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Al_(2)O_(3)-SiC-C质炮泥侵蚀过程热力学计算及抗渣性分析

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耐火材料 2024年第2期58卷 143-147页

作者：鞠茂奇肖扬武夏昌勇梁永和丛培源魏建修蔡玮陈金凤中冶武汉冶金建筑材料研究院有限公司湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081 首钢水城钢铁(集团)有限责任公司贵州六盘水553000

炮泥抗侵蚀性能不足会导致高炉出铁时间过短或炉前喷溅等问题,而炮泥所处不可视的“黑盒子”类服役环境,使得炮泥的侵蚀过程难以剖析。针对目前炮泥侵蚀过程模糊的问题,采用FactSage热力学软件计算了1450℃时熔渣对Al_(2)O_(3)-SiC-C质... 详细信息

炮泥抗侵蚀性能不足会导致高炉出铁时间过短或炉前喷溅等问题,而炮泥所处不可视的“黑盒子”类服役环境,使得炮泥的侵蚀过程难以剖析。针对目前炮泥侵蚀过程模糊的问题,采用FactSage热力学软件计算了1450℃时熔渣对Al_(2)O_(3)-SiC-C质炮泥的侵蚀过程,并利用动态抗渣试验分析了熔渣对其侵蚀不同时间后(侵蚀时间分别为0、8、16、24和32 min)的侵蚀情况。结果表明:在渣对炮泥的侵蚀过程中首先形成钙长石侵蚀物相,继而在Al_(2)O_(3)饱和的液相析出Al_(2)O_(3),形成Al_(2)O_(3)隔离层,进一步侵蚀后炮泥和渣在侵蚀界面形成钙铝黄长石,最终形成的侵蚀物相均会完全向液相溶解;抗渣试验结果与热力学计算结果相符,渣对炮泥的侵蚀中生成的液相和低熔点物相降低了炮泥试样的临界强度,从而导致侵蚀速率加快,侵蚀时间为32 min时,炮泥试样被渣完全侵蚀破坏。

关键词： Al_(2)O_(3)-SiC-C 炮泥热力学计算动态抗渣试验侵蚀

闭腔型氧泵测氧芯片结构参数对特征时间t_(d)的影响研究

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传感技术学报 2024年第7期37卷 1120-1125页

作者：朱旭谢光远杨开武廖清林吕俊涛王典武汉科技大学材料与冶金学院湖北武汉430081 湖北精圭锆业有限公司湖北应城432499

为了探究闭腔型测氧芯片结构参数对氧传感器特征时间t_(d)的影响,指导结构改进,优化氧传感器工作性能,采用控制变量法设计了四种不同结构的泵氧芯片并搭配自制的氧传感器进行测试,测量在不同氧气浓度下的t_(d)值,对曲线进行分析,并与推... 详细信息

为了探究闭腔型测氧芯片结构参数对氧传感器特征时间t_(d)的影响,指导结构改进,优化氧传感器工作性能,采用控制变量法设计了四种不同结构的泵氧芯片并搭配自制的氧传感器进行测试,测量在不同氧气浓度下的t_(d)值,对曲线进行分析,并与推导出的理论关联式进行比较。结果表明,当泵氧芯片增加多孔氧化锆保护层后,提升了空腔的密封性,t_(d)与氧气浓度呈良好的线性关系;使用交叉型铂电极的泵氧芯片,泵电极与氧气的接触面积更大,泵氧速率更快,其t_(d)值更小。综合来说,优选芯片结构为添加多孔氧化锆保护层同时使用交叉电极的泵氧芯片,相比于对照产品,其t_(d)与氧气浓度具有更好的线性相关性,且制造成本低,并拥有与对照产品相近的t_(d)值,从而自主研发出具有良好工作性能的工业氧传感器。

关键词：氧传感器氧化锆特征时间铂电极结构参数

SF_(6)替代型环保绝缘气体:研究、应用和展望

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7395-7411,I0023页

作者：高克利杨圆周文俊王宝山丁卫东张晓星林莘颜湘莲张博雅王邸博肖淞电网环境保护全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 湖北省武汉市430074 电网环境保护全国重点实验室(武汉大学) 湖北省武汉市430072 电工材料电气绝缘全国重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心(湖北工业大学) 湖北省武汉市430068 沈阳工业大学辽宁省沈阳市110870 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

