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RBCC组合动力用液体推进剂研究进展 被引量：11
1
作者 王镜淇 王成刚 +2 位作者 陈雪娇 马利亚 蒋榕培 《火箭推进》 CAS 2022年第6期101-112,共12页
结合RBCC组合动力的发展需求,从性能、使用情况等方面探讨近年来组合动力吸气式模态用燃料和火箭模态用推进剂的研究进展,包括吸热型碳氢燃料、高密度吸热碳氢燃料、四氧化二氮/绿色自燃燃料和过氧化氢/碳氢燃料等。为满足RBCC系统对推... 结合RBCC组合动力的发展需求,从性能、使用情况等方面探讨近年来组合动力吸气式模态用燃料和火箭模态用推进剂的研究进展,包括吸热型碳氢燃料、高密度吸热碳氢燃料、四氧化二氮/绿色自燃燃料和过氧化氢/碳氢燃料等。为满足RBCC系统对推进剂的长贮需求,RBCC吸气式模态宜发展兼顾高密度和高吸热能力的碳氢燃料;火箭模态需发展能够与四氧化二氮迅速自燃,且能量不低于现有肼类燃料的新型绿色燃料;过氧化氢/碳氢燃料需重点解决过氧化氢使用安全性和长贮稳定性问题,并形成可靠的安全应用方案。针对RBCC动力系统提出的可长期贮存、免维护等要求,现有推进剂方案还需要在性能提升、工程适用性、系统匹配性等方面继续开展关键技术攻关。 展开更多
关键词 RBCC组合动力 液体推进剂 碳氢燃料 绿色燃料 四氧化二氮 过氧化氢
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单推-3高温燃气对结构材料的腐蚀行为研究
2
作者 唐占梅 刘旭 +4 位作者 宋泓伯 彭峥 刘怡汝 刘江强 蒋榕培 《火箭推进》 北大核心 2025年第2期141-150,共10页
液体推进剂单推-3(DT-3)高温燃气对发动机系统结构材料性能具有一定的影响,从而影响动力系统工作的可靠性。首次自主设计高温燃气试验测试系统,模拟燃气环境及发动机工作温度条件,通过材料试样的失重和拉伸性能测试,结合SEM和XPS微观分... 液体推进剂单推-3(DT-3)高温燃气对发动机系统结构材料性能具有一定的影响,从而影响动力系统工作的可靠性。首次自主设计高温燃气试验测试系统,模拟燃气环境及发动机工作温度条件,通过材料试样的失重和拉伸性能测试,结合SEM和XPS微观分析,开展了高温燃气中典型结构材料的腐蚀行为研究。结果表明,钛合金TC4在110℃高温燃气中未发生明显的失重或增重,表面形成了由颗粒状AlOOH和连续块状TiO_(2)组成的氧化膜,基本不发生腐蚀,TC4与DT-3燃气具有长期良好的相容性;不锈钢1Cr18Ni9Ti在700℃高温燃气中的腐蚀增重率处于10^(-5)~10^(-4)g/cm^(2)范围内变化,随着时间的延长,增重率变化变小并趋向稳定,2 h最大腐蚀深度仍非常小,约为5×10^(-4)mm。但是,其晶间存在一定的腐蚀敏感性,而外层FeO和Fe_(2)O_(3)、内层Cr_(2)O_(3)构成的双层结构特征的钝化膜,可有效阻碍晶间腐蚀裂纹向基体内扩展,1Cr18Ni9Ti与700℃高温燃气在试验周期内具有良好的相容性;橡胶S8101在110℃高温燃气中的质量、体积变化率以及拉伸强度和拉断伸长率变化均较小,力学性能未发生明显降低,二者具有良好的相容性。 展开更多
关键词 高温燃气 腐蚀 TC4 1CR18NI9TI 橡胶S8101
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限域效应提升正仲氢转化催化剂性能研究 被引量：2
3
作者 陈志强 宋隆 +3 位作者 孙海云 丁明伟 蒋榕培 方涛 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期206-211,共6页
为制备高性能正仲氢转化铁系催化剂,在二氧化硅材料的孔道内原位制备铁基氧化物,借助于二氧化硅对铁基物种的限域效应调控催化剂性质,进而制备出高性能催化剂。采用多种表征手段研究分析了限域效应对催化剂性质的影响。结果表明,利用限... 为制备高性能正仲氢转化铁系催化剂,在二氧化硅材料的孔道内原位制备铁基氧化物,借助于二氧化硅对铁基物种的限域效应调控催化剂性质,进而制备出高性能催化剂。采用多种表征手段研究分析了限域效应对催化剂性质的影响。结果表明,利用限域效应可有效调控催化剂性质,进而提升催化剂性能。以硅源与模板剂的摩尔比为20∶1制备的二氧化硅材料为载体的正仲氢转化铁系催化剂,在液氮温度(-196℃)、体积空速为600 min^(-1)的条件下,正氢转化率可达47.2%,装置出口处仲氢体积分数可达36.4%。 展开更多
关键词 正仲氢转化 铁基催化剂 限域效应 二氧化硅
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载体氧空位提升Sabatier反应钌基催化剂性能研究 被引量：1
4
