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Zr添加及冷轧形变对TiNi合金微观结构及力学性能的影响

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材料工程 2024年第6期52卷 184-192页

作者：张江千佳祥杨院霞郝刚领王幸福王新福王伟国许巧平延安大学物理与电子信息学院陕西延安716000 中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室合肥230031

采用真空电弧熔炼+吸铸制备Ti_(50-0.5x)Ni_(50-0.5x)Zr_(x)系列合金。金相观察和拉伸力学性能测试表明,添加微量的Zr可有效减小晶粒尺寸而呈现更高的抗拉强度和断后伸长率,过高的Zr含量易导致脆性金属间化合物Zr_(2)Ni的生成而降低力... 详细信息

采用真空电弧熔炼+吸铸制备Ti_(50-0.5x)Ni_(50-0.5x)Zr_(x)系列合金。金相观察和拉伸力学性能测试表明,添加微量的Zr可有效减小晶粒尺寸而呈现更高的抗拉强度和断后伸长率,过高的Zr含量易导致脆性金属间化合物Zr_(2)Ni的生成而降低力学性能。对Ti_(49.9)Ni_(49.9)Zr_(0.2)合金进行多道次冷轧形变和退火处理,结果表明:Ti_(49.9)Ni_(49.9)Zr_(0.2)合金的抗拉强度σb及断后伸长率δ均随冷轧退火道次的增加而提高,经过四道次的冷轧变形后,二者分别由未经轧制的561 MPa,11.14%提高到768 MPa,35.1%。SEM和TEM微观观察表明,冷轧过程中沿晶分布的硬质Ti_(2)Ni颗粒被剪切、破碎、细化,呈不连续分布。700℃退火处理后,形变组织发生回复再结晶,出现纳米晶和非晶区,且随冷轧形变的增加,基体中可见大量的板条状纳米孪晶组织和高密度位错。

关键词： TiNi合金力学性能冷轧形变微观结构 Zr元素添加

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华北泥河湾盆地铺路哺乳动物群的磁性地层学定年

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地球物理学报 2024年第1期67卷 225-240页

作者：李嘉皓刘平高显丽中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国科学院大学北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408

华北泥河湾盆地的晚新生代河湖相沉积地层,产出了十分丰富的旧石器和哺乳动物化石,记录了早期人类活动以及晚上新世以来哺乳动物群的演化过程.作为广义泥河湾动物群之一,铺路动物群化石点位于盆地内的壶流河东侧,含有晚上新世及早更新... 详细信息

华北泥河湾盆地的晚新生代河湖相沉积地层,产出了十分丰富的旧石器和哺乳动物化石,记录了早期人类活动以及晚上新世以来哺乳动物群的演化过程.作为广义泥河湾动物群之一,铺路动物群化石点位于盆地内的壶流河东侧,含有晚上新世及早更新世哺乳动物化石.本文结合生物地层学和岩石地层学,对含铺路哺乳动物化石的河湖相沉积物,进行详细的岩石磁学及高分辨率的磁性地层学研究,旨在对铺路哺乳动物群进行精确定年.结果表明,铺路剖面河湖相沉积物的磁性矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,平均粒度以准单畴为主.铺路剖面河湖相沉积物记录了布容正极性时(Brunhes normal chron)早期、松山负极性时(Matuyama reverse chron)、高斯正极性时(Gauss normal chron)和吉尔伯特负极性时(Gilbert reverse chron)晚期,铺路动物群产出在留尼旺(Réunion)地磁漂移之前,凯纳(Kaena)负极性亚时之后,年代约为3.0~2.2 Ma.本研究结果将广义泥河湾动物群的年代下限延至约3.0 Ma.此外,结合泥河湾盆地古气候学及古环境学研究结果,表明在上新世与更新世过渡期间,泥河湾动物群的演化受气候环境变化的影响,更适应干旱寒冷的生存环境.

关键词：泥河湾盆地磁性地层学泥河湾动物群铺路动物群晚上新世

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双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统研究

西安交通大学学报 2024年

作者：盖忠睿赵凯杨天龙饶琼潘莹金红光动力工程多相流国家重点实验室西安交通大学中国科学院工程热物理研究所郑州大学机械与动力工程学院中国科学院大学长时规模储能重点实验室中国科学院

为了提高槽式光热发电系统的性能，通过高、低聚光比镜场的耦合布置，辅以两种传热介质的搭配，建立了双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统模型，通过与传统槽式光热发电系统展开对比，获得了双级系统集热、换热性能提升的机理和系统关... 详细信息

