3 GPa熔融盐固体介质三轴高温压力容器的轴压摩擦力标定

 在温度标定和围压标定的基础上,采用轴压循环方法,对3 GPa固体介质三轴高温高压实验系统的轴压摩擦力进行了标定,分析了围压、温度、轴向位移速率、装样方式（盐套类型）等实验条件对轴压摩擦力的影响。结果表明：静摩擦力、挤压摩擦力和滑动摩擦力3种轴压摩擦力对轴向应力的影响不同,其中静摩擦力和挤压摩擦力对轴向应力的影响很小,影响应力精度的主要是滑动摩擦力。静摩擦力及滑动摩擦力与围压正相关;静摩擦力与轴向位移速率正相关,但受其影响较小,滑动摩擦力不受其影响;静摩擦力和滑动摩擦力与温度负相关,并且受其影响较显著;盐套类型对轴压摩擦力的影响较大,当实验条件接近盐套熔点时,轴压摩擦力显著降低,当样品周围的盐套处于熔融状态时,轴压摩擦力最小。基于此,确定了标定轴压摩擦力的具体步骤,并对角闪岩的应力-应变曲线进行了轴压摩擦力标定。对比轴压摩擦力校正前、后的应力-应变曲线发现,经过轴压摩擦力校正的应力-应变曲线能更好地反映样品的实际变形情况。     

3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴压力容器的温度标定

 由于新研制的3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴实验系统改进了高压容器的装样方式以及样品的尺寸,需要对新装置的压力容器进行温度标定,为此采用多个NiCr-NiSi热电偶,在围压为0.5 GPa时对样品内部和周围的温度分布进行了研究。实验结果表明,样品外侧相对于样品中心上1/3位置热电偶监测到的温度与其它位置监测到的温度之间具有良好的线性关系,它们之间的斜率大小可以直接反映出温度的高低。样品外侧相对于样品中心上1/3位置与下1/3位置监测温度基本相同,也可以作为实验控制温度;样品中心温度比样品外侧相对于样品中心上1/3位置和下1/3位置监测温度低4%;样品底部温度比样品中心温度低5%;样品内部相对于样品中心下1/4位置温度比样品中心低2%。样品的温度从中间向两端对称式递减,在样品尺寸范围内,样品的垂直温度梯度恒定（900 ℃为16 ℃/mm）。本设备样品温度分布和温度控制精度与国际同类型实验设备相类似,达到了国际同类设备的水平。     

YJ-3000t型紧装式六面顶大腔体高温高压实验装置样品室的压力标定

 在温度为389~1 245 ℃和砧面压力为1.0~5.0 GPa的条件下，利用金属高压熔融标定法，采用Cu、Al、Zn和Pb四种金属，对YJ-3000t型紧装式六面顶大腔体高温高压实验装置样品室内的实际压力进行了标定。通过对由四种金属所获得的标定结果的多项式三维模拟，获得了以叶蜡石为外传压介质、氧化铝为内传压介质的情况下，由砧面压力和样品室温度估算样品室内实际压力的定量表达式。该结果可为今后该设备上类似实验组装中样品腔内实际压力的估算提供方便准确的压力标。     

基于拉曼频移的白宝石压腔无压标系统高温高压实验标定

在高压实验科学中, 各类宝石压腔是最为常见的高压设备之一, 其样品腔中压力的精确标定是实验的关键. 目前, 人们主要通过加入红宝石等压标物质来进行定压, 但压标物质的加入会增加实验的装样难度, 改变样品腔中的物理化学环境, 甚至直接与实验样品发生反应, 从而对实验结果产生影响. 在0–6.3 GPa和300–573 K下, 利用共聚焦拉曼显微镜, 根据白宝石压砧砧面的ν₁₂ 拉曼频移与温度和压力的变化关系, 建立了一套适用于高温高压水热体系的无压标白宝石压腔系统. 实验结果表明: 白宝石砧面的ν₁₂ 峰随着压力的升高发生线性蓝移, 而随着温度升高则发生线性红移, 且温度和压力对拉曼频移的影响存在耦合效应. 利用本实验结果, 可在高温高压下根据白宝石砧面的拉曼频移计算出样品腔的压力P=(Δλ-0.01913×ΔT)/(1.9158-0.00105×ΔT), 在物理学、材料学和地球科学等领域具有重要应用.     