为应对全球气候变暖趋势,强温室效应SF_(6)气体的使用管控日趋严格,而环保气体绝缘设备的研发和应用是电力系统“双碳”目标实现的重要技术方向。近年来,以全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)气体绝缘420 kV气体绝缘开关设备(gas insulated switch... 详细信息

为应对全球气候变暖趋势,强温室效应SF_(6)气体的使用管控日趋严格,而环保气体绝缘设备的研发和应用是电力系统“双碳”目标实现的重要技术方向。近年来,以全氟异丁腈(C_(4)F_(7)N)气体绝缘420 kV气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)、全氟五碳酮(C_(5)F_(10)O)气体绝缘24 k V环网柜为代表的环保电力装备,已在多个国家实现工程应用,推进电力行业的绿色低碳转型。该文主要围绕C_(4)F_(7)N、C_(5)F_(10)O这两种有推广应用前景的环保替代气体,综述分子设计技术、微观参数、绝缘性能和分解稳定性、灭弧性能、设备材料相容性、工程应用等方面的最新研究进展,并对未来工程应用技术路线选择和技术研究方向进行展望,以期为我国绿色电力装备的研发及应用提供一定的借鉴。

关键词：环保绝缘气体全氟异丁腈(C_4F_7N) 全氟五碳酮(C_5F_(10)O) 应用展望

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基于腐蚀大数据的碳钢海洋大气腐蚀行为

中国表面工程 2024年第2期37卷 58-71页

作者：夏晓健杨国威林德源李清朱仁政杨小佳陈奕扬万芯瑗严康骅韩纪层陈云翔洪毅成陈天鹏国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 国网福建省电力有限公司莆田供电公司莆田351100

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。... 详细信息

随着“一带一路”和“海洋强国”等重大战略的深入推进,沿海地区及海上重大装备设施面临着空前严峻的海洋环境挑战。深入研究海洋大气腐蚀行为,对于延缓腐蚀过程、确保设施安全运行以及防止重大安全事故和经济损失具有至关重要的意义。以Q235碳钢作为研究对象,基于腐蚀大数据技术,通过周期浸泡加速试验获取实时连续的腐蚀数据,研究环境因子Cl^(−)、HSO_(3)^(−)及pH值对碳钢海洋大气腐蚀行为的影响。结果表明:随着Cl^(−)、HSO_(3)^(−)浓度的增加或pH值的降低,腐蚀累积量呈不断上升的趋势,腐蚀大数据采集结果与碳钢试样腐蚀形貌及锈层分析结果一致。随试验的进行,当Cl^(−)浓度较低时,锈层朝着更加稳定的方向发展;Cl^(−)浓度较高时,锈层稳定性不断下降。0.05%HSO_(3)^(−)浓度下,腐蚀始终以相对较低的速率匀速进行;浓度为0.1%时,腐蚀先是匀速进行,但由于腐蚀后期形成了具有一定保护性的锈层,腐蚀速率有所下降;当浓度达到0.2%时,腐蚀速率在试验后期反而加快,锈层难以维持相对稳定的状态。试验环境pH=5或3时,整个试验周期的腐蚀速率整体呈下降趋势;pH=1时,腐蚀速率呈持续上升趋势。腐蚀大数据方法与传统挂片法研究结果具有较高的一致性,验证了腐蚀大数据手段对于环境腐蚀研究的可靠性,研究结果可为后续开展数据分析与挖掘工作奠定基础。

关键词：海洋大气腐蚀碳钢腐蚀传感器腐蚀大数据

SF_(6)断路器模拟烧蚀过程中气体分解产物特性研究

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高压电器 2024年第4期60卷 131-138,145页

作者：相中华孙尚鹏魏莹王尧平王羽马飞越国网宁夏电力有限公司银川750001 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院银川750001 武汉大学电气与自动化学院武汉430072

