磁流体制备及性质研究

采用化学共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性颗粒,将其均匀分散在载液中获得磁流体.给出了表征所制备样品的宏观和微观特性图谱,探究了样品的磁热效应、法拉第效应和克尔效应,并制作了磁流体薄膜显示器.通过对磁流体样品的分析,获得其最佳的油酸钠包裹量为0.0216g/mL,样品颗粒小,稳定性高,磁热效应明显.研究发现磁流体薄膜的透射率随磁场变化明显,测量费尔德系数时必须考虑透射率的影响.磁流体样品存在异常克尔信号.     

乙醇气体的浓度对氧化锌纳米棒气敏元件电学性能的影响

以硝酸锌和氢氧化钠为原料,采用水热合成技术制备了ZnO纳米棒.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对所合成样品的晶体结构及形貌进行了表征.然后将制备的ZnO纳米粉体压制成气敏元件,研究了气敏元件在空气和不同浓度的乙醇气体中直流电阻、交流电容和阻抗的变化.结果表明,元件在室温(23 ℃)下从空气转移到20 ppm的乙醇气体中,其直流电阻减小68;.在低频段(＜104 Hz)的交流电容是随着乙醇浓度的增加而增加,阻抗随乙醇浓度的增大而减小;高频段(104 Hz至106 Hz)交流电容和阻抗变化很小,基本不受乙醇浓度的影响.当频率为100 Hz时,交流电容和阻抗随乙醇浓度的变化最大,交流电容增大98;,阻抗减小33;.     

RP-3高温氧化初始阶段反应机理的ReaxFF MD模拟

本文采用ReaxFF MD方法对一种较新的RP-3四组分替代燃料模型的高温氧化过程进行了研究。利用作者所在课题组研发的独特分析工具VARxMD,对燃烧过程中主要物种(燃料分子、O₂、C₂H₄、·CH₃)随时间和温度的演变规律及其化学反应进行了系统分析。ReaxFF MD模拟得到的燃料和氧气消耗量、乙烯和甲基自由基的生成量与相同温度和初始压力条件下CHEMKIN的计算结果处于同一量级,同时获得了详细的物质结构信息和反应列表。进一步对模拟得到的反应机理形式进行观察后发现,模拟获得的机理形式与文献中的描述一致。对燃料分子第一步反应数量的统计发现,其类型主要为攫氢反应和分子内断裂反应,且后者占主导;燃料分子第一步反应数量的统计也定性展现了不同燃烧条件下各类反应发生的可能性。对氧元素相关的反应分析发现,氧分子和C₁-C₃小分子发生的反应所占比例较大,能在一定程度上为机理简化提供有益线索。在对反应机理分析的基础上获得了RP-3四组分替代燃料体系高温氧化过程的化学反应网络。我们认为,ReaxFF MD反应分子动力学模拟、结合VARxMD对模拟结果深入分析的方法是有潜力系统认识燃料氧化反应机理的新方法,对构建燃料的燃烧反应机理库有一定的帮助。     

脉冲发电机电源宽频变化情况下锁相技术仿真

针对在基波频率变化情况下传统锁相环无法进行正确锁相的问题,提出了基于同步参考坐标系的追踪型三相软件锁相环。三相电压信号(V_a、V_b、V_c)经同步坐标变换后,得到两相静止坐标(V_α、V_β)信号,再经过旋转坐标变化后获得(V_d、V_q)信号;V_q信号经过低通滤波后,进行动态信号延迟,其延迟的时间由输出的频率信号获得;把延迟前后的信号做差,经过PID调节后输出为角频率,对角频率积分后获得稳定基波正序相位。为了验证该算法,基于matlab建立了仿真模型。仿真结果表明,该锁相环在电源基波频率线性变化情况下其相移时间小于0.2ms,在脉冲发电机电压基波频率非线性变化情况下需要经过一个周波也能获得精准地锁相,其运用于有源电力滤波器有效地抑制了脉冲发电机的输出谐波。     

HL-2M 装置环向场线圈的工程研制与调试

介绍了 HL-2M 装置环向场(TF)线圈的工程设计、关键制造工艺及其调试结果。目前，TF 线圈最大通电电流达到 42kA，对应 TF 线圈产生的磁场为 0.66T，满足 HL-2M 装置初始放电需求。      