为了提高槽式光热发电系统的性能，通过高、低聚光比镜场的耦合布置，辅以两种传热介质的搭配，建立了双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统模型，通过与传统槽式光热发电系统展开对比，获得了双级系统集热、换热性能提升的机理和系统关键过程（火用）损失减小的原因。通过对双级系统开展的能量分析和（火用）分析，展示了双级系统中的能量和（火用）流动情况，揭示了在镜场侧和动力侧的各项能量和（火用）损失的分布规律。结果表明：双级聚光集热系统中镜场的耦合布置有效地提高了系统的集热性能，两种传热介质的协同搭配也改善了系统的换热性能。损失分布方面，光学损失仍是导致系统集热损失的重要因素，同时光热转化过程的不可逆损失在（火用）损失中占比较大，具有较大提升潜力。双级系统的热效率可达到27.35%，（火用）效率达到28.84%，相较于传统单聚光比、单介质的槽式太阳能热发电系统，热效率和（火用）效率均可实现0.9%～1.5%的提升，相同发电量下可节省4%～6%的镜场面积。本研究为槽式太阳能热发电系统提出了改进策略，为进一步的优化研究提供了理论依据。

关键词：槽式太阳能热发电聚光比传热介质热效率 (火用)损失

功率对空气分级NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)火焰排放的影响

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1634-1642页

作者：咸国礼孔雨晗姜磊胡宏斌张永生华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院大学航空宇航学院北京100049 中国科学院工程热物理研究所北京100190

NH_(3)作为氢能载体,可实现氢能远距离输运。针对NH_(3)燃烧的反应性低、稳定性差、高燃料型NO_(x)排放问题,设计旋流燃烧器和空气分级燃烧室,实验研究功率为5~23 k W的NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)扩散火焰NO_(x)排放特性。并采用化学反应器... 详细信息

NH_(3)作为氢能载体,可实现氢能远距离输运。针对NH_(3)燃烧的反应性低、稳定性差、高燃料型NO_(x)排放问题,设计旋流燃烧器和空气分级燃烧室,实验研究功率为5~23 k W的NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)扩散火焰NO_(x)排放特性。并采用化学反应器网络(CRN)进行化学动力学模拟,分析排放变化的原因。结果表明:5 kW、Ф_(pri)=1.05的条件下,NH_(3)火焰NO_(x)测量排放最低为114.4×10^(-6)@15%O_(2);随着功率升高,NO_(x)排放增加,且导致燃烧不充分、火焰延长,此时最佳Ф_(pri)提前、燃烧范围减少、NO_(x)进一步增加;本文的CRN更适合模拟预混燃烧的NO_(x)排放,而不是扩散燃烧;功率升高不会改变反应路径,但生成NO的基元反应速率的升高幅度略大于消耗NO的基元反应速率,从而导致NO排放升高.

关键词： NH_(3)、NH_(3)/CH_(4)火焰 NO_(x)排放旋流扩散燃烧空气分级 CRN模拟

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Ni^(3+)抑制具有阴离子氧化还原活性钠离子电池正极材料的电压衰减

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物理化学学报 2024年第6期40卷 54-56页

作者：胡紫霖牛耀申容晓晖胡勇胜中国科学院物理研究所清洁能源实验室北京新能源材料与器件重点实验室北京凝聚态物理国家实验室北京100190 中国科学院大学材料与光电技术学院北京100049 长三角物理研究中心有限公司江苏溧阳213300 中国科学院物理研究所怀柔分部北京101400

由于钠资源丰富,钠离子电池在大规模储能方面显示出巨大的潜力。随着近年来研究的深入,在正极材料中引入适量的阴离子氧化还原可以有效地提升钠离子电池的能量密度,同时减少高成本过渡金属元素如V、Co和Ni等的用量。有研究表明,材料循... 详细信息

由于钠资源丰富,钠离子电池在大规模储能方面显示出巨大的潜力。随着近年来研究的深入,在正极材料中引入适量的阴离子氧化还原可以有效地提升钠离子电池的能量密度,同时减少高成本过渡金属元素如V、Co和Ni等的用量。有研究表明,材料循环过程中不可逆的氧损失以及Mn^(4+)/Mn^(3+)氧化还原的激活,导致了层状氧化物正极材料持续的电压衰减。本工作通过在Na_(x)[Li,Ni,Mn]O_(2)基钠离子电池正极材料中引入Ni^(3+)作为Mn^(4+)/Mn^(3+)氧化还原屏障,利用Ni^(3+)/Ni^(2+)的氧化还原代替Mn^(4+)/Mn^(3+)的氧化还原,成功抑制了材料的电压衰减。电化学测试结果显示,改性材料在不损失容量的前提下,循环稳定性得到明显提升。X射线光电子能谱结果也验证了Ni3^(+)的引入有利于维持材料多周循环后Mn价态的稳定。

