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合成石英玻璃炉膛内气流场模拟仿真国内外发展现状

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硅酸盐通报 2024年第4期43卷 1230-1236页

作者：周建欣聂兰舰王慧贾亚男魏晋刘瑞旺中国建材集团有限公司中国建筑材料科学研究总院有限公司石英与特种玻璃研究院建筑材料行业石英玻璃重点实验室北京100024

在合成石英玻璃的生产过程中,炉膛的设计以及炉膛内气流场的合理分布和控制会影响合成石英玻璃的均匀性和温度分布,从而进一步影响合成石英玻璃的物理性能和化学成分均匀性,因此炉膛内气流场的稳定性对于提高合成石英玻璃的生产效率具... 详细信息

在合成石英玻璃的生产过程中,炉膛的设计以及炉膛内气流场的合理分布和控制会影响合成石英玻璃的均匀性和温度分布,从而进一步影响合成石英玻璃的物理性能和化学成分均匀性,因此炉膛内气流场的稳定性对于提高合成石英玻璃的生产效率具有重要作用。本文介绍了合成石英玻璃的特性及相关应用,针对目前炉膛内气流场温度较高且无法进行测试等问题,结合国内外关于气流场模拟的研究现状,总结了目前气流模拟方法、仿真模型、数值计算技术等方面的研究进展。通过比较和分析多种模拟方法和模型,总结了计算流体力学(CFD)方法在合成石英玻璃制备中的应用前景。此外,文中还提出了多物理场耦合应用的发展方向,这为优化合成石英玻璃的制备流程和产品质量提供了参考。

关键词：合成石英玻璃化学气相沉积炉膛气流模拟计算流体力学多物理场耦合

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锂电池用芳纶涂覆隔膜的制备及其性能

工程塑料应用 2024年第6期52卷 110-116页

作者：刘杲珺白耀宗马平川高飞飞杜敬然颜廷国中材锂膜有限公司山东枣庄277500

氮气气氛下,以对苯二胺、对苯二甲酰氯为单体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,氯化钙为助溶剂,合成了对位芳纶聚合物胶液。将芳纶胶液(固含量5%)和氧化铝(Al2O3)加入到N-甲基吡咯烷酮,进行高速分散,得到芳纶涂布液,将涂布液涂覆在聚乙烯多孔基材... 详细信息

氮气气氛下,以对苯二胺、对苯二甲酰氯为单体,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,氯化钙为助溶剂,合成了对位芳纶聚合物胶液。将芳纶胶液(固含量5%)和氧化铝(Al2O3)加入到N-甲基吡咯烷酮,进行高速分散,得到芳纶涂布液,将涂布液涂覆在聚乙烯多孔基材上,通过浸渍相反转的方法得到锂离子电池用芳纶涂覆隔膜。在芳纶基体中加入成核剂无机Al2O3后,能够促进异相成核,降低孔成核所需克服的自由能垒,增大相分离过程中成孔概率。结果表明,涂层中Al2O3的含量增大时,表面纤维致密性降低,孔尺寸增大,孔数量增多。当Al2O3与芳纶的质量比由1∶2变为5∶1时,单位涂层厚度Gurley值由33 (s/100 cm^(3))/μm减小至10 (s/100 cm^(3))/μm (减小了69.7%),透气度提升明显。当Al2O3与芳纶的质量比为1∶2时,热针刺面积由纯PE膜的6.22 mm^(2)减小至0.36 mm^(2),相较于PE膜减小了94.21%,与此同时,130℃下芳纶隔膜的热收缩率也相应减小,表明使用芳纶涂覆PE膜能够提升PE膜在锂电池中使用过程中的安全性能。

关键词：锂电池隔膜芳纶孔结构热针刺面积

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耐辐射高铅玻璃熔制挥发物分析及控制

硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2364-2370页

作者：杨胜赟曹振博张梅伦张洋王可韩玉吕海风周游贾金升中建材光子科技有限公司山东枣庄277000 中国建筑材料科学研究总院有限公司北京100000

用于制备耐辐射光纤面板的高铅(铅当量≥0.3)玻璃材料须具备较高的折射率、较好的X射线吸收性能、较高的可见光透过率以及良好的热稳定性和化学稳定性。但由于其高铅含量对熔制坩埚及耐火材料腐蚀性极高,且熔制过程中挥发量较高,玻璃组... 详细信息

用于制备耐辐射光纤面板的高铅(铅当量≥0.3)玻璃材料须具备较高的折射率、较好的X射线吸收性能、较高的可见光透过率以及良好的热稳定性和化学稳定性。但由于其高铅含量对熔制坩埚及耐火材料腐蚀性极高,且熔制过程中挥发量较高,玻璃组分不易稳定控制,目前仅国外少数企业能够高质量稳定生产。研究了玻璃熔制过程中影响挥发物的3个主要因素,有效控制挥发物的挥发率由2.00%降至0.51%左右,确定了最佳熔制温度以及通气压强,并在此条件下分别采用2种方式向玻璃中引入铅,通过能谱仪和光电子能谱仪对该高铅玻璃在熔制过程中的挥发物进行了研究,确定了其挥发物成分以铅氧化物为主,其中铅的价态以四价为主,二价为辅。