选择性硒掺杂提高NiFe2O4/NiOOH异质结电催化析氧性能

氢能具有能量密度高、清洁无污染等优势,被认为是理想的能源,受到越来越多的关注.利用太阳能和风能等可再生能源电解水制氢是一种极具发展前景的可以规模化获取清洁氢气的能源技术,其挑战在于如何降低电能消耗并实现稳定地高速电解制氢.由于电解水阳极析氧反应(OER)涉及四电子转移,动力学过程缓慢,是电解水过程的决速步骤.因此,开发高效、廉价、稳定的OER电催化剂对于推动电解水制氢的应用至关重要.硫族化合物具有良好的导电性,对OER中间体表现出适宜的吸附/脱附能力,是一类高活性的析氧电催化剂.但在析氧反应中硫族化合物会不可避免地发生氧化,导致其结构坍塌,使其性能发生大幅衰减.NiOOH被认为是Ni(OH)2、NiSe和NiS等镍基电催化剂析氧过程中的真实催化活性位点,在析氧反应过程中表现出优异的稳定性.因此,结合硫族化合物的高催化活性和羟基氧化物的高稳定性,将有望获得高效稳定的析氧电催化剂.本文提出了一种选择性硒掺杂的策略,实现了不锈钢基底上NiFe2O4/NiOOH异质结的选择性硒掺杂,获得了硒掺杂浓度可调的NiFe2O4-xSex/NiOOH异质结电催化剂,大幅提升了其电催化析氧性能.采用X射线衍射技术、拉曼光谱、扫描电镜和透射电镜技术等对NiFe2O4/NiOOH异质结的结构、形貌和组分进行了表征.利用X射线光电子能谱和透射电镜的能量色散光谱仪对硒掺杂产物的元素组成和分布进行了分析.结果表明,硒元素仅掺杂到NiFe2O4纳米颗粒中,而NiOOH纳米片骨架保持不变,保证了催化剂在析氧过程的稳定性.NiFe2O4-xSex/NiOOH异质结电极在1 M KOH溶液中表现出较好的析氧性能,达到10和500 mA cm^?2电流密度所需要的过电位分别仅为153和259 mV,塔菲尔斜率为22.2 mV dec^?1.更重要的是,NiFe2O4-xSex/NiOOH电催化剂的电化学性能稳定性,计时电流测试表明,在10~400 mA cm^?2电流密度下可稳定工作.稳定性测试表明,催化剂在100 mA cm^?2的电流密度下可稳定工作至少300 h.电催化过程研究表明,选择性硒掺杂提高了界面间电荷输运能力,改善了电极表面的浸润性,优化了活性位点的电子结构,从而大幅提高催化剂的电催化性能.密度泛函理论计算结果表明,硒掺杂会导致NiFe2O4表面晶格发生畸变,显著改善了反应中间体的吸附过程,因此明显降低了析氧反应决速步骤的能垒.本研究结果将为未来探索高效和稳定的电催化剂提供新的研究思路.     

飞秒激光离焦抽运熔融石英产生超连续白光的实验研究

利用飞秒激光在熔融石英介质中传输产生能量达数毫焦、波长范围覆盖400-900 nm 且光谱分布较为均匀的超连续白光,实验过程中将熔融石英介质离焦放置以避免被击穿. 研究了入射激光能量以及介质离焦距离对超连续白光特性的影响. 结果表明采用高能量的入射激光脉冲离焦抽运介质的方法能够有效避免介质 击穿损伤并提高超连续白光脉冲的能量输出.     

基于莱维飞行的鸟群优化算法

针对鸟群优化算法(BSA)在求解高维多极值优化问题时容易陷入局部最优解和出现早熟收敛的情况,在原始鸟群算法的基础上,在模拟鸟群飞行行为的过程中引入莱维飞行,提出了一种基于莱维飞行的改进算法——莱维-鸟群算法(LBSA)。这种算法替换了原算法中随机的飞行位置跳变,而采用莱维飞行更新鸟群飞行后的位置,大幅提高了鸟群的位置变化活力,提高了算法的有效性。仿真结果表明,在求解高维多极值优化问题时,该算法性能优于原始鸟群算法。     

HL-2M 装置极向场线圈的结构设计与制造

介绍了 HL-2M 装置极向场(PF)线圈的结构设计和制造。16 饼 PF 线圈布置在环向场(TF)线圈空腔之 内、真空室外,沿中平面对称分布。PF 线圈采用中空矩形铜导体绕制,其中 PF1~PF4 线圈为双层螺旋绕制结构, 最大运行电流 14.5kA;PF5~PF8 线圈为多层盘式绕制结构,最大运行电流 38~42kA。      

HL-2M 装置中心螺旋管线圈结构和制造工艺概述

HL-2M 装置中心螺旋管(CS)线圈采用了 AB 两组交替缠绕、内外层轴向反向绕制的结构,AB 两组 引线对称引出。在中心螺旋管线圈制造过程中,开展了中空铜导线焊接工艺、绝缘包扎工艺、绕制工艺、内外层 跳线连接工艺、加热固化工艺等试验。研制的线圈满足对地主绝缘耐压 60kV、A/B 组匝间耐压 1kV 的设计要求。