六面顶压机高压腔体温度场的数值模拟

 以有限元法为分析手段,在模型和边界条件适当简化的条件下,对六面顶压机高压腔体的温度场进行了数值模拟计算,得出了腔体内的温度分布。在此基础上通过调整模型参数,定性讨论了样品组装设计中组装材料、加热器形状以及导电金属环厚度对温度场的影响。数值模拟结果表明：用氧化锆替代叶蜡石作为堵头和保温材料可以提高样品区的温度,降低功率的消耗并减小样品区的温度梯度;与圆筒形加热器组装相比,中间厚两端薄的变圆筒形加热器组装能提供更高的样品中心温度和较小的温度梯度;使用导电金属环的加热组装时,适当增加金属环的厚度有利于获得较理想的温度分布。研究结果对优化高压实验的样品组装设计、改善温度梯度及保护设备具有一定的参考价值。     

六面顶压机上常温高压超声测量的样品组装设计

 简要介绍了高压超声测试技术中样品组装的设计原则。设计了一套新的样品组装,并测量了纯Al和纯Cu在常温下的等温状态方程。实验结果表明,新的组装能够实现较理想的准静水压加载,同时也能够测试出良好的超声信号。分析了六面顶压机上常温超声测量的主要误差来源。     

国产六面顶压机多晶种法合成宝石级金刚石单晶

对国产六面顶压机平台下使用多晶种法合成宝石级金刚石单晶进行了系统的研究. 通过合理调整温度梯度法的合成腔体组装, 采用多晶种法, 探索多晶种法金刚石合成的压力和温度区间, 在单个合成腔体内放置3–5颗金刚石晶种, 成功合成出多颗(3–5)优质Ib型宝石级金刚石单晶. 多颗晶种的引入, 单次实验合成的多个金刚石晶体晶形及品质一致; 同时, 晶体的整体生长速度也有明显的增大. 多晶种法金刚石单晶合成的研究, 可以有效地利用腔体空间、提高单次金刚石单晶合成的效率, 解决压机大型化下高温高压资源利用率低的问题; 同时, 为宝石级金刚石单晶商业化生产提供重要的依据. 关键词： 金刚石 国产六面顶 多晶种 温度梯度法     

六面顶压机集中控制系统的组态设计

 将近年来流行的组态软件设计方法用于六面顶压力机控制系统的改造。测试数据表明,短设计周期和低设计成本速成的本控制系统，在压力和温度的跟踪、控制和保持的精度等方面都达到或超过了设计要求。通过实时组态，实现了负载罐体内部温度/加热功率和内部压力/表观压力的直接比较和自动转换；利用内嵌数据库能在后期分析现场数据；还可以利用Internet组态，方便地实现设备的远动和数据的远程访问。对本控制系统的改造成功，有助于对其它类似测控装置的改造。     

基于铰链式六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置

报道了一种新型二级6-8型大腔体静高压装置.该装置是以国产DS6×800T铰链式六面顶压机为构架,在其六面体压腔中直接放入二级6-8模(球分割)增压装置以产生10GPa以上的压力,还实验了不同规格的预密封边和不同密度的叶蜡石对压力产生效率的影响,在室温下用BiⅠ-Ⅱ(2.55GPa),Ⅲ-Ⅴ(7.7GPa)和SnⅠ-Ⅱ(9.4GPa)在高压下的相变对14／8(8面体传压介质边长／8面体压腔边长)规格压腔进行了压力标定.实验结果表明,该系统可以在加载压力(油压)约为3×10⁶N(～42 关键词： 铰链式六面顶压机 6-8型球分割大腔体静高压装置 压力标定     

高压下国产六面顶压机铰链梁和工作缸的应力分析

运用有限元理论,基于ANSYS对国产六面顶压机的铰链梁、工作缸和销轴进行了接触分析。模型中首次引入销轴,约束销轴的运动,使凸耳处的载荷情况更接近实际工况,避免了对铰链梁和工作缸单独分析所进行的大量近似和简化。模拟结果表明:铰链梁上的vonMises应力峰值主要分布在凸耳内通孔处,最大应力值为348.32 MPa;工作缸上的von Mises应力峰值主要分布在工作缸底部圆弧处,最大应力值为242.87 MPa;应力峰值均低于许用应力(486.67 MPa)。模拟结果得到了大量高压实验的验证。     

二次加压对六面顶压腔压力发生效率和 压力密封性能的影响

随着六面顶压机大腔体静高压技术的发展,复杂多变的压力加载工艺被应用于高压科学研究和材料制备,但是不同压力加载工艺对压力发生效率和压力密封性能的影响尚未被充分研究。本工作在六面顶压机高压腔体和密封边内置入电路,通过原位测量Bi、Tl、Ba和锰铜丝的电阻,标定了一次加压和二次加压两种不同压力加载工艺下外部加载与腔体压力及密封边压力的对应关系。实验分析结果表明,二次加压工艺会导致腔体和密封边的压力发生效率明显降低,同时也会降低压力密封性能最差时对应的外部加载。此研究可为高压装置和压力加载工艺的优化设计提供指导。     

