基于SSPCM的新型储能型太阳能蒸馏器实验研究

本文基于定型相变材料(SSPCM)建立了新型储能型太阳能蒸馏器的实验系统,并分别对普通SSPCM和高导热SSPCM的蒸馏特性进行了实验研究。研究发现:与传统太阳能蒸馏器相比,基于普通SSPCM的储能型蒸馏器的日产量提升了7.5%,采用高导热SSPCM的日产量提升了39%。此外,本文还对蒸馏器结构进行了优化研究,研制出了太阳能选择性吸收涂层和V型波纹板复合结构两种底衬,与普通底衬相比,两种优化的底衬分别使蒸馏器的日产量提高了16.8%和9.6%。     

烧结型涂层管内R410A流动沸腾换热实验研究

文实验研究了制冷剂R410A在长1.3 m,内径4 mm的不锈钢光管和不锈钢烧结多孔涂层管内的流动沸腾换热与压降特性。实验饱和温度为10℃,进出口干度变化范围从0.1至0.9,质量流速变化范围为270～620 kg·m~(-2)·s~(-1)。实验结果表明:在进出口干度固定在0.1和0.9的工况下,烧结涂层管的流动沸腾换热系数随着质量流速的增加而降低,但是光管的1.2至1.5倍;分别固定质量流速为350和450 kg·m~(-2)·s~(-1),进出口干度差值维持在0.2时,烧结涂层管和光管的换热系数均随着干度增加先增加后急剧下降。在此工况下,烧结涂层管的流动沸腾综合强化效果是光管的2.11至3.58倍,并在高干度区域达到最大值。     

耐高温CrAlON基太阳能光谱选择性吸收涂层的制备与热稳定性

光谱选择性吸收涂层是太阳能光-热利用技术的核心部件,直接决定着整个系统的转换效率,为了提高涂层的选择吸收性和热稳定性,本文提出以金属氮化物替代金属纳米颗粒,构建纳米晶-非晶异质结构的思路,并采用多弧离子镀制备了Cr/CrAlN/CrAlON/CrAlN/CrAlON/CrAlO多吸收层光谱选择性吸收涂层,其吸收率达0.90,发射率为0.15,而且在500℃、大气条件下时效220 h后,涂层的吸收率升至0.94,发射率则降至0.10,并且能够保持稳定1000 h以上.微观组织分析表明,高温时效处理后,吸收层发生部分晶化形成了大量氮化物纳米颗粒,增加了对太阳光的散射和吸收,而CrAlO减反射层中的部分晶化形成了Al2O3和Cr2O3纳米颗粒,这不仅可以保护内部涂层不被氧化,而且Al2O3的形成可以增加太阳光的透过率,减少涂层表面反射,是多吸收层CrAlON基光谱选择性吸收涂层选择吸收性能提高的主要原因.同时,氮化物纳米颗粒被非晶基体均匀地分隔开来,形成了纳米晶-非晶异质结构,非晶在高温时效处理过程中只发生结构弛豫,从而有效地抑制了高温条件下的原子扩散,保证涂层中的纳米颗粒在高温下不发生明显团聚,这是多吸收层CrAlON基涂层具有良好热稳定性的最主要原因.这些研究结果对提高金属陶瓷光谱选择性吸收涂层的综合性能,实现更高效率的太阳能光-热利用具有重大意义.     

