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利用脉冲功率技术开采海底富钴结壳的试验研究 被引量：3
1
作者 张瑞强 刘少军 胡琼 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期56-62,共7页
为了克服采用传统机械方法开采海底富钴结壳时破碎头易磨损、效率低以及贫化率高等缺点,通过试验方法研究了一种利用脉冲功率技术开采海底富钴结壳的新技术。采用12级全固态Marx电路和半导体开关IGBT研制了高压脉冲电源,该电源可产生负... 为了克服采用传统机械方法开采海底富钴结壳时破碎头易磨损、效率低以及贫化率高等缺点,通过试验方法研究了一种利用脉冲功率技术开采海底富钴结壳的新技术。采用12级全固态Marx电路和半导体开关IGBT研制了高压脉冲电源,该电源可产生负高压方波脉冲,其上升沿上升时间约100ns,最高幅值可达40kV,脉宽可调。破碎方式采用针针电极并与岩石同侧表面紧密接触。为了使两电极与岩石同侧表面接触的部位电势尽可能高,采用不锈钢针作为正、负电极,且电极间距可调。研究发现当电极间距约为3mm时,该电源产生的幅值约32.5kV的高压脉冲可在高压油中的砂岩内部形成等离子通道并破碎砂岩。放电既可发生在高压脉冲上升沿阶段,也可发生在上升沿上升时间之后。从放电过程中的电压电流波形来看,等离子通道回路中有电流时其两端存在明显的压降,因此等离子通道具有阻性,而且阻值在放电过程中是变化的。 展开更多
关键词 脉冲功率技术 深海 富钴结壳 砂岩 放电
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深海多金属硫化物力学特性的试验研究 被引量：2
2
作者 刘少军 胡建华 +1 位作者 戴瑜 胡琼 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1750-1755,共6页
以深海多金属硫化物自身特性为研究对象,对其样品矿物试件进行不同围压下的单/三轴破碎试验,得到深海多金属硫化物破碎全过程的应力-应变曲线,在试验数据的基础上分析矿石的破碎过程、破坏特征、适合的强度准则以及弹性模量、起裂应力... 以深海多金属硫化物自身特性为研究对象,对其样品矿物试件进行不同围压下的单/三轴破碎试验,得到深海多金属硫化物破碎全过程的应力-应变曲线,在试验数据的基础上分析矿石的破碎过程、破坏特征、适合的强度准则以及弹性模量、起裂应力和峰值强度等参数的变化规律等,研究结果表明:深海多金属硫化物矿石的破碎过程与普通岩石的破碎过程基本类似,分为OA,AB,BC,CD和DE共5个阶段,其中OA阶段往往不明显;多金属硫化物的破坏形式主要有3种,分别为横向破坏、剪切破坏和全面破坏,试件的最后破坏形式往往与施加的围压密切相关;Mohr-Coulomb强度准则更加适合判断多金属硫化物的破碎;所施加的围压越大,多金属硫化物试件的弹性模量越小;对不同的矿物试件,起裂应力和峰值强度与围压的关系是施加的围压越大,矿石的峰值强度与起裂应力之间的差值越大。 展开更多
关键词 多金属硫化物 破碎 强度准则 弹性模量 抗压强度
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3D打印用球形钨、钽粉末的等离子球化工艺研究 被引量：6
3
作者 张桃梅 资旭辉 +2 位作者 程小凡 陈超 周科朝 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2439-2446,共8页
为获得适用于3D打印的球形难熔金属粉末,采用射频(RF)等离子体炬对不规则形貌的钨粉和钽粉进行球化处理,研究球化工艺参数对钨粉和钽粉球形度、粒度分布、松装密度、流动性、氧含量等理化特性的影响,选用选区激光熔化技术验证球化前后... 为获得适用于3D打印的球形难熔金属粉末,采用射频(RF)等离子体炬对不规则形貌的钨粉和钽粉进行球化处理,研究球化工艺参数对钨粉和钽粉球形度、粒度分布、松装密度、流动性、氧含量等理化特性的影响,选用选区激光熔化技术验证球化前后粉末的打印适用性。利用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)和激光粒度仪(laser particle size analyzer,LPSA)分别表征球化前后钨粉和钽粉的形貌和粒度分布,利用氮氧分析仪检测球化前后钨粉和钽粉氧含量的变化。研究结果表明:随着送粉速率降低,球形粉末的比例不断升高。当钨粉和钽粉的送粉速率分别为6 g/min和10 g/min时,钨粉和钽粉的球化率均超过95%。经等离子体处理后的钨粉和钽粉的粒度分布更集中,粉末的流动性和松装密度均显著提升。 展开更多
