～1.8g/s的操作范围内,本研究设计的密相段内径为60mm,溢流管内径为8mm的流化床结构可以实现催化剂的定量连续稳态进出以及床层内部催化剂藏量的稳定。实验发现,随着表观气速升高,床层压力脉动增大,藏量略有减少;开孔面积小气体分布器对应的床层压力脉动更小,大环径的环状气体分布器可以实现更好的床层流化质量;表观气速对颗粒停留时间分布影响较小,但颗粒循环量对颗粒停留时间影响较大。烟气污染物转化研究结果表明,FCC待生剂在500～600~oC时热解产生SO,但未监测到含N污染物;在程序升温氧化和快速烧焦实验中CO、CO、SO、NO随温度和O浓度的增加而增加,HCN随温度先增加后减少,随O浓度增加;在550～750~oC的再生实验中含N化合物如NO、HCN开始出现的时间以及达到峰值的时间均晚于C、S的反应产物CO、CO、SO。最终,基于冷模实验的验证结果和小型热态实验的经验,完成了热态连续式FCC再生评价实验装置的工艺和结构设计,目前已交付制造厂加工。

关键词：评价再生烧焦催化裂化流化床验证设计

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润湿性可切换的表面

材料工程 2016年第12期44卷 118-126页

作者：刘朋博王嘉骏冯连芳顾雪萍浙江大学化学工程与生物工程学院杭州310027

超疏水性和超亲水性是表面润湿性的两个极端,受表面的形貌和化学组成的共同作用。通过施加外界刺激可以改变表面形貌和/或表面化学组成,实现表面润湿性在超疏水性和超亲水性之间的切换。本文综述了润湿性可切换表面的最新研究进展。概... 详细信息

超疏水性和超亲水性是表面润湿性的两个极端,受表面的形貌和化学组成的共同作用。通过施加外界刺激可以改变表面形貌和/或表面化学组成,实现表面润湿性在超疏水性和超亲水性之间的切换。本文综述了润湿性可切换表面的最新研究进展。概述了以光照、温度、pH值、溶剂、电势等作为外界刺激以及表面反离子切换实现表面润湿性在超疏水和超亲水之间切换的方法。介绍了由于非对称的润湿性而导致液体定向传递的现象。展望了可控润湿性表面发展趋势,通过调控表面微米-纳米多级粗糙结构和化学组成,可实现在各种基材表面实现超疏水和超亲水之间的切换。

关键词：超疏水性超亲水性可切换的润湿性定向传递

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气体类型对FCC汽提器性能影响的实验研究

中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第1期46卷 140-146页

作者：张永民刘朋博王蒙陈政朱丙田朱振兴中国石化石油化工科学研究院北京100083 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

在催化裂化装置中,汽提器的作用是使用水蒸汽置换出吸附在颗粒内孔以及夹带在颗粒之间的不同种类的烃类分子。传统汽提器研究中大多都使用较轻的氢气或氦气作为示踪气体,利用测得的模拟汽提效率作为评价不同汽提器性能的指标。为了考察... 详细信息

在催化裂化装置中,汽提器的作用是使用水蒸汽置换出吸附在颗粒内孔以及夹带在颗粒之间的不同种类的烃类分子。传统汽提器研究中大多都使用较轻的氢气或氦气作为示踪气体,利用测得的模拟汽提效率作为评价不同汽提器性能的指标。为了考察汽提器处理不同吸附特性气体时的表现,在一套大型冷模实验装置中,采用吸附能力依次增强的3种示踪气体——He、CO_(2)、R22,分别考察两种不同类型汽提器的模拟汽提效率。结果表明气体吸附特性对汽提器性能具有显著影响,随着示踪气体在分子筛催化剂上吸附能力的增强,测得的汽提效率显著下降,提高表观气速和采用高效内构件对提高汽提效率的效果明显减弱;对于吸附能力强的示踪气体,采用高效填料内构件提高汽提效率的相对效果更好。

关键词：吸附汽提器汽提效率流化床实验

一种针对多裂纹弹性基础Timoshenko梁振动分析的解析方法

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航空学报 2024年第22期45卷 152-172页

作者：伍科彭祺擎武新峰刘朋博寇亚军中国航天员科研与训练中心北京100094 中国载人航天工程办公室北京100071 航天跃盛(杭州)信息技术有限公司上海分公司上海201107

针对具有弹性基础的任意多开裂纹Timoshenko阻尼梁结构,基于分布传递函数法(DTFM)的基本形式,提出了一种用于振动分析的新颖的解析方法。对于弹性基础,采用了考虑剪切变形和转动变形的二参数连续弹簧模型;对于梁结构上的局部开裂纹,引... 详细信息

针对具有弹性基础的任意多开裂纹Timoshenko阻尼梁结构,基于分布传递函数法(DTFM)的基本形式,提出了一种用于振动分析的新颖的解析方法。对于弹性基础,采用了考虑剪切变形和转动变形的二参数连续弹簧模型;对于梁结构上的局部开裂纹,引入了一种描述裂纹处广义位移不连续的局部附加柔度矩阵,然后建立了弹性基础多裂纹阻尼梁的控制方程;采用增强型分布传递函数形式,对裂纹梁组件和非裂纹组件分别建立了局部边界矩阵,并在全局坐标系中组装成全局边界方程;最后,以积分的形式得到了多裂纹阻尼梁的封闭形式的解析解;应用解析表达式,对裂纹梁结构的模态频率、模态振型及频域响应进行分析。在数值仿真算例中,将本文方法得到的动力学响应结果与参考文献和用有限元方法得到的结果进行了对比,验证了提出方法的正确性。与有限元方法相比,提出的方法对于中、高频动力学响应计算具有更高的精度和效率,可以有效地应用于弹性基础梁的裂纹检测问题中。

