高温超导磁阻电机的研究

本文针对超导磁阻电机结构并结合临界态模型,利用有限元法计算电机内部磁场和交直轴电抗,借以分析电机稳态工作特性,通过样机构造及其性能测试和分析,证实了HTS磁阻电机较传统电机能够以更小体积和重量实现更大的输出功率、更高的功率因数和效率,此项研究为百kW-MW级HTS磁阻发电/电动机研发奠定了良好的理论和实践基础.     

一种新型微透镜阵列成象式投影光刻系统的研究

从理论和实验两方面入手,系统地研究了微透镜阵列的形成原理和制作工艺,分析了微透镜阵列的面形结构,得到了联系微透镜阵列矢高与制作工艺参量的经验公式.并且将四片微透镜阵列耦合,形成一个深紫外光刻的1:1成象的多孔径微小光刻系统.从几何光学理论出发,分析了这个光刻系统综合成象的特点,讨论了这种光刻系统的光学性能,并给出了实验测量方法.     

YBCO涂层导体用Ni5W基带的制备和立方织构的发展

为了制作能满足YBCO涂层导体(coated conductor)所需要的高强度、低磁性的立方织构基带,本工作用粉末冶金方法制作了Ni-5at%W合金基带.为评估基带中立方织构的发展,用March-Dollase函数对各种热处理样品的择优取向度进行了研究,结果与用X射线极图法和电子背散射衍射法得到的结果基本一致.研究结果表明,在实验中所用的工艺参数范围内,随总加工率和热处理温度的提高,基带中立方织构百分数明显增高.提高总加工率实际增加了冷加工样品中立方织构晶粒或立方核心的数量.实验中得到了较好的和实用的工艺制度,用这种工艺可以制作出具有99%～100%立方织构百分数,并具有很好一致取向度的Ni5W基带.     

载体材料对单Pd三效催化剂性能及催化活性的影响

采用共沉淀法制备了耐高温高比表面的La₂O₃-Al₂O₃(LA)以及铈含量分别为15%、33%和47%的储氧材料CeO₂-ZrO₂-La₂O₃-Al₂O₃(CZLA)、CeO₂-ZrO₂-La₂O₃+La₂O₃-Al₂O₃(CZL+LA)和CeO₂-ZrO₂-La₂O₃(CZL)₄类载体材料,并用浸渍法制备了整体式Pd/LA、Pd/CZLA、Pd/CZL+LA和Pd/CZL汽油车尾气净化三效催化剂,考察了载体材料对单Pd三效催化剂的影响。采用低温N₂吸附-脱附、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)以及X射线光电子能谱(XPS)对载体材料及催化剂进行了表征,并考察了催化剂的空燃比性能和三效催化性能。结果表明,CZLA有效地结合了铈基和铝基载体材料的优点,表现出了优异的织构性能、热稳定性及还原性能。老化前后,其负载的单Pd三效催化剂在低温还原率、表面元素含量及Pd的电子结合能等性能方面表现出了最小的差异。催化剂活性测试结果表明,Pd/CZLA的三效窗口明显较宽,且拥有最低的起燃温度,尤其经1000℃老化处理后,其催化活性最高,C₃H₈、NO_x和CO的起燃温度分别为370、257和223℃。可见,相较于其他3种载体材料,CZLA更适合于负载单Pd三效催化剂,从而满足更高标准的三效催化剂的性能要求。     

壁面材质和温度场对熔融硅润湿角的影响

本文建立了毛细模型, 采用微流动两相流水平集法计算了熔融态硅液与壁面的润湿角, 以人造金刚石作为壁面材料的计算结果与实验结果进行比较, 验证了该模型和计算方法的正确性. 在此基础上, 分别选用碳化硅、石墨和人造金刚石作为壁面材料, 探讨了不同壁面材料表面张力和壁面黏附力对润湿角的影响规律. 结果发现, 相同温度下的毛细力作用使得熔融硅液出现起伏上升现象; 润湿角均有不同程度的减小然后增大, 最终趋于稳定; 初始阶段, 由于气/熔融硅液表面张力与气/壁面表面张力之差变化较大, 液面起伏波动较大; 随后趋于稳定上升. 同时发现石墨作为壁面材料时, 以上变化更易趋于稳定. 该研究为熔体中生长晶体硅获得更稳定的生长环境提供了理论依据.     

