高温热物性测试系统的热防护设计

采用稳态法测量高温条件下的材料热物性参数,需设计有效的热防护结构。本文设计了隔热材料和多层金属屏相结合的热防护结构,根据能量平衡方程和同心圆柱面辐射换热方程建立了热防护结构的稳态传热模型。分别讨论了隔热材料热导率、金属屏发射率、隔热材料厚度、金属屏层数对隔热结构性能的影响。结果表明:当选用碳纤维硬毡作为隔热材料,厚度105 mm,金属屏表面发射率为0.05,金属屏层数为5层,可以达到最佳隔热效果。     

烟煤煤焦高温热失活特性

通过热重(TG)实验研究了不同温度和时间下烟煤煤焦反应性的变化特性,辅助拉曼光谱对烟煤煤焦反应性变化的原因进行了分析,得到了煤焦热失活动力学模型。结果表明,随着热处理温度(HTT)和时间的增加,煤焦的反应性逐渐降低;煤焦的有序化程度随着热处理温度的升高而加深,说明煤焦在高温热处理下结构趋于稳定,是煤焦失活的主要原因.改进并用实验值验证了Salatino等人提出的煤焦热失活动力学模型,得到了可以用于CFD软件的煤焦热失活动力学模型.     

金属材料在极高应变率下的力学性能测试

金属材料广泛应用于国防工业和民用工程中,了解金属材料在强动载荷作用下的力学性能对武器和防护结构的设计和评估具有重要意义。通过在二级轻气炮上进行平板撞击实验,测定了93钨合金和921A钢在极高应变率下的动态屈服强度,详细介绍了实验的设计原理和实验数据的分析方法,并利用公式对93钨合金和921A钢的动态屈服强度进行分析。实验结果表明:93钨合金在应变率(冲击压力)分别为1.7×105 s^?1(49.5 GPa)和3.1×105 s^?1(84.1 GPa)下的屈服强度分别为2.10 GPa和2.78 GPa;921A钢在应变率(冲击压力)为3.6×105 s^?1(38.1 GPa)、4.7×105 s^?1(62.4 GPa)和6.2×105 s^?1(90.1 GPa)下的屈服强度分别为2.08、2.67和3.15 GPa;在极高应变率下93钨合金和921A钢的动态增强因子为2~3。     

高导热高电绝缘AlN的微结构及低温热特性分析

本从低温微结构工程学的观点，比较A1N中加入Sm2O3、Dy2O3、Sm2O3-Dy2O3稀土烧结助剂的热导率、第二相铝酸盐的变化，探讨了铝空位和氧影响A1N的热导性,从A1N的热导率与微结构的比较表明微结构的区别可能是铝酸盐相形成品间液相润湿粉体性质的差异，但这种差异不能影响烧结行为，因此热导率和微结构之间不能建立清晰的相关性,实验装置以C—M制冷机为冷源，用低温多路数据采集系统测量了A1N—5wt％Sm2O3-Dy2O3材料在低温30K—160K的热导率，在本实验温区其热导率随温度升高而增大，实验表明该材料可以作为高温超导直接冷却要求的高导热高电绝缘器件材料。     

表面光散射法正十六烷高温热物理性质研究

为拓展高温下流体黏度和表面张力的测量,改进了原有的表面光散射实验系统,将实验的温度区间拓展至570 K,改进后的系统在整个温区内测量黏度和表面张力的扩展不确定度分别为2％和1％(k = 2).利用新的实验系统研究了正十六烷在353～547 K温度范围内的黏度和表面张力,并利用实验数据分别拟合了温度倒数多项式和van d...     