关键词：分布传递函数法弹性基础多裂纹梁模态频率频域响应高频动力学

一种用于空间结构的新型聚酰亚胺薄膜的力学特性

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空间电子技术 2022年第1期19卷 89-94页

作者：刘朋博张华振徐婷唐渝思徐斌中国空间技术研究院西安分院西安710000 航天跃盛(杭州)信息技术有限公司上海分公司上海201107

具有优异力学性能的聚酰亚胺薄膜材料是当前空间结构领域的研究热点。采用与薄膜基体同质的PI纤维对薄膜进行增强,得到的PI复合膜具有优异的力学性能。当经向纤维为20束/cm时,与纯薄膜相比,PI复合膜的经向拉伸强度提高了203%,经向杨氏... 详细信息

具有优异力学性能的聚酰亚胺薄膜材料是当前空间结构领域的研究热点。采用与薄膜基体同质的PI纤维对薄膜进行增强,得到的PI复合膜具有优异的力学性能。当经向纤维为20束/cm时,与纯薄膜相比,PI复合膜的经向拉伸强度提高了203%,经向杨氏模量提高了202%,此时复合膜的纤维体积比例仅为8.689%。随着经向纤维的加入,PI复合膜的纬向泊松比不断减小,并且符合正交各向异性材料的力学规律。另外,采用复合材料混合定律和有限元分析对复合膜的力学性能进行了模拟,模拟的结果与实验结果基本一致。

关键词：聚酰亚胺纤维增强复合膜强度杨氏模量泊松比

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聚酰亚胺复合膜的泊松比设计

空间电子技术 2022年第2期19卷 88-94页

作者：刘朋博张华振徐斌侯仰青兰澜中国空间技术研究院西安分院西安710000 航天跃盛(杭州)信息技术有限公司上海分公司上海201107

空间薄膜材料的泊松比是张拉中产生膜面褶皱的主要原因之一。为此,需要对薄膜的泊松比进行设计,从而削弱甚至消除薄膜的泊松比效应对膜面精度产生的影响。针对应用于空间结构中的新型正交各向异性纤维增强复合膜,使用正交椭圆孔阵列对... 详细信息

空间薄膜材料的泊松比是张拉中产生膜面褶皱的主要原因之一。为此,需要对薄膜的泊松比进行设计,从而削弱甚至消除薄膜的泊松比效应对膜面精度产生的影响。针对应用于空间结构中的新型正交各向异性纤维增强复合膜,使用正交椭圆孔阵列对复合膜胞元进行泊松比设计,分析其等效的经纬双向泊松比随孔间边界距离和椭圆本身的长短轴之比的变化规律。讨论了打孔后孔间边界距离g,以及椭圆长轴占长短轴之和的比例r,对打孔后薄膜胞元的等效泊松比产生影响的原因。g对等效泊松比的影响主要体现在两个方面:其一是g值影响了胞元的旋转能力,其二是g值决定了材料参数对打孔后的等效泊松比的影响程度。g值越大,等效泊松比越大。r值对等效泊松比的影响主要是胞元的旋转能力,r值越大,旋转能力越大,等效泊松比越小。

关键词：等效泊松比椭圆阵列打孔薄膜胞元旋转经向纬向

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金融助力新质生产力发展探析

当代县域经济 2025年第1期 92-96页

作者：王志季李燕萍刘朋四川青神农商银行

新质生产力是马克思主义生产力理论的创新和发展。发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。金融供给侧结构性改革必须建设具有高度适应性的现代金融体系,主动适应高质量发展,在推动新质生产力加快形成方面发挥重要作用... 详细信息

新质生产力是马克思主义生产力理论的创新和发展。发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。金融供给侧结构性改革必须建设具有高度适应性的现代金融体系,主动适应高质量发展,在推动新质生产力加快形成方面发挥重要作用。要积极做好金融“五篇大文章”,通过理论创新、实践创新、制度创新、文化创新以及产品服务创新等路径,不断提升支持新质生产力加快形成的效率,促进金融与新质生产力的良性互动。

关键词：新质生产力金融供给金融“五篇大文章”

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有机金属化合物的发现、研究历史与应用

化学教育(中英文) 2025年第01期 120-126页

作者：徐彦博廖旭杲宁波市镇海中学宁波市鄞州中学

有机金属化合物是有机合成的重要试剂，其应用遍布各个领域。作为无机化学与有机化学的交叉学科，金属有机化学在其诞生之后的百余年时间中获得了迅猛的发展。从有机锌化合物到有机镁、有机锂，再到有机铝和过渡金属有机化合物，研究者... 详细信息

有机金属化合物是有机合成的重要试剂，其应用遍布各个领域。作为无机化学与有机化学的交叉学科，金属有机化学在其诞生之后的百余年时间中获得了迅猛的发展。从有机锌化合物到有机镁、有机锂，再到有机铝和过渡金属有机化合物，研究者通过传承和探索，不断取得新的进展，相关研究数次获得诺贝尔奖。梳理有机金属化合物的发展脉络，温习其中的改进和创新对今后的研究不无启示。

关键词：有机金属化合物格氏试剂研发历程应用