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液态金属催化裂解甲烷制氢动力学研究

高等学校化学学报 2024年第2期45卷 97-103页

作者：廖加术刘建星王思蜀陈波陈建军韦建军叶宗标芶富均四川大学原子核科学技术研究所成都610064 四川大学原子与分子物理研究所成都610064

液态金属催化甲烷热解是一种高效生产氢气且无二氧化碳排放的新兴技术.本文开发了一个液态金属裂解反应器催化甲烷热解的数值模型,在实验室自主搭建的液态金属制氢平台上得到的实验数据与模型预测结果吻合良好.该模型是基于甲烷在气液... 详细信息

液态金属催化甲烷热解是一种高效生产氢气且无二氧化碳排放的新兴技术.本文开发了一个液态金属裂解反应器催化甲烷热解的数值模型,在实验室自主搭建的液态金属制氢平台上得到的实验数据与模型预测结果吻合良好.该模型是基于甲烷在气液界面发生的催化热解、气泡内部发生的非催化热解过程和气泡上升过程中的流动行为,耦合了催化和非催化反应动力学和流体力学所建立的.使用气体体积流速、压力、气体成分、温度和液态金属性质(密度、黏度和表面张力)预测气泡尺寸和熔体中的气含率.该模型较好地预测了液态铜铋合金(Cu_(0.45)Bi_(0.55))催化甲烷热解实验中不同温度、不同甲烷进气流量和液态金属高度下的甲烷转化率,得到了催化甲烷热解过程中的气含率、表观气体速率和压力沿液态金属高度的分布.实验数据与模型预测结果的高度吻合证明了模型的可靠性,该模型未来将有助于反应器优化和氢产率提高.

关键词：液态金属反应动力学流体力学催化甲烷热解

立方大腔体静高压装置中叶腊石的传压及密封性能研究

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物理学报 2024年第1期73卷 322-329页

作者：田毅杜明浩张佳威贺端威四川大学原子与分子物理研究所成都610065

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物... 详细信息

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物理判据.采用Bi,Tl,Ba等标压物质原位标定了以上3种叶腊石压腔中心位置及密封边处的压力;同时,采用银熔点法分别获得了3种叶腊石作传压密封材料时高温下腔体压力与系统加载的对应关系.结果表明,在相同加载油压下南非叶腊石B粉压块和国内叶腊石粉压块中心位置的压力差值不超过0.1 GPa,在升压和降压过程中叶腊石块中心位置与密封边位置的压力差值也更为相近.相比于南非叶蜡石A粉压块,B粉压块在高温传压和密封性能上更接近国产叶腊石粉压块.

关键词：立方大腔体静高压装置高温高压叶腊石密封性能传压效率

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热光系数仪主要误差源及其抑制方法

光学学报 2024年第13期44卷 118-127页

作者：梁松林张辉荣吴扬海罗辉李斌郭春艳杨永强张祖邦孙志成西南技术物理研究所四川成都610041

为了精确测量光学材料的热膨胀系数和折射率温度系数,建立了基于马赫-曾德尔干涉光路的同步测试系统——热光系数仪,对其中存在的波形扭曲和零漂现象进行了详细分析,并给出了有效的解决方案,最终通过对石英玻璃样品的测试充分验证了该... 详细信息

为了精确测量光学材料的热膨胀系数和折射率温度系数,建立了基于马赫-曾德尔干涉光路的同步测试系统——热光系数仪,对其中存在的波形扭曲和零漂现象进行了详细分析,并给出了有效的解决方案,最终通过对石英玻璃样品的测试充分验证了该系统的高精度与可靠性。

关键词：热膨胀系数折射率温度系数干涉测量零漂

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高重频激光对测距机干扰试验研究

红外与激光工程 2024年第4期53卷 110-119页

作者：张澜万勇刘全喜龙幸张小川邬焕欣衣学斌卢德林杲静西南技术物理研究所四川成都610041

高重频激光干扰是对脉冲式激光测距机的一种有效干扰手段,为探究高重频激光对测距机干扰效能的影响因素及规律,开展相关的理论分析与试验研究。试验研究了干扰激光的功率、重复频率及干扰距离对测距机干扰效能的影响。结果表明:存在一... 详细信息

高重频激光干扰是对脉冲式激光测距机的一种有效干扰手段,为探究高重频激光对测距机干扰效能的影响因素及规律,开展相关的理论分析与试验研究。试验研究了干扰激光的功率、重复频率及干扰距离对测距机干扰效能的影响。结果表明:存在一个与干扰激光频率相关的最小干扰距离,干扰激光的重复频率越高,最小干扰距离越小,有效干扰距离范围越大。当实际干扰距离大于最小干扰距离时,若干扰激光的功率不足,则无干扰效果;干扰成功后继续增大干扰激光功率,则被干扰后测距结果会趋于正态分布,且干扰激光功率越高,测距结果正态分布中心越趋近于最小干扰距离,但受干扰的测距结果最小值会始终分布于测距机盲区附近。