利用围压提高二级大腔体静高压装置压力极限的初步实验探索

采用基于国产铰链式六面顶压机二级6-8型大腔体静高压装置中的10/4(即八面体传压介质边长为10mm,二级WC-Co硬质合金立方块截角边长为4mm)组装,选择不同的围压材料和传压硬质合金台棱、圆片,在室温下用ZnTe的高压相变对压腔进行了压力标定。实验结果表明,叶蜡石是较合适的围压材料;但由于传压台棱、圆片自身强度的限制,及一级压腔形成的围压值较低等原因,致使实验没有达到预期的末级压砧围压增强效果。通过结合两种压腔的力学简化模型分析得知,围压材料与二级增压装置的预密封边共同形成了二级压腔的密封边,该大面积密封边消耗了系统的大部分加载力,因此在围压实验中没有观测到二级6-8型大腔体静高压装置压力极限的提高。     

0.1~800 MPa压力下方解石拉曼光谱的实验研究

 利用石英的拉曼谱峰与温度和压力的关系，检验了在金刚石压腔中用方解石拉曼谱峰确定体系压力的可行性，并初步确定了在常温下方解石的拉曼谱峰与压力的关系。实验研究结果表明：在实验的压力范围内方解石稳定，且其1 085 cm^-1 谱峰约为石英464 cm^-1谱峰的3倍强度，因此非常适合作为热液金刚石压腔的压力标定物。在温度26 ℃、压力0.1~800 MPa条件下，方解石的拉曼谱峰（1 085 cm^-1）随着压力的增加，呈线形增大，其关系式为：p(MPa)=192×(ν_p－1 085)－21.8，1 085 cm^-1<ν_p<1 090 cm^-1。     

超高压处理对海参自溶酶活性影响的研究

 海参的超高压处理与传统的处理方法相比有许多优越性,具有十分广阔的应用前景。研究了超高压处理过程中压力（0.1~550 MPa）、保压时间（0~30 min）、温度（24~62 ℃）及保压方式对海参自溶酶活性的影响。在室温、保压20 min的条件下,200 MPa左右较低压力下酶活性降低,相对残存活性为88.25%;250 MPa较高压力下自溶酶被激活,酶活性为106.77%;550 MPa高压下酶活性最低为29.81%。自溶酶活性随保压时间和温度的增加先上升后下降;保压方式对自溶酶活性的影响不大。同时利用误差反向传播神经网络（Back Propagation Neural Network,BP人工神经网络）,模拟了超高压钝酶效果,与实验结果比较,平均相对误差为0.9%,可以获得较好的预测结果。研究结果表明,在一定的压力、保压时间和温度下,酶被激活,其活性上升;而在一定的压力、保压时间和温度下,酶被钝化,活性降低。对优化海参超高压钝酶工艺具有一定的参考价值。     

超高压处理对多酚氧化酶活性的影响

 研究了超高压中温协同处理对砀山梨汁中多酚氧化酶活性的影响,实验压力为0.1~500 MPa,温度为20~60 ℃。此外,考察了不同pH值（3~7）和保压时间（2~34 min）超高压处理对酶活性的影响。实验结果分析表明：在处理温度为50 ℃、保压时间为10 min和梨汁pH值为5的条件下,200~300 MPa处理梨汁时多酚氧化酶被激活,活性表现最高;500 MPa时酶的活性下降到75.3%。协同温度为30 ℃处理梨汁时,酶的活性反而增大;30 ℃以后,酶活性随温度升高而迅速降低;有效协同高压处理的温度为40 ℃。随着保压时间的延长,梨汁中过氧化物酶的活性减小;18 min以前下降速度较快些,之后下降速度变缓。pH在5~6之间,酶的残留活性最大;pH值为6时,梨汁中多酚氧化酶最为耐压。     

