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利用煤气化炉渣制备中空陶粒及其发泡机理研究

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煤炭转化 2020年第4期43卷 89-96页

作者：刘琪尹洪峰汤云袁蝴蝶任小虎万齐法西安建筑科技大学材料科学与工程学院西安710055

以两种煤气化炉渣粗渣为原料,采用热处理工艺制备中空陶粒。利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、综合热分析-红外光谱联动仪和Factsage 7.0软件研究了热处理温度对中空陶粒相组成、显微结构和发泡机理的影响。结果表明:以煤气化炉渣粗... 详细信息

以两种煤气化炉渣粗渣为原料,采用热处理工艺制备中空陶粒。利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、综合热分析-红外光谱联动仪和Factsage 7.0软件研究了热处理温度对中空陶粒相组成、显微结构和发泡机理的影响。结果表明:以煤气化炉渣粗渣为原料,在750℃~900℃范围可以制得堆积密度为0.34 g/mL^0.61 g/mL的中空陶粒。两种煤气化炉渣在热处理温度下高温液相的黏度与玻璃成形的黏度范围102 Pa·s^10^6.6 Pa·s相吻合,利于发泡。中空陶粒发泡主要是由升温过程中煤气化炉渣内放出的CO2,CO和H2O气体在高温下体积膨胀所致。

关键词：煤气化炉渣陶粒热红联用分析黏度发泡机理

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沥青发泡机理及发泡效果评价指标研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2018年第6期37卷 36-41页

作者：黄维蓉任海生重庆交通大学材料科学与工程学院重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074

从微观上介绍沥青从发泡到消泡、维持稳定状态的整个过程并分析其发泡机理,得出沥青发泡过程是沥青膜表面张力与内部蒸汽压力相互作用过程;再从现有泡沫沥青评价指标本身理论、试验、用在泡沫温拌技术3方面分析现有评价指标直接套用在... 详细信息

从微观上介绍沥青从发泡到消泡、维持稳定状态的整个过程并分析其发泡机理,得出沥青发泡过程是沥青膜表面张力与内部蒸汽压力相互作用过程;再从现有泡沫沥青评价指标本身理论、试验、用在泡沫温拌技术3方面分析现有评价指标直接套用在泡沫沥青温拌技术上的不足;最后提出基于激光测距仪、数码相机等设备的非接触试验方法以及泡沫直径、尺寸分布、消泡速率3个新评价指标。研究表明非接触试验方法与新指标相结合能更好评价沥青发泡效果。

关键词：道路工程泡沫沥青发泡机理膨胀率半衰期评价指标

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AH90泡沫沥青发泡机理和装置的应用研究

AH90泡沫沥青发泡机理和装置的应用研究

作者：朱树从昆明理工大学

学位级别：硕士

再生泡沫沥青技术作为一种新兴的绿色技术,普遍应用于道路快速规模化修复,不仅可以解决旧沥青再利用问题,而且能提高道路施工工效,具有节能、环保、高效和经济等重大工程价值,应用前景广大。我国正处在大规模的道路修复期,但泡沫沥青再... 详细信息