关键词 等离子体球化 难熔金属 钨粉 钽粉 球形粉末 选区激光熔化
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深海扬矿泵内部非定常流体径向力研究 被引量：6
4
作者 赵贺 刘少军 胡小舟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期829-836,共8页
基于深海扬矿泵是深海采矿系统的关键设备,泵内部流动较复杂,无法用公式对流体径向力进行理论计算等,采用试验和数值模拟方法对其作用规律以及产生机理进行研究。首先,对泵内流场进行定常数值计算。然后,进行非定常数值计算,得到泵内压... 基于深海扬矿泵是深海采矿系统的关键设备,泵内部流动较复杂,无法用公式对流体径向力进行理论计算等,采用试验和数值模拟方法对其作用规律以及产生机理进行研究。首先,对泵内流场进行定常数值计算。然后,进行非定常数值计算,得到泵内压力和径向力的时域和频域图。研究结果表明:在对泵内流场进行定常数值计算时,发现扬程、功率和效率的模拟值与试验值较吻合,从而验证了数值模拟方法的可行性;叶轮和导叶的动静干涉是泵内产生压力脉动和不平衡径向力的重要原因;泵内压力和径向力均呈周期性脉动;叶轮内的压力脉动周期和主频与导叶的叶片数相关,导叶内的压力脉动周期和主频与叶轮叶片数相关,而两者的径向力脉动周期和主频则均与叶轮叶片数相关。 展开更多
关键词 深海扬矿泵 非定常流体径向力 压力脉动 数值模拟
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深海采矿高扬程粗颗粒多级输送电泵研究 被引量：5
5
作者 杨恒玲 刘少军 邹伟生 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1110-1117,共8页
针对扬矿电泵高扬程、粗颗粒过流及轴向流等问题,以深海采矿多级输送电泵整体设计为研究对象,通过对比国内外优秀的深海采矿泵模型,提出高扬程粗颗粒多级输送电泵的设计方法,并进行四级扬矿电泵设计。分析并计算多级输送电泵所受的外载... 针对扬矿电泵高扬程、粗颗粒过流及轴向流等问题,以深海采矿多级输送电泵整体设计为研究对象,通过对比国内外优秀的深海采矿泵模型,提出高扬程粗颗粒多级输送电泵的设计方法,并进行四级扬矿电泵设计。分析并计算多级输送电泵所受的外载荷、轴向力和螺栓承受的拉力,利用有限元分析软件对泵体的强度和刚度进行计算,最后对两级扬矿电泵的工作特性进行实验研究。研究结果表明:当设计流量为432 m3/h时,两级电泵的扬程为82 m;当结核浆体体积分数为0~10%时,泵的功率-流量曲线变化平缓,泵的颗粒过流能力强,泵的各部件均满足强度和刚度的要求,验证了多级输送电泵设计方法的有效性。 展开更多
关键词 深海采矿 扬矿技术 扬矿电泵 渣浆泵
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Al-Mg-Sc粉末激光增材修复6061-T6铝合金组织及其性能研究 被引量：1
6
作者 袁晓星 折洁 +3 位作者 任欣 祝弘滨 徐荣 李瑞迪 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2594-2605,共12页
