近常压X射线光电子能谱研究固-气和固-液界面

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作者 刘崇静 夏雨健 +7 位作者 张鹏军 魏世强 曹登丰 圣蓓蓓 褚勇衡 陈双明 宋礼 刘啸嵩 《物理化学学报》 北大核心 2025年第2期14-31,共18页

材料表面是能量储存和转化反应发生的直接场所,因此,真实反应条件下材料的表面化学和结构在理解反应机理方面起着关键作用。X射线光电子能谱是一种表面敏感技术,已经成为研究材料表面复杂成分和电子结构的主要工具之一。传统的X射线光... 材料表面是能量储存和转化反应发生的直接场所,因此,真实反应条件下材料的表面化学和结构在理解反应机理方面起着关键作用。X射线光电子能谱是一种表面敏感技术,已经成为研究材料表面复杂成分和电子结构的主要工具之一。传统的X射线光电子能谱受限于真空条件,这限制了对原位条件下固-气和固-液界面的研究。但随着真空差分技术和静电透镜系统的引入,X射线光电子能谱不再局限于超高真空条件。结合同步辐射光源的优势,近常压X射线光电子能谱(NAP-XPS)展现出更先进的特点。在近年来,NAP-XPS迅速成为研究各种固-气和固-液界面的重要工具。通过NAP-XPS和一些先进的光谱学和显微镜技术,研究人员可以获得原子尺度的界面信息,这使得他们能够更深入地了解这些界面的性质。本文对近年来代表性的NAP-XPS研究进展进行了简要回顾,以阐明其在固-气和固-液界面研究领域中引发的新认识。最后,文章还讨论了关于NAP-XPS技术的挑战和前景,希望可以激发新的研究思路。 展开更多

关键词 近常压 X射线光电子能谱 同步辐射 能源材料 固-气界面 固-液界面

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绝缘子气-固界面绝缘失效机理与提升方法研究进展

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作者 卢镝 高宇 +2 位作者 黄品皓 李双影 杜伯学 《绝缘材料》 北大核心 2025年第7期1-15,共15页

在气体绝缘开关设备(GIS)及气体绝缘输电线路(GIL)向高电压、大容量方向发展过程中,其内部绝缘子气-固界面的绝缘性能被认为是影响GIS/GIL设备运行安全的关键因素。为保证GIS/GIL设备在工程应用中的绝缘安全,明确气-固界面绝缘失效机制... 在气体绝缘开关设备(GIS)及气体绝缘输电线路(GIL)向高电压、大容量方向发展过程中,其内部绝缘子气-固界面的绝缘性能被认为是影响GIS/GIL设备运行安全的关键因素。为保证GIS/GIL设备在工程应用中的绝缘安全,明确气-固界面绝缘失效机制、探索气-固界面绝缘性能提升方法尤为重要。本文首先梳理气-固界面绝缘领域的研究进展,分析气-固界面电荷动态行为机理及其影响因素,介绍气-固界面电荷调控方法。然后讨论金属微粒影响界面绝缘失效的机理,总结金属微粒运动特性及防控措施。接着介绍环境友好型绝缘气体中的气-固界面绝缘特性,并总结气-固界面电场调控及闪络电压提升方法。最后,展望了GIS/GIL内部绝缘子气-固界面绝缘的研究方向。 展开更多

关键词 GIS/GIL 气-固界面绝缘 表面电荷 金属微粒 环境友好型气体

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特高压直流套管气-固界面长时闪络放电特性及其影响因素 被引量：2

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作者 张书琦 李金忠 +4 位作者 汤浩 李熙宁 张一 齐波 严嘉璇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5776-5786,I0029,共12页

胶浸纸(resin-impregnated paper,RIP)干式套管内部的SF_(6)气体与环氧树脂浸纸电容芯体组成的气-固界面是套管内部易发生放电的绝缘薄弱点。该文搭建闪络放电特性实验平台,测试套管环氧浸纸试样和芯体模型在不同表面状态、微粒影响下... 胶浸纸(resin-impregnated paper,RIP)干式套管内部的SF_(6)气体与环氧树脂浸纸电容芯体组成的气-固界面是套管内部易发生放电的绝缘薄弱点。该文搭建闪络放电特性实验平台,测试套管环氧浸纸试样和芯体模型在不同表面状态、微粒影响下的表面电荷分布,揭示多种因素对表面电场及闪络特性的影响机制。同时,对套管芯体缺陷试样长时局部放电至闪络放电发展过程进行试验验证。结果表明:高压侧区域套管气-固界面存在高分散性的纤维凸起,运行过程中吸附微粒,在直流电压作用下电荷积聚和电场畸变引发微弱起始局部放电;长期的电压作用使电荷积聚加剧,电场畸变程度进一步增大,局部放电频次和幅值逐步增加,最终导致贯穿性闪络放电。该研究可为胶浸纸套管芯子表面处理工艺的优化,以及长期直流下闪络放电的抑制措施的制定提供理论和实验依据。 展开更多