关键词：钠离子电池阴离子氧化还原电压衰减单相固溶反应

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离子液体表面活性剂改性凹凸棒石去除玉米赤霉烯酮

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硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3170-3179页

作者：康玉茹牟斌朱永峰惠爱平王爱勤中国科学院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物重点实验室

玉米赤霉烯酮（ZEN）由于强生殖毒性、致癌等毒害作用，严重危害动物和人体健康，吸附法是去除ZEN的有效方法之一。采用咪唑类离子液体表面活性剂（C_nmimBr,n=12、14、16、18）改性凹凸棒石（APT）制备了ZEN吸附剂（C_nmimBr-APT）。通... 详细信息

玉米赤霉烯酮（ZEN）由于强生殖毒性、致癌等毒害作用，严重危害动物和人体健康，吸附法是去除ZEN的有效方法之一。采用咪唑类离子液体表面活性剂（C_nmimBr,n=12、14、16、18）改性凹凸棒石（APT）制备了ZEN吸附剂（C_nmimBr-APT）。通过Fourier红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、氮气吸附–脱附分析等表征方法结合烧失量、吸湿率测定，探讨了C_nmimBr-APT的微观结构及表界面性质，系统考察了改性参数（C_nmimBr用量及碳链长度）和吸附条件（吸附剂用量、吸附时间、初始浓度、pH值、共存营养物质）对C_nmimBr-APT吸附性能的影响。结果表明：C_nmimBr改性过程未改变APT的晶体结构，改性后吸附剂的表面疏水性增强。吸附驱动力主要为C_nmimBr中碳链与ZEN分子间的疏水作用，吸附性能与C_nmimBr用量和碳链长度呈正相关。C16mimBr-APT对ZEN的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型，当C16mimBr用量为5.0%（质量分数）时，C16min Br-APT对ZEN的最大吸附量为7.45 mg·g–1。吸附体系的pH值及共存氨基酸、维生素和矿物质(L-赖氨酸、维生素B1、Ca2+、Cu2+、Fe3+等)对ZEN吸附性能无显著影响。因此，C_nmimBr-APT在吸附去除ZEN方面具有潜在的应用价值。

关键词：凹凸棒石离子液体表面活性剂玉米赤霉烯酮吸附

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双级旋流空气雾化喷嘴一次雾化数值模拟

航空学报 2024年

作者：游云霞范周琴陈伟强曹程孔凡夫中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所中国科学院工程热物理研究所轻型涡轮动力全国重点实验室中国科学院大学航空宇航学院

目前对双级旋流空气雾化喷嘴的研究以试验为主，无法解释其雾化机理及演化过程，为掌握双级旋流空气雾化喷嘴的燃油混合和分布特性，阐明燃油射流在不同燃烧室来流工况下的雾化机理，文中采用RANS湍流模型耦合VOF模型、VOF-to-DPM模型... 详细信息

目前对双级旋流空气雾化喷嘴的研究以试验为主，无法解释其雾化机理及演化过程，为掌握双级旋流空气雾化喷嘴的燃油混合和分布特性，阐明燃油射流在不同燃烧室来流工况下的雾化机理，文中采用RANS湍流模型耦合VOF模型、VOF-to-DPM模型，结合自适应网格技术，开展了包含燃油流体域、空气流体域的全流体域一次雾化数值仿真模拟，模拟结果成功捕捉到了离心喷嘴和文氏管壁上液膜形成及破碎成液丝、液滴的过程。与试验结果进行对比，喷雾锥角最大误差仅为1.34%，出口液膜破碎长度均为0.8 mm，验证了模拟结果的正确性。对比分析了有无旋流空气作用下离心喷嘴的雾化特性，发现一次旋流空气会引起出口液膜的周期性振荡，可增大喷雾锥角、缩短破碎长度，但增大了液膜厚度，进而降低了离心喷嘴出口液膜速度。研究了旋流器空气压降、来流压力和温度、燃油流量对双级旋流空气雾化喷嘴喷雾锥角及索特尔平均直径（SMD）的影响，结果表明：随着旋流器空气压降增大，雾化锥角增大，SMD减小；随着来流压力和温度增大，喷雾锥角增大后趋于平衡，SMD先减小后增大再减小；随着燃油流量增大，雾化锥角先增大后减小，SMD呈减小趋势。本文研究发展了双级旋流空气雾化喷嘴在全流体域上的数值仿真模拟，为更好地理解该型式喷嘴的演化过程和雾化机理提供了理论支撑。

