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大气压微波等离子体炬驱动Boudouard反应实现CO_(2)转化的研究

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高电压技术 2024年第1期50卷 414-422页

作者：李寿哲王兴昌吴悦大连理工大学物理学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024

利用大气压CO_(2)微波等离子体放电的余辉和固态碳源相互作用进行布多阿尔反应,把CO_(2)转化为CO实现温室气体的资源化利用。通过发射光谱测量观察到微波等离子体炬驱动的布多阿尔反应中化学荧光复合过程的发生,测量了采用实心石墨棒时... 详细信息

利用大气压CO_(2)微波等离子体放电的余辉和固态碳源相互作用进行布多阿尔反应,把CO_(2)转化为CO实现温室气体的资源化利用。通过发射光谱测量观察到微波等离子体炬驱动的布多阿尔反应中化学荧光复合过程的发生,测量了采用实心石墨棒时布多阿尔反应中CO_(2)转化效果随着功率的变化规律,进一步提出了以空心石墨棒作为布多阿尔反应的碳源,发现转化效果得到明显提高,并获得了随着功率、气体流量、石墨棒尺寸和组分变化的规律。另外,讨论了以不同种类的碳源作为反应物进行布多阿尔反应的实际对比效果及其相应的物理原因。实验结果表明CO_(2)等离子体余辉喷射到石墨棒表面发生的布多阿尔反应是实现CO_(2)到CO转化的重要过程;随着所使用的空心石墨棒内孔直径增加,生成的CO浓度也随之增大;在CO_(2)载气中以一定比例分别添加Ar或N2会增加CO的生成量。

关键词：微波等离子体布多阿尔反应二氧化碳一氧化碳转化率

Cr/Mo/W元素对镍基高温合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响

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金属学报 2024年第4期60卷 453-463页

作者：凡莉花李金临孙九栋吕梦甜王清董闯大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024

近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素... 详细信息

近年来,随着航空航天发动机的持续发展,对其关键热端部件的承温能力要求越来越高,而高温合金共格组织热稳定性是影响其力学性能的关键因素,本工作在团簇成分式[Al-Ni_(12)](Al_(1)(Ti,Nb,Ta)_(0.5)(Cr,Mo,W)_(1.5))基础上,保持其他元素含量不变,改变Cr、Mo、W的含量设计了系列镍基高温合金(含Cr_(1.0)Mo_(0.5)的S1-CM、Cr_(1.0)W_(0.5)的S2-CW和含Cr_(0.7)Mo_(0.4)W_(0.4)的S3-CMW),研究Cr、Mo、W含量变化对合金γ/γ′共格组织热稳定性的影响。采用非自耗真空电弧炉制备合金铸锭,并对其在1300℃固溶15 h后在900℃下进行长期时效处理,并对时效态样品进行微观组织表征和力学性能测试。结果表明,这3个合金的微观组织均表现为高体积分数(f>70%)的γ′粒子均匀地分布在fcc-γ基体中。其中,S1-CM和S2-CW合金在900℃、50 h时效后γ′粒子形貌均呈椭球形,而S3-CMW合金则表现为方形,这是由于后者具有更负的γ/γ′点阵错配度(后者δ=-0.47%,前者δ=-0.25%~-0.33%)。500 h长期时效后,各合金中的γ′粒子形貌没有发生变化,且都具有较慢的粗化速率(K=10~18 nm^(3)/s);尤其S3-CMW合金表现出最高的γ/γ′共格组织稳定性(γ′粒子的粗化速率K=10.02 nm^(3)/s),且晶界处的第二相粒子析出明显低于其他合金。系列合金的硬度基本不随时效时间发生变化,也进一步表明了共格组织的稳定性;其中S3-CMW合金的显微硬度为397~418 HV,时效200 h后的室温压缩屈服强度为818 MPa。

关键词：镍基高温合金共格组织 γ′粒子粗化第二相析出

微重力条件下复杂等离子体中激光诱导马赫锥的三维模拟

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物理学报 2024年第8期73卷 218-226页

作者：黄渝峰贾文柱张莹莹宋远红大连理工大学物理学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024 西南大学人工智能学院重庆400715

基于三维流体力学模型,研究了微重力条件下复杂等离子体中不同耦合参数形式、屏蔽参数、尘埃粒子表面带电量以及等离子体密度对激光诱导尘埃扰动密度形成马赫锥的影响情况.模拟发现,当屏蔽参数较大时,不同的耦合参数形式对尘埃颗粒扰动... 详细信息

基于三维流体力学模型,研究了微重力条件下复杂等离子体中不同耦合参数形式、屏蔽参数、尘埃粒子表面带电量以及等离子体密度对激光诱导尘埃扰动密度形成马赫锥的影响情况.模拟发现,当屏蔽参数较大时,不同的耦合参数形式对尘埃颗粒扰动密度产生较大影响.此外,激光辐射力平行或者垂直激光移动速度时,马赫锥在三维空间中呈对称或反对称形貌.并且,增大屏蔽参数、减小尘埃粒子表面带电量、减小等离子体密度,都会增强尘埃粒子之间的库仑屏蔽作用,进而使尘埃扰动密度形成的马赫锥更加局域在激光斑点附近,表现为扰动范围缩小,而扰动密度值增大.