关键词 胶浸纸电容芯体 特高压直流套管 气-固界面 长时闪络特性

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气-固交界面绝缘子表面电荷的观测与分析 被引量：8

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作者 汪沨 邱毓昌 +2 位作者 张乔根 王琦 刘林平 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2002年第4期37-40,共4页

论文对绝缘子气 -固交界面电荷积聚的法向场强模型进行了分析 ,发现现有的法向场强模型只能解释气体侧有微放电情况下的电荷积聚问题。通过实际测量绝缘子表面电荷的分布 ,对理论研究结果进行了实验验证。首次通过实验观察到直流电压作... 论文对绝缘子气 -固交界面电荷积聚的法向场强模型进行了分析 ,发现现有的法向场强模型只能解释气体侧有微放电情况下的电荷积聚问题。通过实际测量绝缘子表面电荷的分布 ,对理论研究结果进行了实验验证。首次通过实验观察到直流电压作用下 ,在一定的电压幅值范围内 ,随着电压作用时间的增加 ,绝缘子表面电荷的极性会发生不断反复的翻转。这与国外研究者认为的绝缘子表面电荷积聚会随着电压作用时间的增加逐渐增加 ,进而达到饱和的结果有着显著的不同。 展开更多

关键词 气-固交界面 绝缘子 表面电荷 观测 分析

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气—固绝缘分界面电荷积聚模型及数值计算 被引量：4

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作者 杜乾栋 吴治诚 +4 位作者 刘浩宇 李志兵 何洁 赵军平 张乔根 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期14-18,25,共6页

气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)绝缘子在直流电压长期作用下,会积聚表面电荷,引起绝缘子沿面闪络电压降低,导致闪络事故。因此研究绝缘子在长期直流耐受下的表面电荷积聚现象,对气—固界面在直流电压... 气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission line,GIL)绝缘子在直流电压长期作用下,会积聚表面电荷,引起绝缘子沿面闪络电压降低,导致闪络事故。因此研究绝缘子在长期直流耐受下的表面电荷积聚现象,对气—固界面在直流电压下的电荷积聚机理进行分析,建立更为完善的表面电荷积聚模型,具有重要的理论意义和工程价值。笔者基于3种已有的表面电荷积聚模型、分界面电荷弛豫方程和更为普适的稳态电荷密度方程,利用微元法对盆式绝缘子表面电荷分布进行了数值计算。结果表明:分界面电荷弛豫方程能够近似描述电荷积聚的动态过程;稳态电荷密度方程揭示了电荷积聚的必然性,且能够在不同条件下退化为已有的3种积聚模型;介质分界面的电荷分布与外加电场、气体与固体的介电常数和电导率密切相关。 展开更多

关键词 气-固分界面 电荷积聚模型 电荷弛豫方程 稳态电荷密度方程 数值计算

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空气中CO_(2)电辅助式光催化高选择性转化的研究

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作者 石萌轲 范赵亚 +3 位作者 岳峰 张硕 孟阳 张宏忠 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期154-163,共10页

近年来,空气中CO_(2)浓度逐年升高,迫切需要一种技术将空气中低浓度CO_(2)转化为高附加值产品。研究设计了一种具有双池双界面的电辅助光催化系统,并通过聚多巴胺修饰法将Cu负载在二氧化钛纳米阵列(TNTAs)上,在催化过程中部分Cu被氧化成... 近年来,空气中CO_(2)浓度逐年升高,迫切需要一种技术将空气中低浓度CO_(2)转化为高附加值产品。研究设计了一种具有双池双界面的电辅助光催化系统,并通过聚多巴胺修饰法将Cu负载在二氧化钛纳米阵列(TNTAs)上,在催化过程中部分Cu被氧化成CuO,形成p-n结,在没有牺牲剂和碱性吸收液的条件下,通过电辅助式光催化实现了空气中CO_(2)稳定、高效、高选择性地转化为CO。在+0.8 V电位辅助下,紫外光照射8 h时CO产率达到113.7µmol/(m^(2)·h),是TNTAs[45µmol/(m^(2)·h)]的2.53倍;以8 h为一个循环,5个循环后,CO产率约为第一循环的72.4%。光催化性能的提高归因于Cu的引入增加了光谱的吸收范围,提高了对可见光的利用率,抑制了光生载流子的复合。此外,施加正电位时,电流方向与p-n结的内电场的电流方向相同,进一步促进电子的迁移,电子-空穴对得到更加有效的分离,使复合材料光催化还原CO_(2)的性能进一步提高。本研究推动了光催化技术向实际应用的发展,为碳循环提供了新的见解和支持。 展开更多

关键词 电辅助光催化 空气 CO_(2)还原 气-固界面 碳循环

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非线性电导涂层对直流GIL绝缘子空间/表面电荷和沿面电场的调控研究 被引量：3

7

作者 陈继明 吴绩涛 +1 位作者 毕官正 尹智慧 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第3期89-95,共7页