GaAs光阴极高温热清洗北大核心CSCD

GaAs光阴极在进行Cs-O激活前,激活层表面必须达到原子级洁净。最常用且最有效的洁净方法是高温热清洗法。然而,在热清洗过程中对处在真空系统中的光阴极表面温度进行精确测量却是非常困难的。采用ANSYS软件对GaAs光阴极热清洗过程进行热分析,得到光阴极表面的温度分布,并讨论该温度分布情况下激活得到光阴极的量子效率分布。     

冰量热计的建立及高温热焓的测定

比热是一个重要的物理参数．准确测定高温下热焓及比热值,对有关学科的研究及工程设计都是很有意义的．在高温热焓测定中,最常用的方法是落入法．它的优点是除样品及样品容器要求承受高温外,其它量热设备均在常温下工作,这就大大简化了仪器设备,方便了操作．同时,测量的温度范围可以很高．据报道,有些３０００℃左右的热焓数据就是用落入法进行测量而获得的［１,２］．我们建立了一套基于落入法原理的冰量热计,用它可?...     

用粘贴表面光栅法计算和测试金属材料应变

目前,利用光栅作为应变传感器测量材料应变引起了研究人员的兴趣。本文分析了衍射光栅法的基本测量原理,建立了一套相应的实验测试装置。该装置由光源、测试台、CCD、计算机数据采集与处理等部分构成。利用该装置进行了不同载荷下单向拉伸平板中心圆孔附近应力应变分布的实验,结果令人满意。由于借助CCD和计算机进行数据采集与处理,可实现金属材料应变的近实时显示与测量。     

太阳能高温热化学与甲烷互补的多联产系统

本文基于高温太阳能热化学等温法循环分解H_2O或CO_2制备H_2或CO,通过在其下游加入甲烷进行重整及部分氧化反应,在进行余热余气回收的同时实现了甲醇动力多联产,提出三种系统方案并进行了能耗及效率分析。结果表明,等温法同时分解水和CO_2的甲醇动力多联产系统,可以取消水煤气变换反应及CO_2的分离单元,进行合理的热回收后达到太阳能甲醇转换效率为30.52%,制取甲醇的净太阳能能耗为65.25 GJ/t,甲烷单耗为25.74 GJ/t。采用甲烷互补的甲醇动力多联产可取代超高温换热器以及甲醇合成过程的自备电厂,与仅有太阳能作为输入的高温太阳能热化学双温法制取甲醇相比,效率可提升两倍。     

前缘一体化高温热管结构防热效果的实验研究

为了研究复杂构型前缘一体化高温热管结构在高热流密度状态下的防热效果, 设计了飞行器气动加热轨道, 实现了高温热管低状态完全启动、高状态极限考核。然后采用超声速电弧风洞驻点自由射流结合轨道模拟技术, 模拟乘波体飞行器的前缘疏导构件的气动加热环境, 开展了前缘一体化高温热管结构防热效果研究。实验结果表明, 一体化高温热管结构能够多次使用, 低状态下高温热管的启动时间约为115 s, 在高状态下结构依然有效, 降温系数达到24.5%, 验证了前缘疏导式防热结构的防热效果, 可为未来新型高超声速飞行器非烧蚀热防护系统的设计提供指导。      

高温热重生光纤布拉格光栅制备及其性能研究

通过高温(850～950℃)退火方法使光纤布拉格光栅在高温擦除后重新生长形成热重生光纤光栅,其能够在大于1 000℃以上的高温环境中稳定工作,但经高温退火处理后的热重生光纤光栅机械强度较一般光纤布拉格光栅显著下降.本文通过采用单模石英光纤进行实验,对光纤光栅的轴向应力和光纤光栅中石英分子组分的变化进行研究分析.结果表明,经过高温热退火后的热重生光纤光栅与未退火的光纤布拉格光栅相比,纤芯处压应力减少了80 MPa,远离纤芯的包层处拉伸应力由22 MPa逐渐减小;同时,随着热退火气氛中氧含量的增加,退火后生成的热重生光纤光栅SiO_2逐渐增加,占比从52.99%上升至69.92%.虽然SiO_2具有较高的密度,其机械强度大于Si_2O_3,但热退火后的热重生光纤光栅脆性仍增大,故推论:组分变化对热重生光纤光栅脆性增大无明显影响,脆性增大主要原因为高温导致的应力松弛.本文研究为提高热重生光纤光栅的机械性能,解决其脆性问题提供了可靠的理论与实验依据.     