中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂的可控氧化制备及性能

以钛粉、钽粉为原料,炭黑作为反应性模板,通过熔盐法在炭黑表面原位生长了TaTiC_2纳米碳化物涂层,并以所得TaTiC_2/C复合物为碳化物前驱体,再经可控氧化制备出中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射(DRS)及N2物理吸附等手段对所制备的光催化剂进行形貌、显微结构及孔结构表征。以高压汞灯为紫外光源,以亚甲基蓝为目标降解物,通过光催化降解实验评价中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂的光催化活性。结果表明,熔盐法生长碳化物涂层厚度均匀(20~30 nm),碳化物主要以TaTiC_2晶相存在且具有纳米级的颗粒尺寸。中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂同时具有200 nm左右的中空大孔结构及壳层10 nm左右的介孔结构。中空大孔和介孔的存在提高了所制备催化剂对亚甲基蓝的吸附能力。此外,TiO_2与Ta2O5通过电子能带结构的耦合,有效提高了光生电子和空穴的分离效率,从而显著提高了光催化活性。nTi∶nTa=2.5∶1.5时,相应的中空Ta_2O_5/TiO_2复合光催化剂表现出最佳的光催化活性,对亚甲基蓝的紫外光催化降解率高达97%。     

一种铈（Ⅲ）配合物对含石墨粘结涂层耐蚀性的影响

为了改善含石墨粘结涂层的耐蚀性，首先对这种涂层在腐蚀环境中耐蚀性差的原因进行了分析，然后将二正丁基磷酸、ＣｅＦ＿３、Ｓｂ＿２Ｏ＿３和一种Ｃｅ（Ⅲ）配合物Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２分别添加于酚醛环氧－ＭｏＳ＿２－石墨粘结涂层中，考察了它们对这种涂层耐蚀性的影响，并对含Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２的涂层和空白样涂层进行了表面分析。盐雾试验表明，添加Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２可以有效地抑制涂层中ＭｏＳ＿２的氧化和由石墨所引起的金属底材之电化学腐蚀；根据Ｘ射线光电子能谱分析结果可知，添加Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２之所以能够提高含石墨粘结涂层的耐蚀性，应当归因于它在ＭｏＳ＿２晶体表面和金属底材表面的吸附。因此，Ｃｅ（Ⅲ）配合物Ｃｅ（ＮＯ＿３）（Ｃ＿８Ｈ＿（１８）ＰＯ＿４）＿２是含石墨粘结涂层的一种实用性能良好的新型防腐添加剂。     

圆柱基体热障涂层制备工艺中的残余应力分析

由于基体和热障涂层各层材料的热膨胀系数不同,在温度变化时各部分变形大小也不同,从而导致涂层内部产生残余应力。本文利用过盈配合模型求解圆柱形基体上热障涂层的残余应力,计算了涂层的厚度、弹性模量和热膨胀系数对残余应力的影响,并从应力角度探讨热障涂层的剥落失效。     

用于MOCVD的金属有机Ba源的制备及性质研究北大核心CSCD

金属有机化学气相沉积法(MOCVD)能够在长的柔性金属基带上连续、快速、均匀沉积YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜,因而极具开发价值.MOCVD制备YBCO涂层导体的关键技术之一在于金属有机源(MO)的制备.国外化学试剂公司在以2,2,6,6-4甲基-3,5庚二酮(thd)为配体的MO源上技术较为成熟,并已实现商业化生产,但是价格昂贵,其中Ba(thd)2价格约为700元/g.另外,与Y(thd)3和Cu(thd)2相比,Ba(thd)2挥发性、稳定性差且制备困难.本文对金属有机Ba源的制备、稳定性及真空下的蒸发特性进行了研究.通过引入助配体四乙烯基戊胺,该Ba源的蒸发温度比纯的Ba(thd)2更低,稳定性更高,且成本仅为30元/g,对于降低YBCO高温超导带材的制备成本具有重要意义.采用该Ba源制备的300nm厚YBCO薄膜的Jc达到2.0MA/cm2(77K,0T),表明其具有很好的实用性.     

环氧/氟碳复合涂层的制备及其耐磨、防腐性能

为提高氟碳树脂涂层在金属基体上的疏水性和耐磨、防腐性能,采用简单共混方法制备了环氧树脂(EP)改性氟碳树脂(FEVE)复合涂层EP/FEVE.采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确定复合涂层的组成和结构,并基于干摩擦和模拟海水(3.5％NaCl溶液)摩擦测试与电化学阻抗谱(EIS)测试研究了复合涂层的耐磨、防腐性能及机...