石英岩脆塑性转化的实验研究

 在温度500~1 000 ℃、围压1 251~1 440 MPa条件下进行了石英岩脆塑性转化的实验研究。通过力学行为和变形微观结构研究表明,在实验温度和压力范围内,石英岩经历了半脆性破裂、半脆性流动和塑性变形3种变形阶段。随着温度升高,石英岩在变形机制上发生了两次转化,从半脆性破裂向半脆性流动转化发生在700~800 ℃,从半脆性流动向塑性变形转化发生在900~950 ℃,这两个变形阶段的转化温度比Hirth（1994）给出的各阶段转化温度高100 ℃。在塑性变形域的大应变实验样品中发现了柯石英。     

温压协同处理黑莓β-葡萄糖苷酶失活动力学研究

 以黑莓β-葡萄糖苷酶为对象,研究其温压协同条件下的失活动力学规律,可为超高压食品处理技术的工业化和花色苷的保留提供有力的技术支持。实验压力为300~600 MPa,温度为35~55 ℃。结果表明：β-葡萄糖苷酶在温压协同条件下的失活过程为两个阶段,第一阶段用瞬时失活值描述,压力和温度影响其大小,不受保压时间影响;第二阶段将β-葡萄糖苷酶分为稳定部分和敏感部分,β-葡萄糖苷酶的失活过程用双相一级反应动力学模型描述,其失活速率常数随温度、压力的升高而增大。敏感部分和稳定部分在400 MPa、55 ℃条件下,失活速率常数K_L和K_S分别为2.777和0.047 min^-1,二者失活90%所需时间D_L和D_S分别为0.83和49.1 min。在400 MPa条件下,敏感部分的D值减少90%所需增加的温度T_Z和活化能E_a分别为23.36 ℃和81.95 kJ/mol;在45 ℃条件下D值减少90%所需增加的压力p_Z和活化体积V_a分别为1 111 MPa和-5.02 cm³/mol。     

新型低熔点熔盐黏度的实验研究

熔盐因其具有广泛的使用温度范围,低蒸气压,大热容量,低黏度,良好的稳定性,低成本等诸多特性已成为聚光太阳能热发电中颇有潜力的传热蓄热介质。准确的熔盐热物性对于太阳能发电过程中介质的传热蓄热性能有重要影响。其中熔盐黏度作为重要的热物性之一,对于提高传热效率和降低流动阻力具有决定作用。本文利用研制的高温黏度测量仪对水和HITEC盐的黏度温度特性进行了实验研究,实验结果与文献数据具有较好的一致性,证明了该高温熔盐黏度仪的可靠性。为了降低混合熔盐的熔点,改进其热物性能,本文对Solar Salt进行改性研究,得到两种新型低熔点混合熔盐,并测定得到了黏度温度特性曲线。结果表明,改性后的高温熔融盐黏度有所降低,有利于降低太阳能热发电熔盐传热管路系统的阻力和成本。     

Layering of confined water between two graphene sheets and its liquid-liquid transition

Molecular dynamics(MD) simulations are performed to explore the layering structure and liquid–liquid transition of liquid water confined between two graphene sheets with a varied distance at different pressures. Both the size of nanoslit and pressure could cause the layering and liquid–liquid transition of the confined water. With increase of pressure and the nanoslit's size, the confined water could have a more obvious layering. In addition, the neighboring water molecules firstly form chain structure, then will transform into square structure, and finally become triangle with increase of pressure. These results throw light on layering and liquid–liquid transition of water confined between two graphene sheets.     