关键词：高重频激光脉冲式激光测距激光干扰最小干扰距离干扰效能

Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊工艺及焊缝组织和性能

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焊接学报 2024年第1期45卷 103-108,I0009页

作者：张超周猛兵陶欣郑云西王治国魏连峰杨灿湘中国核动力研究设计院第四研究所成都610213

文中对Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺、微观组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,采用W-25%Re的搅拌工具在转速250 r/min、焊接速度40 mm/min、顶锻压力10 kN、氩气保护条件下可以获得成形良好且无焊... 详细信息

文中对Zr-Sn-Nb-Cr-Fe锆合金搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)工艺、微观组织和腐蚀性能进行了分析.结果表明,采用W-25%Re的搅拌工具在转速250 r/min、焊接速度40 mm/min、顶锻压力10 kN、氩气保护条件下可以获得成形良好且无焊接缺陷的锆合金FSW接头.搅拌区(stir zone,SZ)剧烈的塑性变形促进动态再结晶、合金元素扩散和晶粒细化,晶粒尺寸随着转速增加而增大,同时SZ内在晶界位置处析出大量的形状不规则的第二相粒子.不同焊接参数制备的FSW接头在360℃、18.6 MPa中性水中腐蚀72 h后均表现为黑色、光亮、致密的氧化膜,但随着转速增加接头耐腐蚀性能降低.

关键词：锆合金搅拌摩擦焊焊接工艺微观组织腐蚀性能

双波长近红外拉曼光谱仪及在腐蚀产物分析中的应用

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光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 756-761页

作者：王茂成李赣程浩姜维陈广李海波中国工程物理研究院材料研究所表面物理化学重点实验室四川绵阳621908 中国工程物理研究院材料研究所四川绵阳621907

在拉曼光谱测试中某些物质存在荧光发射背景,由于荧光强度一般比拉曼散射强度高几个数量级,在荧光干扰时几乎无法获得有效的拉曼光谱信号。为抑制荧光背景,可选用近红外波段激光作为激发光源,而硅基探测器在1 000 nm以上波段时光量子效... 详细信息

在拉曼光谱测试中某些物质存在荧光发射背景,由于荧光强度一般比拉曼散射强度高几个数量级,在荧光干扰时几乎无法获得有效的拉曼光谱信号。为抑制荧光背景,可选用近红外波段激光作为激发光源,而硅基探测器在1 000 nm以上波段时光量子效率严重下降,导致近红外拉曼光谱仪器难以探测3 000 cm^(-1)以上的波段,存在荧光抑制效果与检测范围无法兼顾的问题。由于高波数的拉曼特征峰是识别材料种类和解析材料结构的重要依据,如氨基的N—H伸缩振动峰在3 300 cm^(-1)附近、 OH-伸缩振动峰在3 650 cm^(-1),这些基团是分析材料腐蚀产物、水合物、有机物等的重要依据。因此,迫切需要开发一种解决拉曼光谱仪器无法兼顾荧光抑制效果和检测光谱范围问题的方法。该工作提出一种采用光谱仪固定检测波段、 730和830 nm双波长激光“接力”激发的方案(即830 nm激发低波数拉曼、 730 nm激发高波数拉曼)。通过双激光波长“接力”激发、固定检测波段的新设计,可有效拓宽检测范围至200~3 700 cm^(-1),并且不会降低光谱分辨率(达到6 cm^(-1)),与此同时整机光路无机械可动部件,可靠性高便于实现便携式设计。通过样机进行测试,证明该技术方案具备高灵敏度、较好荧光抑制效果、宽检测范围和较高光谱分辨率等优势。通过研制的双波长近红外拉曼光谱仪获得了铀腐蚀产物、有机涂层下的LiH潮解产物的清晰拉曼信号,解决了特种材料无损检测的技术难题。该技术也适用于其他研究及检测领域,特别是拉曼散射截面小、荧光背景高的物质检测。由于双波长近红外拉曼光谱仪可覆盖200~3 700 cm^(-1)检测范围,为多数水合物、含羟基及氨基官能团物质的拉曼检测提供了一种可行的技术途径。

关键词：荧光抑制高波数无损检测便携式拉曼光谱仪双波长激发

高应变率下不同初始相变温度NiTi合金的力学响应

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爆炸与冲击 2024年第5期44卷 99-107页

作者：张旭平董金磊吕超罗斌强王桂吉谭福利赵剑衡中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621999

为获得高应变率下不同初始相变温度NiTi合金的屈服应力等基本物理特性和力学响应规律,采用10^(−3)s^(−1)应变率下准静态压缩与拉伸、10^(5)s^(−1)应变率下准等熵压缩及10^(7)s^(−1)应变率下冲击加载实现跨量级的不同应变率加载,高应变... 详细信息