再生泡沫沥青技术作为一种新兴的绿色技术,普遍应用于道路快速规模化修复,不仅可以解决旧沥青再利用问题,而且能提高道路施工工效,具有节能、环保、高效和经济等重大工程价值,应用前景广大。我国正处在大规模的道路修复期,但泡沫沥青再生装置仍处在完全依赖进口的状态,为此,对该技术及其装置进行研究具有极其重要的意义。为了制作泡沫沥青,必须符合沥青发泡机理,在一定条件下对沥青、水和空气等介质进行精确的过程控制,并给予硬件上的保证和实现:本文以研究泡沫沥青发泡机理及其装置设计方法为主要目标,采用理论与试验并行的研究方法,以机、电、液等学科为基础,综合计算流体力学、传热学、气液多相流等相关的前沿理论,研究产生高品质泡沫沥青的沥青发泡机理性问题,并基于沥青发泡机理的研究提出了沥青发泡过程的参数敏感性分析,为沥青发泡装置核心部件的设计提供了指导,最终利用参数化设计方法对应用在2000型沥青搅拌站的沥青发泡装置进行了参数化快速响应设计。论文针对以下几个方面展开了研究:1.构建了沥青发泡过程的动力学与热力学模型。将计算机技术与CFD方法相结合,根据多场条件下的多相流体动力学理论,建立沥青发泡过程设计参数与多相流耦合场分布的多相流体动力学模型,解析沥青发泡的过程,深入分析沥青发泡的本质机理性问题,并经过实验验证该模型的合理性。2.基于沥青发泡机理研究提出了沥青发泡过程的参数敏感性分析。利用该多相流体动力学模型,从工程角度对沥青发泡过程进行参数敏感性分析,得出了不同设计参数对耦合场分布和实际沥青发泡效果影响的敏感性系数,对沥青发泡装置核心部件的设计提供了指导。3.综合运用参数化设计理论和UG设计软件,对沥青发泡装置进行了参数化快速设计。通过对设计过程中存在问题的分析,研究了参数化设计技术,在Visual Studio 2008环境下实现了UG零件的参数化快速设计,并构建了沥青发泡装置参数化设计的体系结构,在此结构下对沥青发泡装置进行了参数化设计。本文研究成果将为新一代产品的研发奠定基础,可推广应用到各种冷再生机,各种沥青搅拌站,或者稳定土拌和机上,甚至还可以单独作为沥青发泡试验机使用。

关键词：泡沫沥青发泡机理沥青发泡装置参数敏感性分析参数化快速设计

铝灰发泡建筑陶瓷材料的制备及其发泡机理的研究

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铝灰发泡建筑陶瓷材料的制备及其发泡机理的研究

作者：张优景德镇陶瓷大学

学位级别：硕士

铝灰是金属铝制备、加工、使用等过程中产生的固体废弃物。目前,国内外铝灰资源利用仍存在利用率低、工艺复杂、易产生二次污染等问题。本文提出以铝灰作为发泡剂制备发泡建筑陶瓷,不仅可以拓展发泡陶瓷的原料来源,还为铝灰的资源化利... 详细信息

铝灰是金属铝制备、加工、使用等过程中产生的固体废弃物。目前,国内外铝灰资源利用仍存在利用率低、工艺复杂、易产生二次污染等问题。本文提出以铝灰作为发泡剂制备发泡建筑陶瓷,不仅可以拓展发泡陶瓷的原料来源,还为铝灰的资源化利用提出新方法。本文通过XRD、XRF、TG-DTA等测试方法分析了铝灰的组成及其热学性能,结果表明,铝灰的主要组成为AlO、SiO、NaCl、AlN和MgAlO,其中AlN可发生氧化反应,并释放出氮气。分析认为,铝灰可以作为陶瓷发泡原料。以铝灰、钾长石、石英、高岭土为原料,设计出铝灰发泡建筑陶瓷材料的基础配方,通过单因素试验探究铝灰对发泡建筑陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明,铝灰含量从5%增至45%,体积密度由1.5g/cm降至0.75g/cm,抗压强度由45.1MPa降至8.8MPa,吸水率由1.2%增至4.1%,平均孔径增大,气孔形状不规则;铝灰含量大于45%时,体积密度增大,平均孔径减小,气孔形状不规则。然后,对配方中的熔剂性原料进行调整,分别以玻璃粉、钠长石以及滑石替换基础配方中的部分钾长石,探究不同熔剂对铝灰发泡建筑陶瓷材料结构与性能的影响。结果表明:以玻璃粉替换部分钾长石,当替换量从0%增至24%,吸水率由3.5%增至4.4%,体积密度由0.85g/cm降至0.31g/cm,抗压强度由15.2MPa降至1.5MPa,气孔形状不规则,孔径相差较大;以钠长石替换部分钾长石,当替换量从0%增至30%,吸水率由3.5%降至1.5%,体积密度由0.85g/cm降至0.58g/cm,抗压强度由15.2MPa降至5.5MPa,试样中出现了独立的球形气孔,孔结构得到改善;以滑石替换部分长石,当替换量从0%增至15%,吸水率由1.5%降至0.9%,体积密度0.58g/cm降至0.38g/cm,抗压强度由5.5MPa降至3.7MPa,试样中大部分气孔为独立的球形气孔,孔结构得到了明显的改善;最后,在配方中外加氧化铁,当含量从0%增至4%,体积密度由0.38g/cm降至0.22g/cm,抗压强度由3.7MPa降至2.2MPa,平均孔径减小;当含量超过1%,球形气孔逐渐向不规则形转变。制备出符合JG/T511-2017《建筑用发泡陶瓷保温板》的指标要求的结构均匀的铝灰发泡建筑陶瓷材料,各项性能为:气孔率88%、吸水率0.8%、体积密度0.28g/cm、抗压强度2.5MPa、导热系数0.09W/m·K,配方为:铝灰25.00%、钠长石18.75%、钾长石6.25%、石英25.00%、高岭土10.00%、滑石15.00%、氧化铁1.00%。根据配方的热分析结果可知,坯体中气泡形成和长大的主要温度范围为1100℃200℃,并探究了烧成温度、升温速率和保温时间对铝灰发泡建筑陶瓷结构与性能的影响,得出最佳烧成制度,烧成温度为1200℃,室温100℃的升温速率为10℃/min,1100℃200℃的升温速率为3℃/min,保温时间为20min。综合分析铝灰组成与发泡建筑陶瓷制备过程,揭示了铝灰建筑发泡陶瓷的发泡机理,认为坯体中铝灰在高温时释放出的气体、高温液相量和液相性质对发泡陶瓷材料的性能与孔结构的影响最明显。铝灰中的氮化铝在550℃50℃有明显的氧化行为,释放出氮气,在陶瓷坯体中这一氧化过程可持续到1100℃ 以上。