高温热管声速极限的实验研究与理论分析

高温热管是公认的被动式高温传热器件,以及明显高于相同几何尺寸金属材料的当量导热率,使其成为研究热点,并具有广泛的应用前景.在高温热管的蒸汽流动中,当喉部流速达到声速后,会出现声速传热极限,主要表现为冷凝段温度持续降低,传热量停滞不增,以及蒸汽的阻塞状态.本文设计、制备了高温热管传热器件,以高频感应方式为热源,盘管式水冷...     

Al2O3单晶三明治结构的高温热激发电流

以Al2O3单晶和具有三明治结构的Al2O3单晶-Bi2O3-Al2O3单晶试样为研究对象,测量了在室温到750 ℃之间升温过程和降温过程中这两种试样的热激发电流,仅在三明治结构试样中检测到了热激发电流.随测量过程中升温速率的增大,降温过程中的热激发电流逐渐减小.认为热激发电流是由缺陷离子的扩散所引起,通过扩散活化能的计算发现有两种缺陷参与了热激发电流的形成.     

纳米材料的分类及其物理性能

 纳米技术是20世纪80年代末迅速发展起来的一门交叉性很强的综合学科,是在0.1-100纳米尺度上研究和利用原子与分子的结构,特性及其相互作用的高新技术。著名的诺贝尔奖获得者费恩曼在60年代就预言:如果对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,物体就能得到大量的异乎寻常的特性。他所说的物体就是现在的纳米材料。纳米材料研究是目前材料科学研究的一个热点,纳米技术被公认为是21世纪最具有前途的科研领域。1.纳米材料的分类以“纳米”来命名的材料是在20世纪80年代,它作为一种材料的定义把纳米颗粒限制到1-100ｎｍ范围。     

测定高温热焓和比热用的自动记录自动绝热量热装置

一、基本原理 在混合法原理测热焓方法的基础上,本文提出,当试样在10~(-3)乇以上真空度下掉落时对流热损失可忽略,而辐射热损失δQ可通过计算来修正。因此本方法不用试样盒,试样直接下落一次测定热焓。δQ按斯蒂芬-玻尔兹曼定律来计算:     

CL20/BTF共晶高温热分解ReaxFF/lg分子动力学模拟

用ReaxFF/lg反应力场模拟CL20/BTF共晶在2000~3000 K高温条件下的热分解过程,获得了势能和物种数的演化、初始反应路径及热分解产物等详细信息。通过指数函数对势能的演化曲线进行拟合得到反映特征时间等参数,采用经典的Arrhenius反应速率方程描述总包反应,获得CL20/BTF共晶的活化能E_a=60.8 kcal/mol。研究得到CL20/BTF共晶热分解的初始路径,CL20分子中N-NO₂首先断裂,在热分解起始阶段占主导作用。在不同温度条件下,CL20分子均在BTF分子前完全分解。CL20/BTF共晶的主要产物为NO₂、NO、NO₃、HNO、N₂、H₂O、CO₂、O₂、N₂O、HONO 等。温度对产物均产生一定程度的影响.     

有机光伏电池物理性能的模拟

在分析有机聚合物光伏器件物理工作过程的基础上,依据光学原理和扩散理论建立了非相干光吸收模型和激子传输模型. 模拟了限制光伏效率的光学吸收和激子扩散两个主要过程,获得了薄膜厚度与光学吸收、转换效率之间的函数关系,为增强有机薄膜的光学吸收、激子分离与传输并获得高转换效率的有机光伏电池奠定理论基础. 关键词： 有机光伏电池 光学吸收 激子扩散 模拟