空间/表面电荷积聚是导致直流GIL绝缘子沿面闪络电压降低的潜在原因,涂敷非线性电导涂层是提升沿面绝缘性能的有效方法。本文建立了电场依赖性非线性电导涂层对绝缘子空间/表面电荷及沿面电场调控的数学模型,综合考虑了绝缘气体电流密... 空间/表面电荷积聚是导致直流GIL绝缘子沿面闪络电压降低的潜在原因,涂敷非线性电导涂层是提升沿面绝缘性能的有效方法。本文建立了电场依赖性非线性电导涂层对绝缘子空间/表面电荷及沿面电场调控的数学模型,综合考虑了绝缘气体电流密度以及绝缘子固体电导率与电场强度的非线性关系,通过该模型研究了温度梯度分布下绝缘子内部电荷的分布规律,以及非线性电导涂层对绝缘子表面电荷积聚的影响机制。结果表明:非线性电导涂层对空间电荷消散有明显的促进作用,高压电极附近的同极性电荷主导了表面电荷分布;由于表面电荷分布和切向电场的改善,绝缘子的沿面闪络性能得到提高;在绝缘子与涂层界面之间会积聚正电荷,并从高压电极向地电极逐步递减。 展开更多

关键词 直流GIL 非线性电导涂层 固-气/固-固界面电荷积聚 空间电荷密度

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什么是界面？

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《日用化学工业》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期350-350,共1页

界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界... 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。 展开更多

关键词 气-液界面 气-固界面 液-液界面 液-固界面 固-固界面 饱和蒸气 过渡区 表面

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浅析SOFC性能衰减的材料因素 被引量：2

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作者 高克卿 刘晓天 +2 位作者 赵二庆 樊丽权 熊岳平 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期110-114,共5页

从SOFC工作状态出发,分析了材料在氧化还原气氛中的固-气界面化学稳定性、材料间固-固界面的扩散与相互反应的特性,以及外部化学物质的介入对三相界面反应的干扰等三方面因素对电池性能可能产生的影响.作者认为,注重探究实用的SOFC电池... 从SOFC工作状态出发,分析了材料在氧化还原气氛中的固-气界面化学稳定性、材料间固-固界面的扩散与相互反应的特性,以及外部化学物质的介入对三相界面反应的干扰等三方面因素对电池性能可能产生的影响.作者认为,注重探究实用的SOFC电池性能衰减材料因素有助于我国SOFC电堆的研制. 展开更多

关键词 衰减 固-气界面 固-固界面 三相界面

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丝网芯内钠薄液膜蒸发与毛细特性研究 被引量：1

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作者 马誉高 张英楠 +1 位作者 余红星 黄善仿 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1154-1162,共9页

高温碱金属丝网芯热管主要应用于核能、航空航天等领域。由于碱金属工质与常规低温工质在热物性上存在显著差异,且丝网芯热管内部运行机理复杂,碱金属工质在丝网芯表面的相变行为亟待研究。本文建立了以前驱膜理论和蒸发弯月面液膜理论... 高温碱金属丝网芯热管主要应用于核能、航空航天等领域。由于碱金属工质与常规低温工质在热物性上存在显著差异,且丝网芯热管内部运行机理复杂,碱金属工质在丝网芯表面的相变行为亟待研究。本文建立了以前驱膜理论和蒸发弯月面液膜理论为基础的丝网芯毛细蒸发薄液膜模型,考虑分离压力的电子分量与钠液膜热传导效应,对液态钠工质在丝网芯表面的毛细现象进行了分析,进而探究了不同运行参数对钠液膜传热传质与毛细特性的影响。研究表明,液态钠工质主要在本征弯月面内发生相变,运行温度通过改变工质热物性影响液膜的传热传质能力。丝网芯的动态调整能力与丝径和孔径等几何参数有关,通过改变液膜接触线位置,进而改变蒸发面积和三相接触线长度,从而影响丝网芯受力情况和传热传质能力,改变丝网芯表面液膜提供的毛细力。 展开更多

关键词 气-液-固三相界面 蒸发弯月面液膜理论 传热传质 毛细特性 分离压力

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我国研制出稀土纳米导电陶瓷材料

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《继电器》 CSCD 北大核心 2005年第2期85-85,共1页

新型稀土纳米导电陶瓷材料由哈尔滨工业大学研制成功。据悉，该材料采用稀土多元渗技术，利用陶瓷材料具有多孔疏松的组织结构特征，对陶瓷材料进行稀土元素的渗入，为新型导电材料的制备方法提供了新的思路。同时采用气相化学热扩渗方... 新型稀土纳米导电陶瓷材料由哈尔滨工业大学研制成功。据悉，该材料采用稀土多元渗技术，利用陶瓷材料具有多孔疏松的组织结构特征，对陶瓷材料进行稀土元素的渗入，为新型导电材料的制备方法提供了新的思路。同时采用气相化学热扩渗方法，使稀土元素在高温下气化，并在气态下通过气-固界面反应，进入固体材料的表面及体相， 展开更多

关键词 稀土纳米导电陶瓷材料 多元渗技术 气-固界面反应

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