关键词：铝灰发泡建筑陶瓷表面张力粘度发泡机理

泡沫铝夹芯板粉末冶金发泡机理的SR-CT研究

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稀有金属材料与工程 2017年第10期46卷 3141-3145页

作者：祖国胤孙溪黄鹏孙世亮东北大学辽宁沈阳110819

利用同步辐射装置的SR-CT,通过图像的断层扫描及3D重建,对轧制复合-粉末冶金发泡工艺制备的泡沫铝夹芯板(AFS)进行了泡孔结构演化的研究,分析了发泡过程中孔隙率的变化及大尺寸连通孔的形成原因。研究结果表明:具有微米级空间分辨率的SR... 详细信息

利用同步辐射装置的SR-CT,通过图像的断层扫描及3D重建,对轧制复合-粉末冶金发泡工艺制备的泡沫铝夹芯板(AFS)进行了泡孔结构演化的研究,分析了发泡过程中孔隙率的变化及大尺寸连通孔的形成原因。研究结果表明:具有微米级空间分辨率的SR-CT可清晰地观测到泡孔萌生及生长各阶段的泡沫结构。泡孔在发泡15~30 s阶段生成,形状为垂直于轧制方向的类裂纹孔。发泡45 s时,泡孔开始发生明显合并,继续延长发泡时间易导致形成大尺寸连通孔。芯层泡沫铝的孔隙率在泡孔的萌生阶段及合并阶段增长幅度较大,减少混料时发泡剂的"团聚"及提高芯层粉末致密度可获得良好的芯层泡沫结构。

关键词：泡沫铝夹芯板 SR-CT 粉末冶金发泡机理孔隙率

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三相泡沫发泡器发泡机理及设计原理

中国矿业大学学报 2008年第4期37卷 439-442页

作者：秦波涛王德明张仁贵中国矿业大学安全工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008

为了使粉煤灰或黄泥浆液形成高质量的三相泡沫,研制了专门用于不均质固体颗粒发泡的三相泡沫发泡器.介绍了发泡器的发泡机理,模拟了发泡器内不同扩散角度下泥浆流速和管内静压的分布,建立了发泡器发泡的流体动力学方程.结果表明:扩散角... 详细信息

为了使粉煤灰或黄泥浆液形成高质量的三相泡沫,研制了专门用于不均质固体颗粒发泡的三相泡沫发泡器.介绍了发泡器的发泡机理,模拟了发泡器内不同扩散角度下泥浆流速和管内静压的分布,建立了发泡器发泡的流体动力学方程.结果表明:扩散角为60°时压力分布和流速最满足形成三相泡沫的条件,三相泡沫发泡器结构简单,本身不需要接入外界任何动力装置,且发泡效率高、产生泡沫均匀细腻、能适应不同固体颗粒粒径的浆液材料.

