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固体氧化物燃料电池NiO@GDC复合阳极制备及性能研究

罗凌虹 , 叶辉华 , 胡志敏 , 孙良良 , 石纪军 , 程亮 , 余辉

人工晶体学报

采用溶胶凝胶法制备NiO@GDC复合阳极材料.以NiO、GDC作为阳极、YSZ为电解质、GDC为阻挡层、LSCF为阴极制备单电池,并研究不同NiO/GDC质量比对粉体形貌及单电池电性能的影响.通过XRD、SEM以及电化学工作站等测试手段分别对粉体、物相及电池的电性能进行了测试与表征.结果表明,750℃下,3% H2O+H2还原气氛下测试,阳极中NiO/GDC质量比为5∶5时单电池具有最好的电池输出性能,最高开路电压为1.08 V,功率密度是0.4 W/cm2,极化电阻是1.0 Ω·cm2.

关键词: NiO@GDC , 固体氧化物燃料电池 , 溶胶凝胶法 , 极化电阻

植物绝缘油主要组分的理化与电气性能研究

陈朋 , 余辉 , 陈江波 , 蔡胜伟 , 周翠娟 , 于萍 , 罗运柏

绝缘材料

以市售葵花籽油为原料,通过酯交换反应、尿素包合法等工艺分离提纯出亚油酸甘油酯,用作植物油中主要组分的标准物质,检测了菜籽油中含量较高的3种主要化学成分的理化与电气性能,研究了油脂不饱和度对其理化性能、电气性能和氧化安定性的影响。结果表明:油脂的饱和度越高,闪点越高;油脂的不饱和度越高,倾点越低,运动粘度越低;油脂的不饱和度越低,氧化安定性越好;植物油脂的相对介电常数高于矿物变压器油的相对介电常数。

关键词: 植物绝缘油 , 理化性能 , 电气性能 , 氧化安定性

渗流法制备漂珠-泡沫铝复合材料的准静态压缩和吸能特性研究

张学斌 , 吴祚胜 , 凤仪 , 程和法 , 余辉

金属功能材料

以AlSil2和漂珠(平均粒径分别为200μm和400μm)为原料,采用渗流法制备出漂珠-泡沫铝复合材料,研究了该材料的压缩性能,发现其压缩曲线和传统泡沫铝相似,并以此为基础计算了材料的吸能能力和吸能率,结果表明该材料的屈服强度为26.53~69.02MPa,最大吸收能量为18.28~24.25MJ/m3最大吸能率在69.9%~87.1%;含小粒径漂珠样品的综合压缩力学性能明显优于舍大粒径漂珠样品.

关键词: 漂珠-泡沫铝复合材料 , 压缩性能 , 吸能

天然酯绝缘油加速热老化时油中溶解气体研究

蔡胜伟 , 胡远翔 , 陈江波 , 周翠娟 , 余辉

绝缘材料

对3种不同微水含量的FR3?型天然酯绝缘油试样进行加速热老化试验,并与同等条件下的矿物绝缘油进行老化对比试验,分析两种油中溶解气体随老化时间的变化情况。结果表明:在同等条件下,天然酯绝缘油老化过程产生气体的速率和含量均远高于矿物油的;微水含量为50~2μL/L时,微水含量的差异对老化产气的影响可忽略;绝缘油表面氧气氛围的存在对天然酯老化产气的影响比较大,有氧气存在时,相同老化时间内油中溶解的氢气、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯的含量均升高,而一氧化碳含量则降低。

关键词: 天然酯绝缘油 , 加速老化 , 溶解气体 , 产气含量

植物绝缘油热故障的模拟与产气规律研究

袁帅 , 胡远翔 , 余辉 , 于萍 , 罗运柏

绝缘材料

以FR3型植物绝缘油(库柏油)、实验室精炼大豆植物绝缘油和甲酯化菜籽植物绝缘油为研究对象,以25#矿物绝缘油为对比,在模拟试验装置中进行200~700℃热故障试验。研究了不同热故障温度下H2、CO、CO2、CH4等7种特征气体在4种绝缘油中的产气规律,为植物绝缘油的溶解气体故障诊断方法(DGA)构建提供了实验依据。

关键词: 植物绝缘油 , 热故障模拟 , 特征气体

基于正交设计法的爆炸反应装甲优化设计

余辉 , 刘天生 , 王凤英 , 刘迎彬

兵器材料科学与工程

为提高爆炸反应装甲对长杆动能弹的防护能力,应用LS-DYNA仿真软件,结合正交优化设计方法,对爆炸反应装甲的结构进行正交优化设计研究.结果显示:着弹角θ是影响穿深P的主要因素,其次是面板ht,影响最小的是反应装甲与主装甲距离H;权衡空间因素,最佳设计参数Φ=60°、hf=4 mm、hb=2 mm、H=10 mm.在此参数组合下,剩余穿深P下降80%左右,侵彻行程W下降79%左右,质量增益系数FwG高达2.54,数值计算的结果和实际结果基本一致,为爆炸反应装甲的设计研究者提供一定的参考和研究方法.

