不同电磁场对亚快速凝固下高镁5059铝合金铸轧板显微组织和力学性能的影响

通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、差示扫描量热法(DSC)和拉伸实验等表征方法,研究了不同外场对高镁5059铝合金铸轧板微观组织和力学性能的影响。结果表明：当不同外场应用到铸轧实验中,中心偏析和微观偏析缺陷显著消失,非平衡共晶相的数量呈现明显的减少趋势。此外,铸轧板芯部区域的晶粒尺寸和纵横比也同样呈现出下降趋势,其中,电磁振荡场的作用效果最为显著。在电磁振荡场中,铸轧区内的熔体受到电磁搅拌力,导致铸轧区内枝晶尖端的溶质浓度梯度显著降低,沿铸轧板厚度方向的温度场逐渐趋于均匀,合金元素的固溶度显著提高。最终,高镁5059合金铸轧板的综合力学性能大幅度提高。     

基于Fluent-EDEM流固耦合算法的水下台阶爆破爆堆形成过程研究

针对水下岩石台阶爆破过程中破碎块体复杂的受力运动及其堆积过程,采用FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算方法,在颗粒间引入平行键与Hertz-Mindlin接触模型,通过巴西劈裂实验与数值计算的结果对比,标定了平行键的参数,并建立了水下台阶爆破模型,分析了水对岩体破碎和运动的力学作用机理,研究了水下台阶块体颗粒鼓包抛掷的整个运动过程,讨论了块体速度、块体分层堆积和流场特点。结果表明：块体颗粒堆积分层与其初始速度以及位置高度有关,台阶中部块体颗粒相对位置较高,在爆炸荷载作用下水平运动距离最远,上部堵塞部分的块体颗粒受爆炸荷载作用小,其主要在重力与浮力作用下翻滚覆盖在中部块体颗粒层之上。起爆初期爆炸能量主要是破碎岩石,水体无明显流速,随着块体颗粒的鼓包抛掷运动,台阶前表面附近的流体流线速度最大,当块体颗粒开始滚动滑落时,流线则主要受到颗粒的运动形式影响。另外,FLUENT-EDEM流固耦合的数值计算模型能精确模拟水下台阶爆破块体运动问题,可为水下岩体爆破工程提供新的研究手段。     

西门子还原炉热量传递研究进展

硅基太阳能电池是解决能源危机的主要新能源,其主要基础材料多晶硅的主要生产工艺是改良西门子法,但是与硅烷法、冶金法相比,高能耗和高生产成本是影响其在多晶硅市场竞争力的主要因素.本文首先对国内外多晶硅产业发展现状进行了总结和分析,然后论述了西门子还原炉热量传递现象和西门子还原炉内硅棒的热电行为的研究现状.结果表明:增大硅棒半径、增大硅棒数、降低反应器壁辐射率可进一步改良西门子法制备多晶硅过程降低能耗和成本.直流电加热硅棒时,容易产生硅棒中心熔硅,甚至由于热应力的作用发生倒棒现象.应用交流电加热可解决这一问题,这是因为交流电的趋肤效应可降低多晶硅中心温度.因此,需进一步开展多晶硅CVD还原炉内热量传递现象和工业化西门子还原炉内硅棒电加热过程的热电行为研究,以进一步降低改良西门子法制备多晶硅的生产能耗和成本.     