关键词：复杂等离子体马赫锥三维流体力学耦合参数

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基于误差函数的复材加筋板概率成像冲击定位

振动．测试与诊断 2024年第1期44卷 88-93,199页

作者：杨雷邓德双田广高宗波包笑飞武湛君大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

提出了一种复合材料加筋板结构概率成像冲击定位方法。通过在复合材料加筋板结构表面布置稀疏阵列的压电传感器网络接收冲击响应信号,采用复Morlet小波变换提取冲击响应信号特定中心频率的窄带Lamb波信号并计算模值,根据模的峰值获取Lam... 详细信息

提出了一种复合材料加筋板结构概率成像冲击定位方法。通过在复合材料加筋板结构表面布置稀疏阵列的压电传感器网络接收冲击响应信号,采用复Morlet小波变换提取冲击响应信号特定中心频率的窄带Lamb波信号并计算模值,根据模的峰值获取Lamb波的到达时刻,构建基于波达时间差的误差函数并计算监测区域内各点为冲击源的概率值,将概率值作为像素值对结构进行概率成像冲击定位。在总体尺寸为700 mm×450 mm的碳纤维增强复合材料加筋板结构上对算法进行了验证。实验结果表明,该算法简单有效,成像分辨率和定位精度高,采用较少的传感器数量依然拥有可观的冲击定位精度。

关键词：压电传感器小波变换误差函数复合材料加筋板概率成像冲击定位

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长链烷基共晶相变材料的制备及性能

精细化工 2024年第7期41卷 1504-1510页

作者：吴亚楠王璇唐炳涛张宇昂大连理工大学精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

基于长链烷基良好的相容性特点,以二十烷(ES)、十八烷(OC)、月桂酸(LA)和十六醇(HD)为原料,通过熔融共混法制备了ES-LA、OC-LA和OC-LA-HD共晶相变材料。通过施罗德公式预测理论共晶点的组成及相变温度,结合步冷曲线与DSC结果,共同确定... 详细信息

基于长链烷基良好的相容性特点,以二十烷(ES)、十八烷(OC)、月桂酸(LA)和十六醇(HD)为原料,通过熔融共混法制备了ES-LA、OC-LA和OC-LA-HD共晶相变材料。通过施罗德公式预测理论共晶点的组成及相变温度,结合步冷曲线与DSC结果,共同确定共晶点最佳质量比分别为m(ES)∶m(LA)=0.61∶0.39、m(OC)∶m(LA)=0.74∶0.26和m(OC)∶m(LA)∶m(HD)=0.61∶0.21∶0.18,共晶温度分别为30.3、25.4、21.9℃,与理论计算结果吻合。采用FTIR、XRD、TGA及DSC对共晶相变材料的化学结构、结晶行为、热稳定性和储热能力进行了表征。结果表明,3种共晶相变材料通过物理作用进行复合,无化学反应发生。其相变温度均在18~32℃之间,且低于其任意单一组分,相变焓值均>190 J/g,具有良好的热稳定性和循环稳定性。

关键词：烷烃脂肪酸脂肪醇共晶相变复合材料热能存储建筑用化学品

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含磷抑爆剂对煤尘爆炸抑制机理的原位分析

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 959-964页

作者：赵峰宇高伟聂仲恒姜海鹏大连理工大学化工机械与安全系精细化工国家重点实验室大连116024

煤炭是中国能源结构中至关重要的一部分,研究煤尘爆炸高效抑爆技术、揭示煤尘爆炸抑制机理,对保障中国经济持续增长和工业化进程持续加速具有重要作用。该文采用原位热解飞行时间质谱(in-situ Py-TOF-MS)深入分析了原煤与含植酸煤样的... 详细信息

煤炭是中国能源结构中至关重要的一部分,研究煤尘爆炸高效抑爆技术、揭示煤尘爆炸抑制机理,对保障中国经济持续增长和工业化进程持续加速具有重要作用。该文采用原位热解飞行时间质谱(in-situ Py-TOF-MS)深入分析了原煤与含植酸煤样的热解特性和产物分布。研究结果显示:含植酸抑爆剂能够显著降低煤尘热解过程中轻质可燃气体(主要为CH4和CO等)和有机挥发物(主要为烯烃、芳香类化合物、酚类化合物、二羟基芳烃)的含量。含植酸细水雾热解产生的主要化学抑爆组分包括[(HO)_(2)PO]_(2)O、PO(OH)_(3)和HOPO_(2)等,这些小分子含磷组分能够通过消耗H和OH等关键火焰自由基,有效终止爆炸链式反应。添加含植酸抑爆剂后,煤尘样品的放热量下降了15.8%,活化能从11.3 kJ/mol升高到16.4 kJ/mol。