关键词: 爆炸反应装甲 , 长杆动能弹 , 爆炸力学 , 侵彻 , 正交设计 , 数值模拟

MnCo2O4涂层对SUS430合金连接体的表面改性研究

曹希文 , 罗凌虹 , 徐序 , 程亮 , 石纪军 , 余辉

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150274

采用溶胶-凝胶法制得MnCo2O4纳米粉体,通过XRD和TEM分析了粉体的物相和形貌;通过添加适量乙基纤维素和松油醇经研磨制成浆料,并采用丝网印刷法涂覆于SUS430基片上,在900℃下95%N2+5%H2气氛中保温3h,再于800℃空气气氛中保温10h烧结得到涂层.采用SEM对涂层的表面和断面进行了观察,在750℃空气气氛下测试了SUS430/MnCo2O4样品的导电性能和抗氧化性能,最后采用EDS对涂层的断面进行分析.结果表明:MnCo2O4粉体为单一的立方尖晶石相,晶粒大小均匀,粒径约150 nm;MnCo2O4涂层致密,与基体紧密结合且厚度均匀.SUS430/MnCo2O4样品在750℃空气气氛下经1000 h氧化后,氧化增重量仅为0.15 mg/cm2,是SUS430合金氧化增重量的1/6;面比电阻值为0.026Q·cm2,比SUS430合金的面比电阻值低了两个数量级;EDS结果表明:Cr元素主要分布在涂层与合金的界面,在涂层内部无分布.研究显示,MnCo2O4涂层能显著降低SUS430合金基体的氧化速率,有效改善其在高温下的导电性能,并成功抑制Cr元素的挥发.

关键词: SUS430合金 , MnCo2O4涂层 , 高温抗氧化性 , 导电性

不同粒度特征的 SiO2微粉浆体流变性能研究

刘延山 , 余辉 , 张婷 , 王洛 , 韩兵强 , 李楠

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2016.02.007

采用流变学的方法研究了固相体积分数为35%的4类 SiO2微粉悬浮液的流变性能,从粒度特征的角度,探讨了在不添加减水剂、添加六偏磷酸钠、三聚磷酸钠及高效减水剂 FS20的条件下,悬浮液表现出不同的流变行为机制。结果表明:在不添加减水剂时,粉体中含有中位径小的细颗粒比例越高,悬浮液黏度越大,而含有较多粗颗粒的 SiO2微粉悬浮液出现了剪切稠化行为;添加减水剂后,悬浮液流变行为与 SiO2微粉的比表面积大小及粒度分布密切相关,均表现为假塑性流体特征。FS20对 SiO2微粉的分散效果明显优于六偏磷酸钠和三聚磷酸钠的,这主要是由于后者的分散机制为静电排斥作用,而 FS20除了上述分散稳定机制外,还可产生很强的空间位阻效应。

关键词: SiO2 微粉 , 粒度分布 , 黏度 , 流变性能

Zr(OH)4添加量及煅烧温度对CaO砂烧结与抗水化性能的影响

余辉 , 韩兵强 , 魏耀武 , 李楠

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2017.02.004

为了获得高致密度、低气孔率和抗水化性能良好的CaO砂,以活性石灰(≤20 mm)为主要原料,分析纯Zr(OH)4(w(Zr(OH)4) >97%,d5o=15.68 μm)为添加剂,研究了Zr(OH)4添加量(w)为0、0.5%、1%、2%、3%和5%及煅烧温度为1 450、1 550和1 650℃时对CaO砂烧结性能和抗水化性能的影响.用煮沸法测试试样的抗水化性能,采用XRD进行物相组成分析,采用SEM分析试样的显微结构.结果表明:1)添加0.5%(w)Zr(OH)4的烧后试样的显气孔率较低,体积密度较大,水化质量增加率与粉化率较低,抗水化性能较好.2)CaZrO3的生成降低了游离CaO的数量.Zr(OH)4加入量较少时,CaZrO3产生7% ~8%的体积膨胀,降低了显气孔率,提高了体积密度,促进了晶粒的生长,从而提高了抗水化性能.但是生成量过多反而会抑制CaO晶粒的生长,且导致试样结构疏松,对抗水化性能不利.3)CaZrO3主要分布在CaO的晶界与晶粒中,添加0.5%(w)Zr(OH)4的试样在1 450、1 550和1 650℃煅烧后的晶粒尺寸分别为42.7、65.5和68.6 μm.当煅烧温度增加到1 550℃时已经达到较大的晶粒尺寸,且其体积密度也达到了CaO理论密度的94.6%,继续提高温度对晶粒尺寸及体积密度的增加影响不大.

关键词: 氧化钙 , Zr(OH)4 , 抗水化性 , 晶粒尺寸 , 煅烧温度

中温固体氧化物燃料电池封接玻璃的研究进展

罗凌虹 , 余辉 , 黄祖志

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140300

封接玻璃是中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)的主要组成部分,封接玻璃应同时具有适宜的热性能、化学性能、力学性能及与电池元件有良好的粘合能力,防止SOFC在运行过程中气体的泄漏,并保证玻璃在IT-SOFC工作温度及氧化气氛或燃料气氛下长期运行的热稳定性和封接玻璃与其它电池元件之间的界面稳定性.本文综述了关于IT-SOFC封接玻璃近十年的研究进展.从玻璃特性和封接玻璃与元件之间的界面反应的角度,讨论封接玻璃的组分-结构-性能三者之间的关系,提出了当前IT-SOFC封接玻璃研究的主要问题.

关键词: 中温固体氧化物燃料电池 , 封接玻璃 , 玻璃特性 , 界面反应

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