生物高分子在锂离子电池硅负极中的研究进展

硅因其超高的理论比容量,有望成为下一代高性能锂离子电池的负极材料.硅在充放电过程中的剧烈体积膨胀会引起颗粒粉化、SEI膜过量生长以及活性物质失去电接触等问题,最终导致容量快速衰减.开发新型硅负极黏结剂和硅碳复合是提升硅负极性能的重要策略.生物高分子材料成本低、环境友好且富含有机官能团,非常适合用来开发低成本、高性能硅负极黏结剂,也适合作为碳前体合成硅碳复合材料.本文综述了近年来基于生物高分子的硅负极黏结剂和以生物高分子为碳前体的硅碳复合材料的研究进展.本文重点介绍了基于海藻酸钠、壳聚糖、淀粉的硅负极黏结剂,总结出生物高分子基黏结剂的主要改性方法有接枝特殊官能团、与其他聚合物共混或交联.基于这些改性方法,可分别提升黏结剂的黏附性、导电子或离子能力以及实现3D网络结构的构建.本文重点归纳了以纤维素、壳聚糖、淀粉、木质素为碳前体的硅碳复合材料,分别介绍了这些复合材料的性质、结构特点,及其对电化学性能的影响.基于以上分析,本文也指出了当前基于生物高分子的硅负极黏结剂和以生物高分子为碳前体的硅碳复合材料的不足,为其下一步发展指明了方向.     

电解铝烟气脱硫技术研究进展

电解铝烟气具有烟气量大、含量低、腐蚀性强等特点,已成为制约该行业可持续发展的关键问题之一。综合比较常用的4种主要烟气脱硫技术,总结分析了目前国内电解铝烟气脱硫的研发现状,提出了其未来发展趋势,为电解铝烟气脱硫的技术研发选择提供基础。     

等离子区域熔炼提纯金属Y过程中的杂质迁移规律

利用等离子体区域熔炼提纯金属钇,获得了区熔提纯过程中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质的迁移规律。计算结果表明,金属钇中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等常见杂质的平衡分配系数分别是0.2173、0.2201、0.5065、0.1586、0.1742和0.8576。由于上述杂质平衡分配系数小于1,杂质在液相中的溶解度大于固相溶解度,所以从理论上可判断出Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质将随着熔区移动富集在金属钇锭的尾端,也就是最后凝固区。实验结果证明了该理论预判的准确性。此外,探究了区熔次数与杂质迁移的内在联系,结果表明：随着区熔次数由5次增加至10次,杂质在金属钇锭尾端富集程度增加,即去除率升高。10次区熔后,Al、Si、Fe、Ni、Cu和Mo等杂质的去除率分别为45.71%、61.54%、33.98%、64.15%、52.14%和46.28%。由于上述杂质饱和蒸气压与金属钇接近,所以很难通过常规方法予以去除。等离子体区域熔炼提纯金属钇的研究为制备高纯钇提供了一种新方向。     

锂离子电池厚电极结构设计的研究进展EI北大核心CSCD

为了满足储能系统和电动汽车市场对于高能量密度和快充的需求,兼具高能量和高功率密度的锂离子电池得到了广泛的关注。厚电极结构设计能够显著提高电池的能量密度并降低成本,且能与各种电极材料相兼容,是发展高能量密度锂离子电池的研究热点之一。厚电极通常面临着力学性能差和反应动力学慢等问题,因此构建力学性能良好和完善的锂离子及电子传输网络的厚电极至关重要。本文首先分析了厚电极的电化学特性和关键科学问题,然后梳理了目前构建厚电极的各种策略及其优势,最后探讨了厚电极的设计原则和发展方向。     

金银花甘草保健饮料的研制

金银花甘草保健饮料的研制湘潭大学刘忠义，江堂壁，余创，刘规平摘要本文结合实验，研究探讨浸出温度及时间、浸出溶剂及溶剂量、浸出方法等因素对金银花和甘草的浸出过程的影响，发现在６０—７０℃的温度下用８倍材料量的水或低浓度乙醇溶液，在ｓｈ内分３次浸出，能使...     

Li3PS4固态电解质的研究进展

全固态锂电池因其高安全性和高能量密度成为最有望替代传统液态锂电池的体系之一.固态电解质是全固态锂电池的核心组成部分,其中硫化物电解质因其高离子电导率、良好的机械延展性等优势成为最具潜力的固态电解质之一.Li3PS4固态电解质具有高离子电导率、宽电化学窗口、低成本等优势,是极具代表的硫化物固态电解质,也是近年来研究较多的...