高温下活塞-圆筒容器内叶腊石介质的对称与不对称摩擦损耗

 本文用测定铅的熔化曲线的方法来研究高温下活塞-圆筒容器中叶蜡石介质的摩擦损耗。发现叶蜡石在高温高压条件下，其不对称摩擦明显增高，因此不能应用常温下的压力定点方法标定压力。这些不对称摩擦很可能来源于叶蜡石在高温和常温状态下具有的较为悬殊的力学性能差别，从而导致了样品组装内部高温区与外层低温区之间负的差载效应。研究认为，叶蜡石具有价廉和易加工等优点，其摩擦在高温下也可大幅度下降。如果对由于压室温度不均匀而带来的不对称摩擦作适当修正，它仍然可以作为该类容器中高温高压物性测量的较为理想的传压介质。     

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。     

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。     

3 GPa熔融盐固体介质高温高压三轴压力容器的围压标定

 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,由于装样部件之间摩擦以及克服传压介质本身的强度,视载围压和真实围压具有较大差异,在完成压力容器温度标定的基础上,采用部分熔融法在不同温度和压力条件下进行围压标定实验研究。实验使用LiCl-KCl混合氯化盐样品,分别在300~1 400 MPa视载围压的条件下,对样品进行缓慢加温,成功观测到实验力学数据和温度数据的同时响应,确定了混合氯化盐的初熔温度,通过已知熔融曲线方程计算得出真实围压。通过比较不同的实验条件和观察实验后装样结构,给出了摩擦力的变化规律：在300~500 MPa压力条件下,摩擦力百分比呈现降低趋势,从52%降低到31.2%;在700~1 200 MPa压力条件下,摩擦力约占11.4%;在1 400 MPa压力条件下,摩擦百分比从11.4%上升到15.5%。通过对比国内外同类实验设备摩擦力认为,该设备真实围压的精度达到了国际同类设备的水平。     

Bridgman压砧上叶蜡石封垫预烧工艺与内加热方式的改进

在Bridgman压砧上研究了不同预烧工艺对叶蜡石封垫高压性能的影响,发现提高焙烧温度有助于提高叶蜡石封垫的临界厚度和中心弹性区面积,能有效扩大样品腔尺寸,并对高温焙烧(最高900℃)的叶蜡石封垫进行了压力标定。在此基础上,对叶蜡石封垫的内加热组装方式进行了改进,并在常压和高压下分别测试了新组装方式的加热性能,实现了4.0GPa高压下1 300℃温度范围内的加热。这些实验工作为进一步开展在Bridgman压砧上制备大尺寸亚稳材料提供了实验条件。     

Bridgman压砧上叶蜡石封垫预烧工艺与内加热方式的改进北大核心CSCD

在Bridgman压砧上研究了不同预烧工艺对叶蜡石封垫高压性能的影响,发现提高焙烧温度有助于提高叶蜡石封垫的临界厚度和中心弹性区面积,能有效扩大样品腔尺寸,并对高温焙烧(最高900℃)的叶蜡石封垫进行了压力标定。在此基础上,对叶蜡石封垫的内加热组装方式进行了改进,并在常压和高压下分别测试了新组装方式的加热性能,实现了4.0GPa高压下1 300℃温度范围内的加热。这些实验工作为进一步开展在Bridgman压砧上制备大尺寸亚稳材料提供了实验条件。     

六面体型高压容器内的压力分布

压力是进行高压下物理实验研究与合成特殊新材料的一个重要条件.实验表明,合成优质金刚石不仅需要建立三维大尺寸的高压容器,而且还需要了解这种容器中的压力分布及等压区的大小,以便选择合理的实验参数或工艺条件.我们设计并制成了一种六面体型分割四斜面紧装式高压容器,它是利用斜面的机械胁迫使单轴加载变成三向加压.我们在这种容器上进行了叶蜡石在 5.6 GPa压力下等压区分布状况的有关实验. 掌握高压腔中介质的压力分布,测定等压区的大小,有利于选择介质中样品所占的体积,有利于控制产品的质量及数量.这对金刚石生产有现实意义. 过去曾…     

静态超高压大腔体中热流的计算机模拟(Ⅱ)计算结果与分析

计算了不同传压介质和加热筒变形对静态超高压腔中温度稳态分布的影响.稳态数值计算结果与近似解析公式结果及非稳态数值计算结果相符.由稳态最高加热温度对加热功率实验曲线斜率估算出叶蜡石的热导率与高压传热专门测量结果相符. 关键词：     

高压差热分析及高温压力定标研究

高温高压下物质的相变研究是十分重要的课题.精确地了解高压腔内的压力和温度是非常重要的。目前,常温下的压力定标工作已经做得很多.由于高温下传压介质的力学性质的变化,常温下标定的压力值已不适用于高温情况,高温下压腔内的压力得重新标定.有人采用高温高压X射线技术进行标定;也有人建议用Au,Ag,Cu和Pb等元素的熔化曲线来标定[1].但是这些通常是困难的.我们采用高压差热分析技术,研究了Pb的熔化曲线,并讨论了常温下标定的压力值用于高温时在不同高压装置中所引起的误差. 一、高压差热分析装置 同常压差热分析一样,高压差热分析装置也…     