关键词：原位热解飞行时间质谱煤尘爆炸含磷抑爆剂抑爆机理

LLM-105的分子间相互作用和热力学性质

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物理学报 2024年第4期73卷 235-244页

作者：范俊宇高楠王鹏举苏艳太原师范学院物理系晋中030619 台州学院材料科学与工程学院台州318000 之江实验室杭州311100 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室大连116024

应用第一性原理可以计算含能材料0 K下的结构和物理性质,但温度效应的缺失通常会导致计算数据与实验结果产生偏差.同时,与温度相关的热力学参数是含能材料在宏观和介观尺度下建模的关键输入.为此,本文以高能低感炸药1-氧-2,6-二氨基-3,5... 详细信息

应用第一性原理可以计算含能材料0 K下的结构和物理性质,但温度效应的缺失通常会导致计算数据与实验结果产生偏差.同时,与温度相关的热力学参数是含能材料在宏观和介观尺度下建模的关键输入.为此,本文以高能低感炸药1-氧-2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪(LLM-105)为研究体系,基于准简谐近似,采用色散修正的密度泛函理论研究温度加载下LLM-105的分子间相互作用和热力学性质.晶格参数和热膨胀系数的演化表明LLM-105分子间相互作用具有强烈的各向异性,其中b轴方向(分子层间)的膨胀率远高于ac平面(分子层内).Hirshfeld表面及其指纹图分析进一步证实LLM-105的分子间相互作用主要取决于O···H构成的氢键.结合Mulliken布居数和结构分析,温度加载下氢键相互作用的变化可诱发硝基旋转,并使得C—NO_(2)键的强度明显减弱,为高温分解反应的触发键提供了理论依据.此外,本文计算了等容和等压条件下的热容、熵以及等温和绝热条件下的体模量等基础热力学参数.其中绝热条件下的体模量与实验值吻合,同时体模量随温度的演化反映了LLM-105在温度加载下的软化行为.上述理论研究可用于构建含能材料在介观和宏观尺度下的模型,也为测量原子分子水平下的热力学性质提供了重要的参考价值.

关键词： LLM-105 热力学性质分子间相互作用准简谐近似

功能性三价铕离子的金属有机骨架选择性荧光识别芘

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无机化学学报 2024年第4期40卷 713-724页

作者：赵沛然刘屿芊何成段春迎大连理工大学精细化工国家重点实验室大连116024

成功设计并通过水热法合成了一种具有功能性三维结构的镧系金属有机骨架Eu-4L,其配体为二苯胺四羧酸衍生物(H4L)。Eu-4L的骨架中含有3D空腔,且其比表面积较高。Eu-4L不仅热稳定性较高,且在pH为3~11的范围内稳定性良好。Eu-4L可以作为荧... 详细信息

成功设计并通过水热法合成了一种具有功能性三维结构的镧系金属有机骨架Eu-4L,其配体为二苯胺四羧酸衍生物(H4L)。Eu-4L的骨架中含有3D空腔,且其比表面积较高。Eu-4L不仅热稳定性较高,且在pH为3~11的范围内稳定性良好。Eu-4L可以作为荧光探针选择性识别稠环芳烃芘,其检测限为5μmol·L^(-1),具有较高的灵敏度,且具备可循环重复利用的特性。Eu-4L荧光识别芘的作用机理为稳态荧光识别机理。此外,对Eu-4L的荧光识别选择性、竞争能力也进行了详细地讨论。

关键词：金属有机骨架荧光识别芘铕稠环芳烃

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石油焦炭基储钠材料层间距扩大与闭孔研究

新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 549-560页

作者：庄洪坤李文翠何斌吕家贺王敬松申明远陆安慧大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

石油焦(PC)含碳量高,成本低,是一种有价值的钠离子电池(SIB)负极前驱体。易石墨化石油焦基炭的微晶态和孔隙结构的调控对于产生丰富的Na^(+)存储位点至关重要。本研究采用前驱体转化策略,通过酸氧化引入大量氧官能团,然后使用高温炭化... 详细信息

石油焦(PC)含碳量高,成本低,是一种有价值的钠离子电池(SIB)负极前驱体。易石墨化石油焦基炭的微晶态和孔隙结构的调控对于产生丰富的Na^(+)存储位点至关重要。本研究采用前驱体转化策略,通过酸氧化引入大量氧官能团,然后使用高温炭化分解氧官能团,重新排列碳微晶,从而扩大碳层间距,使石油焦基炭形成丰富的闭孔,大幅提高了平台区Na^(+)的储存能力。优化后的样品在0.02 A g^(-1)下可提供356.0 mAh g^(-1)的可逆容量,其中约93%容量低于1.0 V。恒流间歇滴定技术(GITT)和原位X射线衍射(XRD)表明,低电压平台区钠的储存能力涉及层间插入和闭孔填充过程的共同贡献。本研究提出了一种利用低成本和高芳香性的前驱体开发高性能炭基负极的综合方法。

关键词：钠离子电池石油焦炭负极闭孔钠离子存储