强流脉冲下重复滑动电接触界面的电热特性

固体电枢电磁轨道发射中,膛内枢轨滑动电接触的电热特性关系到滑动界面的接触状态、电流传导品质和界面能量耗散,制约着系统效率和轨道寿命。设计开展了多组不同电流线密度的多发重复试验,通过采集电气试验数据进行迭代计算,得到了滑动接触电阻和界面焦耳热耗散功率的动态变化规律,分析了沉积物随重复发射的演变及电流线密度对电热特性的影响规律,并结合试验后轨道表面熔蚀沉积检测,讨论了滑动电接触界面的演变过程。结果表明:接触电阻稳定临界点和焦耳热耗散功率峰值点都出现在脉冲电流下降沿,接触电阻稳定值量级为10-2 mΩ,焦耳热功率峰值幅值可达10-1 MW;炮口速度随重复次数的增加而降低并趋于稳定,多次重复发射对滑动接触电阻和焦耳热功率较小的影响表明沉积物在发射中再次熔融并对电接触起积极作用;而即使输入能量一致,电流线密度的变化也显著影响了界面焦耳热的生成。     

新型对称联苯双酯类液晶材料的合成和晶体结构

设计并合成了4个对称联苯双酯类液晶化合物,化合物结构通过红外和核磁表征,它们的介晶性通过差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射仪(XRD)和热台偏光显微镜(POM)进行了研究.并测定了4,4'-3,3',5,5'-四甲基联苯-二(4-甲基苯甲酸酯)(Ⅲa)的单晶结构,结果显示:晶体属于单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数为a=18.525(3)(A),b=12.196(2)(A),c=12.195(2)(A),β=97.142(2)°,V=2733.7(9)(A)3,Z=4,Dc=1.163 Mg/m3,R=0.0521,Rw=0.1161.化合物均为热致型互变液晶,并讨论了氧原子、不饱和端基和端基链长对介晶性的影响.     

两相钛合金再结晶退火组织与织构演变的蒙特卡罗模拟

蒙特卡罗(MC)方法被广泛应用于模拟金属材料在退火过程中的静态再结晶行为. 在已有两相材料晶粒长大MC模型基础上, 引入形核阶段, 综合考虑再结晶晶粒吞并形变晶粒和再结晶晶粒竞争长大两种情况, 建立了退火时两相合金再结晶MC模型.结合电子背散射衍射所测 初始晶粒形貌、相成分、晶体学取向及应变储能相对值, 该模型被应用于TC11钛合金退火过程中的微观组织及织构演变模拟.结果表明, 所建模型能够较好体现退火过程中两相晶粒的形核及晶粒长大行为. 与β相相比较, α相具有较低的再结晶速率和较高的晶粒长大速率, 前者主要归结于α相较低的初始应变储能, 后者则体现了该条件下初始组织形貌、分布及两相比例对晶粒长大具有重要影响; 由于非均匀形核的影响, 模拟得到的再结晶速率变化与 假设均匀形核的Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov 再结晶方程存在明显差异.同时, 两相的基本织构特征在退火过程中无明显变化, 但织构强度增加. 关键词： 两相钛合金 再结晶 蒙特卡罗方法 织构     

升液过程中熔融铝合金液面的动态观察

用快速摄影拍摄了升液管中熔融铝合金液面的运动状态,发现在升液过程中,存在着沿液面切向的流动。这种流动具有撇除表面氧化膜、净化合金液的作用。为实现平稳充型和减少热损耗,设计了正弦速度函数。用实验方法确定了速度振幅。