关键词：耐辐射光纤面板玻璃熔制挥发物

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填料对碳纤维-环氧树脂拉挤板层间剪切性能的影响

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合成树脂及塑料 2024年第4期41卷 57-60页

作者：代亚洲黄金东穆加权陈锋北玻院(滕州)复合材料有限公司山东滕州277500 北京玻钢院复合材料有限公司北京102101

在碳纤维含量相同条件下,研究了填料种类、粒径、用量对碳纤维-环氧树脂拉挤板(简称拉挤碳板)层间剪切性能的影响。结果表明:除聚乙烯微蜡粉外,重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、氢氧化铝粉和滑石粉的加入都能有效提升拉挤碳板的层间剪... 详细信息

在碳纤维含量相同条件下,研究了填料种类、粒径、用量对碳纤维-环氧树脂拉挤板(简称拉挤碳板)层间剪切性能的影响。结果表明:除聚乙烯微蜡粉外,重质碳酸钙、轻质碳酸钙、高岭土、氢氧化铝粉和滑石粉的加入都能有效提升拉挤碳板的层间剪切性能。其中,效果最好的是氢氧化铝粉,使拉挤碳板的层间剪切强度提升近13%;最适合拉挤碳板的填料粒径是6.5~11.5μm;粒径为6.5μm的氢氧化铝粉填料用量为4 phr时,拉挤碳板的层间剪切强度最大,达66.51 MPa;此外,加入氢氧化铝粉后,拉挤碳板0°拉伸性能有所降低。

关键词：填料碳板拉挤工艺环氧树脂层间剪切性能

700 t/d浮法玻璃熔窑中玻璃液流动特性与澄清过程研究

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过程工程学报 2024年第4期24卷 425-434页

作者：金明芳何峰谢峻林梅书霞李全亮武汉理工大学材料科学与工程学院湖北武汉430070 北京工业大学材料与制造学部北京100124

从新的视角研究了浮法玻璃熔窑中玻璃液的流动与澄清。利用Ansys CFD软件,对浮法玻璃熔窑内玻璃液流场进行了模拟计算,分析了池窑内玻璃液温度分布和流动特性,在此基础上进一步分析了玻璃液气泡的澄清过程。结果表明,沿窑长方向,玻璃液... 详细信息

从新的视角研究了浮法玻璃熔窑中玻璃液的流动与澄清。利用Ansys CFD软件,对浮法玻璃熔窑内玻璃液流场进行了模拟计算,分析了池窑内玻璃液温度分布和流动特性,在此基础上进一步分析了玻璃液气泡的澄清过程。结果表明,沿窑长方向,玻璃液表面与池底温度分别呈现两个山形分布,玻璃液在池窑内形成三个大范围环流,澄清部前进流和回流速度均先增大后减小。池深方向由液面到池底,玻璃液温度呈梯状递减,在离液面约400 mm深度处液流前进速度为0,热点以后此面以上液流向卡脖平稳流动,到达卡脖处的最短时间为418 s,在此时间内,直径大于1.2 mm的气泡在随液流到达卡脖前可排出,直径小于1.2 mm的气泡能否排出还需进一步研究气泡的上浮和变化规律。

关键词：浮法玻璃熔窑玻璃液数值模拟流动特性澄清

负温条件下不同溶液拌合硫铝酸盐水泥性能演化规律及机制

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 624-640页

作者：张鸿飞任俊儒叶家元任雪红张洪滔翟牧楠栾政彬中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室北京100024 中国人民解放军陆军勤务学院军事设施系重庆401311

负温条件下将与环境等温的物料现场直接拌合、浇筑、免加热养护的低温施工技术称为冷施工。为了探寻负温条件下使用冷施工方案时适合硫铝酸盐水泥水化及性能发展的拌合溶液,采用水化温升表征、力学性能测试、X射线衍射结合Rietveld精修... 详细信息