关键词：三相泡沫发泡器设计原理发泡机理

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降尘泡沫发泡器发泡机理及结构优化研究

煤炭技术 2014年第9期33卷 264-267页

作者：王群星李军霞太原理工大学机械工程学院太原030024 山西省矿山流体控制工程实验室(研究中心) 太原030024

为了有效抑制煤矿井下粉尘的危害,特别是对呼吸性粉尘的治理,研制了一种可以实现连续、均匀、高效发泡的泡沫发泡器。介绍了泡沫形成原理和发泡器的发泡机理,应用欧拉-欧拉双流体模型,描述发泡器发泡过程的两相流动,模拟了发泡器内不同... 详细信息

为了有效抑制煤矿井下粉尘的危害,特别是对呼吸性粉尘的治理,研制了一种可以实现连续、均匀、高效发泡的泡沫发泡器。介绍了泡沫形成原理和发泡器的发泡机理,应用欧拉-欧拉双流体模型,描述发泡器发泡过程的两相流动,模拟了发泡器内不同射流干扰距离和不同扩散角下速度分布和压力分布。由模拟结果可知:射流干扰距离为35 mm,扩散角为60°时有利于形成高效均匀的泡沫,该泡沫发泡器充分利用井下压力风和压力水,结构简单,安装方便,特别适合于煤矿井下降尘系统。

关键词：泡沫发泡器发泡机理结构优化 CFD

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SBS改性沥青发泡机理与影响因素研究

铁道建筑技术 2020年第7期 26-29页

作者：陈金山中铁十九局集团第六工程有限公司江苏无锡214028

为了研究泡沫温拌SBS改性沥青技术,通过理论分析沥青发泡机理,结合SBS改性沥青材料特性,得到了SBS改性沥青发泡的影响因素,并重点针对SBS改性沥青加热温度和用水量对沥青发泡的影响进行了试验研究.试验结果表明:过高的SBS改性沥青加热... 详细信息

为了研究泡沫温拌SBS改性沥青技术,通过理论分析沥青发泡机理,结合SBS改性沥青材料特性,得到了SBS改性沥青发泡的影响因素,并重点针对SBS改性沥青加热温度和用水量对沥青发泡的影响进行了试验研究.试验结果表明:过高的SBS改性沥青加热温度会降低沥青发泡效果;确定SBS改性沥青最佳发泡条件时,需要同时考虑沥青加热温度和用水量的影响;以膨胀率不小于8倍,半衰期不小于20 s为标准,确定了SBS改性沥青最佳加热温度为170℃,最佳用水量为2%.

关键词： SBS改性沥青发泡机理影响因素

超临界二氧化碳制备热塑性聚氨酯弹性体发泡材料的发泡机理和性能研究

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橡胶工业 2018年第5期65卷 514-517页

作者：单体坤马文良秦柳杨涛青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 宁波格林美孚新材料科技有限公司浙江宁波315300 湖北民族学院湖北恩施445000

用超临界二氧化碳制备热塑性聚氨酯弹性体发泡材料(E-TPU),分析发泡机理并研究发泡性能。结果表明:泄压速率和发泡温度是影响E-TPU发泡性能的两个重要因素;增大泄压速率有利于提高气泡成核速率和成核数量;升高发泡温度使气泡易膨胀长大,... 详细信息

用超临界二氧化碳制备热塑性聚氨酯弹性体发泡材料(E-TPU),分析发泡机理并研究发泡性能。结果表明:泄压速率和发泡温度是影响E-TPU发泡性能的两个重要因素;增大泄压速率有利于提高气泡成核速率和成核数量;升高发泡温度使气泡易膨胀长大,E-TPU密度减小;但发泡温度过高会导致气泡破裂和塌陷,E-TPU密度增大;当发泡温度为130℃左右时,E-TPU密度最小,发泡性能最好。

关键词：超临界二氧化碳热塑性聚氨酯弹性体发泡材料发泡机理发泡性能泄压速率发泡温度