作者 陈志强 方涛 +4 位作者 孙海云 王青 蒋榕培 刘梦然 项锴 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期5161-5168,共8页
通过尿素的掺杂,有效诱导Al_(2)O_(3)载体氧空位的形成,进而通过金属-载体之间的相互作用,提升Al_(2)O_(3)载体表面Ru基活性物种的分散度,调控Ru基活性中心的电子性质,从而达到有效提升Sabatier反应Ru基催化剂性能的目的。在此过程中,借... 通过尿素的掺杂,有效诱导Al_(2)O_(3)载体氧空位的形成,进而通过金属-载体之间的相互作用,提升Al_(2)O_(3)载体表面Ru基活性物种的分散度,调控Ru基活性中心的电子性质,从而达到有效提升Sabatier反应Ru基催化剂性能的目的。在此过程中,借助^(27)Al核磁(^(27)Al-NMR)验证了尿素的掺杂可有效诱导Al_(2)O_(3)载体中氧空位的形成。通过透射电子显微镜(TEM)发现,富含氧空位的Al_(2)O_(3)载体可将负载的Ru颗粒稳定在3.7 nm左右,且粒径分布集中。通过X射线光电子能谱(XPS)和H_(2)程序升温还原(H_(2)-TPR)发现,载体氧空位可有效调控Al_(2)O_(3)载体表面Ru基活性位点的电子性质。经过Sabatier反应性能测试发现,在300℃,n CO_(2)∶n H_(2)=1∶4,空速为6000 mL·g^(-1)·h^(-1)的反应条件下,CO_(2)转化率可达61.25%,CH_(4)选择性可达92.31%,而且,在20 h的反应时间内,催化活性没有明显衰减。 展开更多
关键词 Sabatier反应 Ru基催化剂 电子性质 氧空位 CO_(2)转化率
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氧配位提升二氧化碳还原铁基电催化剂性能研究
5
作者 陈志强 赵楠楠 +3 位作者 蒋榕培 孙海云 刘梦然 方涛 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期163-168,174,共7页
采用快速焙烧结合可控诱导的策略,通过诱导铁基前驱体中的铁物种与碳载体中的氧元素生成配位键,进而达到有效提升二氧化碳还原铁基电催化剂性能的目的。X射线光电子能谱(XPS)等表征结果表明,快速焙烧结合可控诱导的策略可有效诱导Fe—O... 采用快速焙烧结合可控诱导的策略,通过诱导铁基前驱体中的铁物种与碳载体中的氧元素生成配位键,进而达到有效提升二氧化碳还原铁基电催化剂性能的目的。X射线光电子能谱(XPS)等表征结果表明,快速焙烧结合可控诱导的策略可有效诱导Fe—O键的生成,进而有效调控铁基电催化剂的电子性能。性能测试结果表明,在氧配位修饰的铁基电催化剂的作用下,在410 mV(-0.56~-0.97 V)的宽电位范围内,一氧化碳的法拉第效率可持续保持接近100%的高水平。 展开更多
关键词 二氧化碳电还原 氧配位 铁基电催化剂 法拉第效率
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工业纯钛TA2在液体推进剂单推-3中的耐蚀机理 被引量：1
6
作者 唐占梅 郭伟 +1 位作者 蒋榕培 方涛 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期123-130,共8页
发动机贮箱长寿命服役是航天技术发展的必然要求,工业纯钛TA2是火箭发动机重要结构材料之一,然而该材料与液体推进剂的长期相容性机理仍缺乏深入的研究,难以满足推进剂贮箱长寿命评估的需要。针对典型液体推进剂单推-3(DT-3),采用电化... 发动机贮箱长寿命服役是航天技术发展的必然要求,工业纯钛TA2是火箭发动机重要结构材料之一,然而该材料与液体推进剂的长期相容性机理仍缺乏深入的研究,难以满足推进剂贮箱长寿命评估的需要。针对典型液体推进剂单推-3(DT-3),采用电化学方法研究工业纯钛TA2在液体推进剂DT-3中的电化学腐蚀行为,应用扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)分析TA2表面钝化膜的结构特征。动电位极化曲线测试表明,TA2在DT-3中自腐蚀电流密度为58 nA/cm^(2),腐蚀速率约为0.5μm/a,点蚀电位为2.15 V,耐点蚀能力强;具有两段钝化电位区,在点蚀电位下,肼和硝酸肼对TA2钝化膜的破裂溶解过程具有协同效应。交流阻抗谱测试表明,TA2表面钝化膜具有很高的反应阻抗,抗均匀腐蚀性能良好,且随着阳极电位的升高,表面钝化反应机理一致。氧化膜XPS分析表明,较高钝化电位下形成的钝化膜更完善,形成的是外层为TiO_(2),内层为Ti_(2)O_(3)、TiO的双层结构特征的钝化膜。获得的TA2在DT-3中的电化学腐蚀机理对贮箱寿命评估具有重要指导作用。 展开更多