混合氯化熔融盐的腐蚀性实验

混合氯化盐是一种非常有前途的高温传热蓄热介质.为了确定混合氯化盐传热蓄热系统适用的金属材料,本文对2520、304、321和316L四种常用不锈钢在混合氯化盐中的腐蚀情况进行了实验研究,并与混合硝酸盐的腐蚀特性进行了对比.结果表明,混合氯化熔盐比混合硝酸盐对四种不锈钢的腐蚀性要大几十倍,混合氯化盐对四种不锈钢腐蚀速率从大到小依次为316L、304、321和2520.     

Pressure effect on the electron mobility in AlAs/GaAs quantum wells

By taking the influence of optical phonon modes into account, this paper adopts the dielectric continuum phonon model and force balance equation to investigate the electronic mobility parallel to the interfaces for AlAs/GaAs semiconductor quantum wells (QWs) under hydrostatic pressure. The scattering from confined phonon modes, interface phonon modes and half-space phonon modes are analysed and the dominant scattering mechanisms in wide and narrow QWs are presented. The temperature dependence of the electronic mobility is also studied in the temperature range of optical phonon scattering being available. It is shown that the electronic mobility reduces obviously as pressure increases from 0 to 4GPa, the confined longitudinal optical (LO) phonon modes play an important role in wide QWs, whereas the interface optical phonon modes are dominant in narrow QWs, the half-space LO phonon modes hardly influence the electronic mobility expect for very narrow QWs.     

不同表压下芪盐LB膜二阶光学非线性的研究

研究了芪盐在不同表压下制备的ＬＢ膜的二阶光学非线性。测量得到在低表压增强的二次谐波信号。对比芪盐的π－Ａ曲线和透射光谱，认为在ＬＢ膜中芪盐以固相态存在，低表压时的固相态聚集体的吸收峰３５１ｎｍ使四阶非线性极化率Ｘ＾（４）（－２ω：ω，ω，ω，－ω）产生共振强，四阶光学非线性现象对二次谐波信号产生影响。     

Optimization of a New Design of Molten Salt-to-CO2 Heat Exchanger Using Exergy Destruction Minimization

One of the ways to make cost-competitive electricity, from concentrated solar thermal energy, is increasing the thermoelectric conversion efficiency. To achieve this objective, the most promising scheme is a molten salt central receiver, coupled to a supercritical carbon dioxide cycle. A key element to be developed in this scheme is the molten salt-to-CO₂ heat exchanger. This paper presents a heat exchanger design that avoids the molten salt plugging and the mechanical stress due to the high pressure of the CO₂, while improving the heat transfer of the supercritical phase, due to its compactness with a high heat transfer area. This design is based on a honeycomb-like configuration, in which a thermal unit consists of a circular channel for the molten salt surrounded by six smaller trapezoidal ducts for the CO₂. Further, an optimization based on the exergy destruction minimization has been accomplished, obtained the best working conditions of this heat exchanger: a temperature approach of 50 °C between both streams and a CO₂ pressure drop of 2.7 bar.     

Novel multi-tubular fixed-bed reactors’ shell structural analysis based on numerical simulation method

In the present contribution, a numerical study of fluid flow and heat transfer performance in a pilot-scale multi-tubular fixed-bed reactor with a novel configuration for propylene-to-acrolein oxidation reaction is presented using a three-dimensional computational fluid dynamics method (CFD) to ensure the uniformity condition using molten salt as a heat carrier medium on shell side. The effects of multiscale structural parameters including the number of baffles, baffles cut, central nontube region and the number of flow channels on pressure drop and heat transfer are considered. The simulations suggest that heat transfer coefficient per pressure drop is reduced with increasing number of baffles. By the single factor sensitivity analysis it was shown that the central region is the key factor in the structural design of a multi-tubular fixed-bed reactor.     

金刚石砧高压实验中压强传递介质对实验的影响——镁铝榴石状态方程的实验测定

 采用氩气作传压介质测得的状态方程数据，在高压区，与酒精溶液作传压介质的情况极为不同。因此，对于高弹性模量材料，使用酒精溶液，不能有效地工作到超过20 GPa的范围。本文也比较了氩气压强规的使用情况。