SF_(6)断路器灭弧室中的SF_(6)、微水微氧及固体绝缘材料在电弧作用下会分解重组,生成新的组分气体。为研究SF_(6)断路器完整电寿命周期内,开断电流后各气体分解产物体积分数的变化规律,搭建了断路器全寿命模拟烧蚀试验平台,进行了69次... 详细信息

SF_(6)断路器灭弧室中的SF_(6)、微水微氧及固体绝缘材料在电弧作用下会分解重组,生成新的组分气体。为研究SF_(6)断路器完整电寿命周期内,开断电流后各气体分解产物体积分数的变化规律,搭建了断路器全寿命模拟烧蚀试验平台,进行了69次烧蚀试验,测量了烧蚀过程中的电压电流参数和各气体分解产物体积分数。结果表明:SOF_(2)、CF_(4)、SO_(2)为主要产物,SO_(2)F_(2)、SOF_(4)体积分数较低,H_(2)S不能稳定检出;SOF_(2)、CF_(4)、SO_(2)、SO_(2)F_(2)体积分数均随烧蚀次数增加而增加。主要产物中,SOF_(2)和SO_(2)的生成量与电弧能量呈线性关系;CF_(4)生成量与电弧能量之间没有明显规律,其原因可能在于电弧对于固体绝缘材料的烧蚀具有随机性。吸附剂对SOF_(2)与SOF_(4)吸附作用显著,对其余产物未表现出明显的吸附效果。最后提出了通过SO_(2)体积分数评估断路器剩余电寿命的方法。

关键词： SF_(6)断路器气体分解产物电弧能量电寿命

温度和湿度对乙二醛聚合物加固饱水梓木文物性能和微观结构的影响

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文物保护与考古科学 2024年第3期36卷 9-18页

作者：吴涛周和荣王珂魏彦飞方北松赵阳省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室(武汉科技大学) 湖北武汉430081 甘肃省文物考古研究所甘肃兰州730030 荆州文物保护中心湖北荆州434000

乙二醛聚合物加固饱水梓木文物在自然环境或者博物馆存放时,受环境因素如温度和湿度的影响会导致文物发生劣化。本研究采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法研究了乙二醛聚合物脱水加固饱水梓木试样在不同温度和湿度环境中性... 详细信息

乙二醛聚合物加固饱水梓木文物在自然环境或者博物馆存放时,受环境因素如温度和湿度的影响会导致文物发生劣化。本研究采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法研究了乙二醛聚合物脱水加固饱水梓木试样在不同温度和湿度环境中性能与微观结构变化。结果显示,饱水梓木文物材料经乙二醛聚合物脱水加固后,乙二醛聚合物与梓木细胞壁结合紧密,部分填充于梓木细胞内加固梓木细胞壁。试样在25℃和50%RH环境中试验30 d其结构和性能无明显变化。在60℃和50%RH环境中试验30 d,试样内部的乙二醛聚合物逐渐均匀附着于细胞壁且表面平滑,试样横截面断口平整;但试样表面的乙二醛聚合物逐渐消失,暴露出木材本体。在25℃和95%RH环境中乙二醛聚合物吸湿性明显增强,其与水的结合能力高于梓木细胞壁,乙二醛聚合物与细胞壁之间的结合被破坏,失去加固效果,但仍填充于细胞中。最后分析了温湿度对乙二醛聚合物加固饱水梓木性能与结构的影响机制,并提出了试样在吸湿和脱水过程中乙二醛聚合物与梓木细胞壁的结构变化模型。

关键词：饱水梓木文物乙二醛聚合物温度湿度 SEM

水下通信装置耐压壳体的机械结构设计仿真方法研究

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舰船科学技术 2024年第16期46卷 72-76页

作者：李光军陈佳伟杨靖胡湘生中国船舶集团有限公司第七二二研究所湖北武汉430205 武汉科技大学湖北武汉430205

本文创新性地提出耐压壳体机械结构参数化设计的通用方法。通过Ansys软件提供的APDL语言,完成机械结构的参数化自动仿真任务,有效缩减了工程师的机械设计周期。同时,针对耐压壳体基本的使用工况,本文基于力学理论分析方法,提出耐压壳体... 详细信息