负温条件下将与环境等温的物料现场直接拌合、浇筑、免加热养护的低温施工技术称为冷施工。为了探寻负温条件下使用冷施工方案时适合硫铝酸盐水泥水化及性能发展的拌合溶液,采用水化温升表征、力学性能测试、X射线衍射结合Rietveld精修分析、扫描电子显微镜观察等方法,研究了-10℃条件下有机与无机2大类共10种溶液拌合硫铝酸盐水泥的性能演化规律及机制。结果表明:氯化钙和硝酸钙溶液可促进水化,表现为水化温升大、早期强度高,试样峰值温度分别可达23.6℃和20.4℃,12 h抗压强度分别可达21.5 MPa和16.5 MPa;两者28 d抗压强度分别为101.8 MPa和19.6 MPa。碳酸钾溶液拌合试样水化温升较大、早期强度较高,试样峰值温度可达7.7℃,12 h抗压强度可达13.9MPa,但28d抗压强度仅增长至19.3MPa。氯化镁、氯化钠和亚硝酸钠溶液水化促进作用不明显,水化温升小、早期强度低,试样峰值温度均低于5℃,12 h抗压强度均小于5 MPa,但28 d抗压强度增长明显,分别达到74.0、42.7 MPa和39.2 MPa。甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇溶液几乎不具备水化促进作用,水化温升不明显(试样峰值温度不超过–5℃)、12 h几乎不具备强度,且28 d后甲醇、乙醇和乙二醇溶液拌合试样的抗压强度也极低;然而,丙三醇溶液拌合试样28 d抗压强度可达到23.5 MPa。-10℃条件下宜采用氯化钙溶液拌合硫铝酸盐水泥,此条件下可获得足够高的早、后期强度。

关键词：冷施工拌合溶液硫铝酸盐水泥水化

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钢渣高效碳化及无定形二氧化硅制备

建筑材料学报 2024年

作者：徐明超郑克仁张禛庆陈楼元强中南大学土木工程学院

针对钢渣利用率低、处理方法效果差等问题，本文提出了一种以Na2CO3溶液为介质的钢渣高效碳化方式.研究了最佳反应参数，并对碳化产物及制备的二氧化硅进行了表征.研究结果表明：（1）通过调控溶液浓度、反应温度、液固比、反应时间等... 详细信息

针对钢渣利用率低、处理方法效果差等问题，本文提出了一种以Na2CO3溶液为介质的钢渣高效碳化方式.研究了最佳反应参数，并对碳化产物及制备的二氧化硅进行了表征.研究结果表明：（1）通过调控溶液浓度、反应温度、液固比、反应时间等参数，钢渣可以达到最大碳化程度78.60%；（2）钢渣中硅酸盐相中的钙可以充分碳化，但存在于RO相-硅酸盐相固溶体中的钙碳化受限；（3）可实现55.46%的二氧化硅提取率，提取制备得到的无定形二氧化硅纯度高达98.79%.本文为钢渣的固碳高值化利用提供了方向.

关键词：钢渣碳化 Na CO 溶液二氧化硅

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硅酸盐水泥熟料矿物结构调控与熟料烧成

建筑材料学报 2024年

作者：张文生栾政彬曹立学翟牧楠任雪红中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室

水泥发明200年以来，人们在硅酸盐熟料矿物结构调控和熟料烧成领域进行了大量研究，积累了丰富的理论成果和实践经验。本文综述了硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙等熟料矿物晶体结构与水化活性的调控方法，原料特性、离子固溶、煅烧制... 详细信息

水泥发明200年以来，人们在硅酸盐熟料矿物结构调控和熟料烧成领域进行了大量研究，积累了丰富的理论成果和实践经验。本文综述了硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙等熟料矿物晶体结构与水化活性的调控方法，原料特性、离子固溶、煅烧制度等因素对硅酸盐熟料烧成的影响规律，以及工业生产硅酸盐熟料的发展现状。在此基础上，指出了当下研究的不足和未来发展方向，以期为硅酸盐水泥熟料体系的创新发展提供指导。

关键词：硅酸盐水泥熟料矿物结构离子固溶熟料烧成

基于工况分类的熟料f-CaO含量预测方法研究

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水泥工程 2024年第1期 1-5,15页

作者：崔保华张成伟李慧霞陈克政郭文洁孙战军中材国际智能科技有限公司江苏南京210036 洛阳黄河同力水泥有限责任公司河南洛阳471600

为实现游离氧化钙(f-CaO)含量的持续稳定预测,采用集成学习算法研究软测量实现方法。针对烧成系统中的复杂工况,首先展开工况分类,然后对每一类工况构建集成学习预测模型,同时引入在线建模的方式提高模型的泛化能力和时间有效性,解决了... 详细信息

为实现游离氧化钙(f-CaO)含量的持续稳定预测,采用集成学习算法研究软测量实现方法。针对烧成系统中的复杂工况,首先展开工况分类,然后对每一类工况构建集成学习预测模型,同时引入在线建模的方式提高模型的泛化能力和时间有效性,解决了模型短期有效和重复性建模的问题。集成学习算法基于bagging的思想进行对多种弱学习器构建模型,通过检验发现模型效果显著优于单一模型效果。该算法融合了工艺生产特点和多种回归算法,具有较好的稳定性和提前性,实现了水泥质量的实时控制,助力水泥厂高质量稳定生产。

关键词： f-CaO 集成学习软测量工况分类在线建模