采用激光增材修复技术对预制槽的6061-T6铝合金进行修复实验,利用光学显微镜、能谱分析仪和扫描电子显微镜等观察Al-Mg-Sc激光增材修复6061-T6铝合金不同区域的微观组织,利用室温拉伸机和显微硬度计对不同热处理前后试样的力学性能进行... 采用激光增材修复技术对预制槽的6061-T6铝合金进行修复实验,利用光学显微镜、能谱分析仪和扫描电子显微镜等观察Al-Mg-Sc激光增材修复6061-T6铝合金不同区域的微观组织,利用室温拉伸机和显微硬度计对不同热处理前后试样的力学性能进行研究。研究结果表明:修复部位无裂纹、界面熔合不良等严重缺陷,存在少量的气孔,孔隙率为0.21%。修复区中晶粒均为等轴晶,且晶粒内存在较多的Al3(Sc,Zr)粒子,起到细化晶粒的作用。部分熔化区由于靠近基体,温度梯度较大,晶粒形态为垂直界面生长的外延柱状晶。热影响区中原本细小的β’’强化相在修复过程中受到激光热循环作用后生长为粗大的β(Mg2Si)平衡相,发生过时效“软化”现象,导致其强度和硬度急剧下降,维氏硬度最低为58。修复试样的抗拉强度为200 MPa,伸长率为8.0%,分别为基体的68.97%和49.38%;进行人工时效处理后二者变化不大。当修复试样经过固溶和人工时效处理后,其各项力学性能均有所提高,其中抗拉强度286 MPa,伸长率为11.8%,分别为基体的98.62%和72.84%。 展开更多
关键词 激光增材修复 6061-T6 热处理 显微组织 力学性能
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深海多金属硫化物集矿罩的流场分析和参数优化 被引量：4
7
作者 刘少军 胡建华 +2 位作者 戴瑜 胡琼 吕彤 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1198-1203,共6页
在1种新的深海多金属硫化物开采设备的基础上,以双螺旋滚筒采集罩下的流体为研究对象,针对硫化物采集过程中可能形成的复杂多相流以及可能造成对周围海域生态环境污染等问题,采用Fluent的Coupled SIMPLE算法及RNG k-ε湍流模型对流场进... 在1种新的深海多金属硫化物开采设备的基础上,以双螺旋滚筒采集罩下的流体为研究对象,针对硫化物采集过程中可能形成的复杂多相流以及可能造成对周围海域生态环境污染等问题,采用Fluent的Coupled SIMPLE算法及RNG k-ε湍流模型对流场进行仿真计算和分析比较,并且对多个物理参数,如2个滚筒之间的中心距、滚筒的转速、转动方向、矿物的堆积高度、矿物的颗粒直径和抽吸速度等进行优化。研究结果表明:为了达到最优的抽吸效果,2个滚筒中心距有最优值;海水入口处的速度不是越大越好,当海水入口处速度达到2 m/s后,再增加海水速度对缩短抽吸时间的效果不明显;2个滚筒相向运动对缩短抽吸时间效果明显;减少矿物粒径对缩短抽吸时间效果不明显。 展开更多
关键词 深海多金属硫化物 固-液两相流 参数优化
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锂离子电池用LiPF_6/PC+FEC电解液的低温性能 被引量：1
8
作者 洪树 李劼 +4 位作者 宋文锋 赖延清 洪波 许日勤 谷秀娟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期717-723,共7页
研究氟代碳酸乙烯酯(fluoroethylene carbonate,FEC)添加剂对锂离子电池用碳酸丙烯酯(PC)基电解液低温放电性能和常温循环性能的影响,并通过电化学阻抗谱(EIS)、X线光电子能谱(XPS)以及气质联用谱(GC-MS)等对FEC在PC基电解液中的作用机... 研究氟代碳酸乙烯酯(fluoroethylene carbonate,FEC)添加剂对锂离子电池用碳酸丙烯酯(PC)基电解液低温放电性能和常温循环性能的影响,并通过电化学阻抗谱(EIS)、X线光电子能谱(XPS)以及气质联用谱(GC-MS)等对FEC在PC基电解液中的作用机理进行探讨。研究结果表明:往PC电解液中添加质量分数为5%的FEC可以在石墨电极表面形成完整且致密的SEI膜,从而有效阻止PC在负极石墨的共嵌入;电池在低温-20℃及-40℃下0.5C放电容量分别可达到室温容量的98%及87%;FEC形成的SEI膜有效降低了锂离子电池的低温电荷转移阻抗,是提高电池低温性能的主要因素之一;FEC在正极钴酸锂材料表面形成了导电性能优异的SEI膜层,改善了锂离子电池的低温性能和常温循环性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 碳酸丙烯酯(PC) 氟代碳酸乙烯酯(FEC) 低温性能 SEI膜
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