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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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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

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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

SO_(2)/盐雾环境对导电橡胶性能的影响

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航空材料学报 2024年第3期44卷 111-117页

作者：吴轩璇任杰柏林廖亮清成都飞机设计研究所成都610091

为了研究导电橡胶在SO_(2)/盐雾环境下的适应性,针对以石墨烯为导电填料的导电氟醚橡胶和以合金镍粉为导电填料的导电硅橡胶,开展“SO_(2)/盐雾”实验,通过导电橡胶的宏观形貌、邵尔A硬度、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度和体积电阻率... 详细信息

为了研究导电橡胶在SO_(2)/盐雾环境下的适应性,针对以石墨烯为导电填料的导电氟醚橡胶和以合金镍粉为导电填料的导电硅橡胶,开展“SO_(2)/盐雾”实验,通过导电橡胶的宏观形貌、邵尔A硬度、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度和体积电阻率等性能测试,分析“SO_(2)/盐雾”环境对导电橡胶性能的影响。结果表明:实验前,导电氟醚橡胶和导电硅橡胶的邵尔A硬度相当,导电氟醚橡胶的拉伸强度高于导电硅橡胶,体积电阻率低于导电硅橡胶。经过8个循环的“SO_(2)/盐雾”实验,导电氟醚橡胶的宏观形貌未发生变化,邵尔A硬度下降3,拉伸强度上升0.8 MPa(5%),拉断伸长率下降18%,体积电阻率上升2.1Ω·cm(65.8%),撕裂强度无变化;导电硅橡胶发生明显的腐蚀,表面出现绿色腐蚀产物,邵尔A硬度逐渐降低,拉伸强度下降了1.2 MPa(16.4%),拉断伸长率下降2%,体积电阻率降低3.00Ω·cm(52.4%),撕裂强度无变化。综合各项性能,导电氟醚橡胶在“SO_(2)/盐雾”环境中的适应性优于导电硅橡胶。

关键词：导电橡胶环境适应性 SO_(2)-盐雾力学性能体积电阻率

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

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含旋轨耦合的耦合簇方法中的基组选择

化学学报 2024年第6期82卷 604-612页

作者：易书禾王繁四川大学原子与分子物理研究所成都610065

相对论小核能量一致赝势是流行的相对论效应处理方法,但是除dhf-nZVPP-2c基组外,针对此赝势开发基组时都没考虑旋轨耦合效应(SOC),而dhf-nZVPP-2c的可靠性也主要在密度泛函计算中进行了验证.本工作采用以标量相对论Hartree-Fock波函数... 详细信息

相对论小核能量一致赝势是流行的相对论效应处理方法,但是除dhf-nZVPP-2c基组外,针对此赝势开发基组时都没考虑旋轨耦合效应(SOC),而dhf-nZVPP-2c的可靠性也主要在密度泛函计算中进行了验证.本工作采用以标量相对论Hartree-Fock波函数为参考态的SOC-CCSD(T)方法结合此类赝势,考察5s5p电子及各种基函数对第六周期闭壳层双原子分子性质,特别是SOC效应的影响.结果显示,要可靠计算SOC效应,在SOC-CCSD(T)计算中要考虑5s5p电子. cc-pVnZ-PP基组和dhf-nZVPP基组不能得到可靠的SOC效应,而dhf-nZVPP-2c和cc-pwCVnZ-PP基组则能合理描述这些体系的SOC效应.这两套基组对重元素体系性质的误差与相应基组中基函数数目一致,顺序为:dhf-TZVPP-2c,cc-pwCVTZ, dhf-QZVPP-2c, cc-pwCVQZ, cc-pwCV5Z.对这些重元素体系,要用dhf-QZVPP-2c基组才能得到高精度的键长和谐振频率,但是对于解离能,即使cc-pw CVQZ基组仍有一定误差.

关键词：基函数旋轨耦合效应耦合簇理论相对论效应电子相关

水分子在ZrCo(110)表面聚集与解离的理论研究

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 108-118页

作者：汤茹但琪叶荣兴兰越景王劲川谌晓洪宋江锋周琳森西华大学理学院成都610039 中国工程物理研究院材料研究所绵阳621907

储氚材料锆钴合金(ZrCo)与气体中的水分子发生氧化反应,会导致材料表面的毒化失活,对聚变堆的安全运行产生极大影响.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了不同水分子团簇在ZrCo(110)表面的吸附-解离行为.研究发现,... 详细信息

储氚材料锆钴合金(ZrCo)与气体中的水分子发生氧化反应,会导致材料表面的毒化失活,对聚变堆的安全运行产生极大影响.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了不同水分子团簇在ZrCo(110)表面的吸附-解离行为.研究发现,6个水分子形成的水团簇在表面通过氢键作用形成环状的吸附构型,随着团簇尺寸的增大,由于表面空间效应,新增分子的吸附能逐渐减小,水团簇逐渐演变成复杂的双层水分子吸附构型;由于水团簇存在氢键作用,质子能够在不同水分子之间发生快速的转移.并且水分子容易在ZrCo(110)表面活性位点发生化学键断裂,其产物OH主要与表面Zr原子存在相互作用,而产物H吸附在Zr2Co空位.因此,氢键作用在水分子氧化腐蚀ZrCo(110)表面过程中扮演着非常重要的角色.

关键词：水团簇锆钴合金吸附-解离第一性原理计算

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高温高速混合陶瓷球轴承性能分析与试验研究

航空动力学报 2024年第8期39卷 496-504页

作者：郑艳伟刘公平赵滨海郝大庆陈后清洛阳轴承研究所有限公司河南洛阳471039

针对高温高速轴承易发生黏着磨损、保持架断裂等失效特征,搭建了轴承动力学分析模型和试验台架,对轴承进行了优化设计、性能分析及试验验证。研究结果表明:随着转速的增加,内圈接触应力增大,外圈接触应力减小,混合陶瓷球轴承的最大接触... 详细信息

针对高温高速轴承易发生黏着磨损、保持架断裂等失效特征,搭建了轴承动力学分析模型和试验台架,对轴承进行了优化设计、性能分析及试验验证。研究结果表明:随着转速的增加,内圈接触应力增大,外圈接触应力减小,混合陶瓷球轴承的最大接触应力大于全钢轴承;随着转速的增加,滚动体与保持架的碰撞力、保持架打滑率和旋滚比均增加,保持架稳定性降低,全钢轴承的保持架打滑率和旋滚比均大于混合陶瓷球轴承,滚动体与保持架碰撞力相当;自主搭建了试验台进行试验研究,当供油温度110℃,转速为120 000r/min时,混合陶瓷球轴承温度低于全钢轴承,混合陶瓷球轴承振动加速度低于2.0g,全钢轴承振动加速度低于4.0g,通过供、回油温差,可判断混合陶瓷球轴承温升低于全钢轴承;试验验证了混合陶瓷轴承较全钢轴承更适用于高温高速工况。

关键词：高温高速混合陶瓷球轴承接触应力旋滚比