本文创新性地提出耐压壳体机械结构参数化设计的通用方法。通过Ansys软件提供的APDL语言,完成机械结构的参数化自动仿真任务,有效缩减了工程师的机械设计周期。同时,针对耐压壳体基本的使用工况,本文基于力学理论分析方法,提出耐压壳体的通用结构设计方法和需要关注的关键设计指标。

关键词：结构设计耐压壳体数字化仿真计算材料力学

镁尖晶石砖在RH真空处理的应用及对钢水增铬的影响

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炼钢 2024年第1期40卷 47-51页

作者：曹一孔勇江饶江平刘黎付刚强徐志华武钢耐火材料有限责任公司湖北武汉430083 武汉钢铁有限公司炼钢厂湖北武汉430081 宝钢股份中央研究院(武钢有限技术中心) 湖北武汉430080

针对武汉钢铁有限公司炼钢厂RH真空处理装置使用镁铬砖存在的铬污染及钢水增铬问题,以大结晶电熔镁砂、铝镁尖晶石、金属铝粉和硅粉为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制备了RH真空用镁尖晶石砖,在该炼钢厂进行了工业应用试验,三炼钢分... 详细信息

针对武汉钢铁有限公司炼钢厂RH真空处理装置使用镁铬砖存在的铬污染及钢水增铬问题,以大结晶电熔镁砂、铝镁尖晶石、金属铝粉和硅粉为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,制备了RH真空用镁尖晶石砖,在该炼钢厂进行了工业应用试验,三炼钢分厂RH真空插入管平均使用寿命130次,底部槽平均使用寿命384次,使用寿命与镁铬砖相当。四炼钢分厂RH真空插入管平均使用寿命97.17次;底部槽平均使用寿命194.28次;冶炼电工钢条件下寿命有所降低。镁尖晶石砖与镁铬砖相比增Cr质量分数平均降幅64.49%,利于降低钢水中的Cr含量。

关键词： RH真空无铬化镁尖晶石砖炼钢精炼增铬

EPS处理对QStE700TM钢氢脆敏感性影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 691-699页

作者：徐云峰王少峰何龙刘冬黄峰刘静武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 杭州金固环保设备科技有限公司杭州311400 宝钢股份中央研究院武钢有限技术中心武汉430080

采用慢应变速率拉伸(SSRT)和双电解池电化学氢渗透等手段,研究了湿法抛丸(EPS)、酸洗和干式抛丸3种表面处理工艺对QStE700TM高强结构钢氢脆敏感性及氢渗透动力学参数的影响规律;并结合不同处理工艺钢板试样表面氧化铁皮残留、硬度和残... 详细信息

采用慢应变速率拉伸(SSRT)和双电解池电化学氢渗透等手段,研究了湿法抛丸(EPS)、酸洗和干式抛丸3种表面处理工艺对QStE700TM高强结构钢氢脆敏感性及氢渗透动力学参数的影响规律;并结合不同处理工艺钢板试样表面氧化铁皮残留、硬度和残余应力变化,探讨了EPS工艺对QStE700TM钢氢脆敏感性影响机理。结果表明,EPS工艺处理QStE700TM钢试样的氢脆敏感性仅为8.1%,相较于酸洗和干式抛丸工艺分别降低了12.7%和20.5%。这与EPS工艺处理钢板表面氧化铁皮残留少,残余应力为-150~-300 MPa范围内的压应力有关。另外,EPS处理钢试样因更小的氢扩散通量(J∞L)和有效氢扩散系数(Dapp)及更大的滞后时间(tL)和阴极侧次表面氢浓度(c0),表现出比干式抛丸工艺处理钢试样更好的阻碍氢扩散性能,进而表现出更低的氢脆敏感性。综合考虑,EPS工艺是一种全新、可靠的和低碳环保的高强钢表面除鳞工艺。

关键词： QStE700TM钢 EPS处理氢脆敏感性