基于铰链式六面顶压机的二级6-8模超高压大腔体内置加热元件的设计与温度标定

 首次报道了一种新型的基于铰链式六面顶压机的二级6-8模大腔体静高压装置的内置加热元件的设计与温度标定。此加热组装结构简单,升温快,保温效果好,并有效地解决了国外基于两面顶压机构架下的二级6-8模内加热组装中热电偶在施加压力时易断的问题。以低成本的碳管为加热元件,采用直接和间接两种加热方式,用双铂铑（Pt6%Rh-Pt30%Rt）B型热电偶进行温度测量,并根据实验过程中加热功率与腔内实际温度的关系,对不同压力下腔体内的温度进行了标定。实验结果表明：此加热系统的油压达到40 MPa（腔体压力约10 GPa）时,温度可以达到1 700 ℃以上;在油压为30 MPa、样品室温度为1 000 ℃时,保温时间可达2 h,甚至更长;实验中获得样品的直径可达3 mm,高度可达7 mm,实现了在高温超高压条件下大样品的制备,满足了实验对产生高温超高压条件的需要。     

一种中高温热泵混合工质的实验研究

提出了一种适用于90-110℃冷凝温度范围的HFC类中高温热泵非共沸混合工质,其理论循环性能优于CFC114,实测COP为纯工质HFC245fa的97.2%-130.6%、制热量高于HFC245fa。     

一种新型中高温热泵非共沸工质的理论与实验分析

针对工业生产中存在大量可资利用的余热资源,以能够利用余热资源的中高温热泵系统为研究对象,对绿色非共沸混合工质及其循环特性展开了理论和实验分析.通过理论计算筛选出非共沸混合工质ZM1(R125/R152a/R245fa),进行了多工况的实验研究,并与已经使用的由R22和R142b组成的混合工质ZM2在同等工况下进行了对比.结果表明,在满足用户需求这一层面上, ZM1和ZM2水平相当,加上其绿色环保的特性,达到了替代工质的要求,具有成为中高温热泵工质的潜质.     

几种中高温热泵工质的循环性能实验研究

出于对工质自身环境特性和系统运行性能对环境的综合影响的考虑,对理论循环性能优良的HCFCs工质HCFIC124、HCFC142b,含有HCFCs的二元混合工质MB3B、 MB3C、 MB1B和三元混合工质MT1C,在冷凝温度为60～90℃的中高温热泵工况范围内,进行了循环性能对比实验研究.实验在水-水蒸汽压缩式热泵实验台上、以指定工质侧参数的实验方式进行.结果表明, 6种工质的实验循环性能优良.与ODP为0、具有在冷凝温度为80℃以上的工况范围应用潜力的代表性工质HFC245fa相比,在HFC245fa适用的实验工况范围内,6种工质的压缩机排气温度均高丁HFC245fa; MB1B.MT1C系统的COP明显高丁HFC245fa,其余4种工质系统的COP略高于HFC245fa;6种工质系统的制热量均明显高丁HFC245fa.     

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。     

同一设计性实验两种教学模式的探索与实践——“望远镜、显微镜的设计与组装”实验的两种教学模式比较

本文讨论比较了望远镜,显微镜的设计与组装实验的两种教学模式.指出,设计性实验应充分调动学生的积极性,使他们在实验原理,实验内容,实验方法等方面充分发挥主观能动作用.经过设计性实验的训练,他们的实验能力和分析问题的能力得到更大的提高.     

一种简单而有效的防止高温光谱实验中显微物镜温度过高的装置:空气吹扫装置

地球内部是一个高温高压环境。温度对于矿物的物理-化学性质有着非常重要的影响。随着温度的升高,矿物的分子振动、弹性模量、地震波波速等诸多性质有可能发生显著的变化,从而对地球内部的相关物理-化学过程产生非常重要的影响。高温谱学研究(如高温红外及高温拉曼)对了解矿物在高温下的物理-化学性质有着非常重要的意义。尽管高温谱学研究中常用的加热台带有冷却装置,能够确保加热台在很高温度下也能正常运转(如1 500℃),然而加热元件在高温下辐射出的大量热量可能使相关光聚焦物镜系统的温度急剧升高,从而造成热损伤,进而限制了高温谱学研究的温度范围。本文的创新点在于为克服这个困难,我们提供了一种简单而有效的防止高温光谱实验中显微物镜温度过高的装置,从而扩展高温谱学研究的温度范围。通过在物镜系统的附近添加了一套空气吹扫装置,加速空气流动而带走多余的热量,从而降低物镜系统的温度。测试表明:尽管这一装置非常简单,但却非常有效;当实验温度为~1 000℃时,物镜下表面的温度由原来的~235℃下降到~68℃。利用该空气吹扫装置,我们对镁橄榄石进行了温度高达~1 300℃的原位拉曼光谱研究,实验结果与其他研究报道的结果一致。这一事实表明,通过添加该空气吹扫装置,高温谱学研究可以比较容易地在超过1 300℃的高温下进行,所用物镜系统基本没有热损伤,从而避免采用能承受更高温度的不同材质的物镜或者运用长焦距物镜的昂贵办法。     

自然复叠制冷系统——一种简易高效分凝器的设计与实验研究

在套管换热器内管中封装干燥剂颗粒制成自然复叠制冷系统的分凝器,系统运行时在分凝器内管中形成气液固三相流化传热传质现象,通过实验发现该种分凝器具有简易高效的特点。还对干燥剂的种类、颗粒大小及体积分率对分凝器性能的影响进行了研究和分析。