为获得高应变率下不同初始相变温度NiTi合金的屈服应力等基本物理特性和力学响应规律,采用10^(−3)s^(−1)应变率下准静态压缩与拉伸、10^(5)s^(−1)应变率下准等熵压缩及10^(7)s^(−1)应变率下冲击加载实现跨量级的不同应变率加载,高应变率加载实验中通过控制样品初始温度实现不同初始相态NiTi合金的力学响应测量。结果显示,初始马氏体相和初始奥氏体相NiTi合金的准静态加载应力-应变曲线中均出现2次模量变化,初始马氏体相中的模量变化由晶体重定向和马氏体相塑性变形引起,初始奥氏体相中的模量变化由马氏体相变和相变后塑性变形引起。准等熵加载下,初始马氏体相NiTi合金的Lagrangian声速随粒子速度增大而增大,未观察到间断等非线性变化;而初始奥氏体相中声速曲线存在间断,声速由初始横波值间断减小至体波声速后再随粒子速度线性增大。冲击实验中,初始马氏体相NiTi合金后自由面速度约34 m/s处出现双波结构,而将样品初始温度升至402 K后再冲击加载,则在约100 m/s处出现双波结构,二者速度曲线拐点分别由马氏体相弹塑性屈服和奥氏体相塑性屈服引起;在初始奥氏体相NiTi合金冲击实验中,在样品后自由面速度达到220~260 m/s时才出现显著的奥氏体相弹塑性转变。随着应变率从约105 s^(−1)升高至10^(7) s^(−1),相同组分奥氏体相NiTi合金的弹性极限由约2 GPa增大至约4 GPa,10^(7) s^(−1)应变率下,随着初始样品温度升至402 K,弹性极限降至1.7 GPa,表明NiTi合金的弹性极限存在显著的温度和应变率效应。

关键词： NiTi合金奥氏体-马氏体相变相变温度高应变率弹性极限

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基于乌洛托品笼状结构阳离子的五唑盐合成

含能材料 2024年第6期32卷 631-640,I0003页

作者：江天宇刘天林王康才夏宏蕾张文全中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

基于两种乌洛托品笼状阳离子结构,合成了两种新的五唑盐——乌洛托品五唑盐(C_(6)H_(13)N_(9),1)和甲基化乌洛托品五唑盐(C_(7)H_(15)N_(9),2)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)对合成的五唑盐进行了结构表... 详细信息

基于两种乌洛托品笼状阳离子结构,合成了两种新的五唑盐——乌洛托品五唑盐(C_(6)H_(13)N_(9),1)和甲基化乌洛托品五唑盐(C_(7)H_(15)N_(9),2)。通过X-射线单晶衍射、红外光谱(IR)、质谱(MS)和核磁共振(NMR)对合成的五唑盐进行了结构表征,并采用热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)测试其热分解行为。使用原子化法计算了化合物1和2的生成焓,使用EXPLO5预测了爆轰性能,并采用BAM方法测试其撞击感度和摩擦感度。测试结果显示,化合物1属于单斜晶系(P21/c),晶胞参数为a=13.6795(2)Å,b=11.6892(1)Å,c=12.5941(2)Å,V=1937.53(5)Å^(3),α=γ=90°,β=105.822(1)°,Z=8,Dc=1.448 g·cm^(-3),化合物2属于单斜晶系(P21/m),晶胞参数为a=6.9025(5)Å,b=7.6042(5)Å,c=10.6808(9)Å,V=538.50(7)Å^(3),α=γ=90°,β=106.148(8)°,Z=2,Dc=1.389 g·cm^(-3)。化合物1和2的热分解温度分别为90.0℃和82.8℃,理论爆速爆压分别为8291 m·s^(-1),20.33 GPa和7862 m·s^(-1),17.41 GPa。测得化合物1和2的撞击感度和摩擦感度分别为5 J,288 N和3 J,86 N。

关键词：五唑乌洛托品笼状阳离子非金属盐合成

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多脉冲加载下PBX装药的应力放大效应

爆炸与冲击 2024年第6期44卷 26-38页

作者：何杨胡秋实仲苏洋廖深飞李涛傅华中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621999

针对弹体侵彻过程中装药常常受到多脉冲载荷作用的问题,提出了一种装药多脉冲加载装置,研究了多脉冲加载下装药的应力放大效应。基于集中质量法建立了多脉冲加载装置的等效弹簧模型,对产生应力放大的条件进行了探讨。结果表明,多脉冲载... 详细信息

针对弹体侵彻过程中装药常常受到多脉冲载荷作用的问题,提出了一种装药多脉冲加载装置,研究了多脉冲加载下装药的应力放大效应。基于集中质量法建立了多脉冲加载装置的等效弹簧模型,对产生应力放大的条件进行了探讨。结果表明,多脉冲载荷频率与装药固有频率匹配时系统发生共振,装药产生响应放大,放大倍数随结构间隙宽度的增加而降低。装药多脉冲加载下存在一个时间区间,撞击加载的发生时刻落在该区间内时系统可产生放大效果。对高聚物黏结炸药(polymer bonded explosive,PBX)模拟材料,实现了实验室条件下应力幅值百兆帕、脉冲间隔毫秒级、脉冲次数3次且幅值逐渐放大的多脉冲载荷加载。

关键词：侵彻多脉冲应力放大集中质量法 PBX炸药