静态超高压高温技术的若干问题

本文简要阐述了准围压的超高压的测量方法与结果,测定并讨论了封垫摩擦镀层,叶蜡石尺寸对压力产生的影响,以及高压下传压介质的热学、力学性质与压力的关系。     

静态超高压大腔体中热流的计算机模拟(Ⅱ) 计算结果与分析

计算了不同传压介质和加热筒变形对静态超高压腔中温度稳态分布的影响．稳态数值计算结果与近似解析公式结果及非稳态数值计算结果相符．由稳态最高加热温度对加热功率实验曲线斜率估算出叶蜡石的热导率与高压传热专门测量结果相符．     

滑块式六含八超高压实验装置及其压力温度标定

报道了一种新型六含八超高压实验装置.三柱式的机体框架与滑块式上三下三模具同为三次对称结构,在力学上较为合理.该装置加压时具有自动校准位置能力,同步性和重复性好.模具推动八块硬质合金压砧在叶腊石八面体中产生高压.分别采用Bi丝和ZnTe晶体的压致相变点255,77,96,12 GPa,对截角边长8 mm压砧和125 mm边长叶腊石块组合的实验体系进行了室温下的压力标定,结果表明压力可达12 GPa以上.在10 GPa压力下,用WRe3-WRe25热电偶将温度标定到1560 ℃,并结合铁碳二元相图和钢 关键词： 压力标定 温度标定 六含八多压砧模具 高压装置     

炮管非定常边界层的研究

本文的主要目的是通过求解炮管内的非定常边界层问题,求得内膛最大壁温和高温气体对壁面的传热量,为研究炮管烧蚀问题提供理论依据。 1、实验研究 如图1所示,1—6为测压孔,4′为测温孔。压力-时间曲线用压电传感器测定;内壁温度由热电偶测定。而弹丸炮口速度则通过测定弹丸飞过两个一定间距的线圈的时间来换算。     

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。     

双向活塞圆筒装置19 mm外径样品组装的压强和温度标定

在高温高压实验中,样品所处位置的压强、温度及样品腔温度分布情况对实验结果分析十分重要,因此使用高温高压实验装置前需对所用组装进行压强和温度标定。针对双向活塞圆筒装置19 mm外径样品组装,进行了压强与温度标定。利用氯化钠(NaCl)在高压下的熔化曲线对压强进行标定,当下油缸油压出现大幅度下降时,样品腔内的NaCl发生熔化,将此时热电偶测量的温度与文献报道的NaCl在高压下的熔化曲线进行比较,确定样品腔内的实际压强。压强标定结果显示,实际压强与目标压强满足线性关系。采用双热电偶法对19 mm外径样品组装样品腔的中部和上部进行测温,发现样品腔中心温度高于样品腔上部温度,温度梯度随温度升高而增大,随压强升高而减小。在二次加压升温时,样品腔内的温度梯度高于第一次加压升温实验测量结果。所得压强和温度标定结果对今后使用19 mm外径样品组装开展高温高压实验研究具有参考价值和指导意义。     

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     

双级四压砧(四面体)静态超高压技术

一、引言 静态超高压高温技术的发展,为研究人造优质大颗粒超硬材料开辟了新的前景。一般磨料级人造金刚石的合成,所用压力为60千巴左右,当压力提高时,例如77千巴以上,从实验可知,可得到巴拉斯和黑金刚石类型的大颗粒多晶体。因此,静态超高压高温容器,除一般要求外,一个重要的条件就是能产生较高的压力,例如100千巴左右,甚至更高。 在提高压力方面,已有各种类型容器的设计和改进。本文提出一种新的多级多压砧容器,并介绍其中最简单的双级四压砧(四面体)容器、校压达100千巴的若干实验结果。     

铜铁合金与金铁合金低温热电偶特性研究

本文以铜铁合金、金铁合金低温热电偶的分度实验为基础,对两种热电偶的分度特性、微观机理等进行了分析比较.并在微型气体制冷机二级冷头温度(10K)测定中进行了实际考核.给出了国产含铁0.13％的镍铬-铜铁热电偶(NiCr-Cu 0.13％Fe)4—273K的分度表.从理论和实验上肯定了在较广的温域使用铜铁合金低温热电偶与金铁合金具有相同优越的热电性能.     

多孔介质中熔融盐流体高温斜温层蓄热的热特性

对熔融盐高温斜温层蓄热过程进行了较深入的理论与实验研究.基于多孔介质局部热平衡理论,建立了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热的局部热平衡数值模型,研究了熔融盐、多孔介质孔隙结构参数对多孔介质中熔融盐流体传热与流动的影响规律,并在熔融盐传热-蓄热实验平台上进行了试验研究.结果表明:与熔融盐单相流体斜温层(无填充多孔介质)蓄热系统相比,多孔介质填料能够减少斜温层的厚度和改善其形状,采用单位体积热容量(pc)s大于(pc)f,孔隙率(?)小于0.4有利于降低斜温层厚度及其移动速度.揭示了多孔介质中熔融盐流体斜温层蓄热系统的蓄热特性,为熔融盐高温斜温层蓄热的设计和运行控制提供依据.     

高温水平圆管表面自然对流换热的研究

本文采用微机遥控微细热电偶测量了温度比达3.86的水平圆管表面自然对流换热边界层,较好地解决了高温下热电偶的定位及测量问题。通过对高温辐射影响的分析指出它不会造成较大的测量误差。实验数据揭示了高温水平圆管局部换热的变化规律,并关联了温度比的影响,推荐供高温差计算用的实验关联式,对参考温度的选择进行了对比分析。