关键词：双级旋流空气雾化喷嘴数值模拟一次雾化全流体域雾化特性

小槽宽蒸发式供油/稳焰一体化火焰稳定器结构参数对贫油点熄火性能的影响研究

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航空动力学报 2024年

作者：苗建磊胡斌石强曾文裴吉赵庆军江苏大学流体机械工程技术研究中心中国科学院工程热物理研究所轻型涡轮动力全国重点实验室中国科学院工程热物理研究所分布式冷热电联产系统重点实验室中国科学院大学航空宇航学院沈阳航空航天大学航空发动机学院中国科学院工程热物理研究所

小槽宽蒸发式供油/稳焰一体化火焰稳定器具有火焰稳定性好、总压恢复系数高的技术优势，在未来宽域吸气式发动机加力燃烧室具有良好的应用前景，为了探究结构参数对小槽宽蒸发式供油/稳焰一体化火焰稳定器贫油点熄火特性的影响，在气流... 详细信息

小槽宽蒸发式供油/稳焰一体化火焰稳定器具有火焰稳定性好、总压恢复系数高的技术优势，在未来宽域吸气式发动机加力燃烧室具有良好的应用前景，为了探究结构参数对小槽宽蒸发式供油/稳焰一体化火焰稳定器贫油点熄火特性的影响，在气流速度40～115m/s和气流温度573K条件下，在二元试验段内对不同槽宽和开孔率的小槽宽蒸发式供油/稳焰一体化火焰稳定器开展贫油点熄火试验及冷态流场数值模拟研究，研究结果表明：1）开孔率增大，局部回流区涡数目增加，同时燃油气动雾化和蒸发增强，燃烧室点熄火油气比降低；2）大开孔率火焰稳定器的贫油点熄火油气比随来流速度增加呈现先减小后增加趋势，小开孔率火焰稳定器的贫油点熄火油气比随来流速度增加持续减小；3）槽宽增加，局部回流区涡系尺寸增大，同时燃油气动雾化和蒸发增强，燃烧室点熄火油气比降低。

关键词：槽宽开孔率油气比局部回流区雾化

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煤气化细灰熔渣制备泡沫微晶玻璃

洁净煤技术 2024年第7期30卷 69-77页

作者：周丽任强强崔瑞芳李林宣李伟中国科学院工程热物理研究所煤炭高效低碳利用全国重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

由于缺乏成熟的大规模工业化处置技术,大量堆存的煤气化细灰造成严重的环境污染和资源浪费。流化熔融处置煤气化细灰可实现碳灰分离和灰分的改性提质,使灰分转变为富硅铝元素的玻璃相熔渣;泡沫微晶玻璃由于其特殊的玻晶交织结构使其具... 详细信息

由于缺乏成熟的大规模工业化处置技术,大量堆存的煤气化细灰造成严重的环境污染和资源浪费。流化熔融处置煤气化细灰可实现碳灰分离和灰分的改性提质,使灰分转变为富硅铝元素的玻璃相熔渣;泡沫微晶玻璃由于其特殊的玻晶交织结构使其具有良好的机械性能和保温隔热性能,确立了熔渣制备泡沫微晶玻璃的高值化利用思路。以煤气化细灰熔渣为原料,采用无机凝胶铸造工艺制备泡沫微晶玻璃,研究了主要工艺参数预固化时间和烧结温度对泡沫微晶玻璃析晶特性、孔结构和抗压强度的影响。结果表明:泡沫微晶玻璃析晶特性和孔结构与烧结温度、预固化时间均呈现相关性。较高的烧结温度可促进烧结过程中晶相析出进而强化泡沫微晶玻璃的抗压强度。预固化时间影响泡沫玻璃胚体的网络结构,导致晶相析出时克服的阻力不同,从而影响晶相种类。预固化时间30 min时,泡沫玻璃胚体在烧结析晶过程中易发生大孔径孔隙坍塌。抗压强度随孔隙率的增大而减小,随孔径增加呈非线性减小。预固化时间为90 min时,可获得良好的孔隙结构。抗压强度受到析晶特性和孔隙结构特性的共同作用。烧结温度900℃时可强化抗压强度,尤其是预固化时间90 min时,泡沫微晶玻璃的抗压强度为3.77 MPa;而700和800℃时,抗压强度是否增大与预固化时间相关。预固化时间60 min、烧结温度900℃时,析出大量晶体,孔隙率为66.20%且孔径均匀分布,抗压强度为1.40 MPa。

关键词：熔渣泡沫微晶玻璃预固化时间烧结温度孔隙结构抗压强度

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