关键词 液体推进剂 TA2 电化学腐蚀 极化 光电子能谱(XPS) 钝化膜
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封装型α-Fe_(2)O_(3)@SiO_(2)催化剂的制备及其催化正仲氢转化性能评价 被引量：2
7
作者 陈志强 汪丽 +3 位作者 丁明伟 孙海云 方涛 蒋榕培 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第9期106-112,共7页
正氢和仲氢(以下简称“正仲氢”)转化反应影响氢气的低温液化过程,是液氢贮存和运输过程中的关键步骤。传统铁基催化剂面临活性物种聚集长大、耐水性不足和高温耐受性差等问题。为解决以上问题,通过将α-Fe_(2)O_(3)封装于具有丰富孔道... 正氢和仲氢(以下简称“正仲氢”)转化反应影响氢气的低温液化过程,是液氢贮存和运输过程中的关键步骤。传统铁基催化剂面临活性物种聚集长大、耐水性不足和高温耐受性差等问题。为解决以上问题,通过将α-Fe_(2)O_(3)封装于具有丰富孔道结构的无定形二氧化硅中,制备了催化正仲氢转化的高性能封装型α-Fe_(2)O_(3)@SiO_(2)催化剂。利用SEM、XRD和H_(2)-TPR等表征手段探究了封装型结构对催化剂表面形貌、晶体结构以及还原性能等的影响,利用性能测试装置评价了催化剂催化性能,分析并总结了封装型结构与催化剂催化性能之间的关系。结果表明,封装型结构可优化催化剂孔道结构,调控活性位点电子性质,提升催化剂结构稳定性和高温耐受性,进而提升催化剂催化性能。当体积空速为600 min^(-1)时,在α-Fe_(2)O_(3)@SiO_(2)和α-Fe_(2)O_(3)/SiO_(2)(不具备封装型结构)的作用下,装置出口处仲氢体积分数分别为41.8%和37.6%,正氢转化率分别为22.4%和16.8%,表明封装型铁基催化剂在正仲氢转化领域具备较高的应用潜力。 展开更多
关键词 正仲氢转化 封装 催化剂 电子性质
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调控五配位Al^(3+)含量制备高性能低温Sabatier反应催化剂
8
作者 陈志强 蒋榕培 +4 位作者 刘梦然 王青 项锴 孙海云 方涛 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期483-492,共10页
为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂,通过调控Al_(2)O_(3)载体中五配位Al^(3+)的含量(五配位Al^(3+)占Al物种的比例),实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中,利用~(27)Al固体核磁共振(~(27)Al-NMR)检测Al_(2)O_(3)载... 为了制备出高性能低温Sabatier反应Ru基催化剂,通过调控Al_(2)O_(3)载体中五配位Al^(3+)的含量(五配位Al^(3+)占Al物种的比例),实现对Ru基活性位点电子性质的调控。在此过程中,利用~(27)Al固体核磁共振(~(27)Al-NMR)检测Al_(2)O_(3)载体中五配位Al^(3+)的含量,借助X射线光电子能谱仪(XPS)和H_2程序升温还原(H_(2)-TPR)考察Ru基活性位点电子性质的调控效果,利用固定床反应器测试催化剂性能。结果表明,Al_(2)O_(3)载体中的五配位Al^(3+)可有效调控Ru基活性位点的电子性质,进而提升低温Sabatier反应Ru基催化剂性能。其中,以五配位Al^(3+)含量约为28.1%的Al_(2)O_(3)载体制备的Ru基催化剂,在低温区(<300℃)的CO_(2)转化率和CH_4选择性均可达90%以上。而且,在100 h的稳定性测试中,催化性能没有明显降低。 展开更多
关键词 低温Sabatier反应 Ru基催化剂 五配位Al^(3+) 电子性质调控 催化性能提升
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表面涂覆提升氧化铝材料的冲压机械强度
9
作者 陈志强 罗玉宏 +3 位作者 梁竞华 刘梦然 王青 董啸天 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期176-181,共6页
为了有效提升氧化铝材料的冲压机械强度,通过表面涂覆的方式对该材料的孔道结构进行改性。利用DL-3型强度测试仪测试发现,表面涂覆氯化铝的氧化铝样品在100~1100℃的温度范围内焙烧后,冲压机械强度从35 MPa提升至51 MPa,表面涂覆铝基络... 为了有效提升氧化铝材料的冲压机械强度,通过表面涂覆的方式对该材料的孔道结构进行改性。利用DL-3型强度测试仪测试发现,表面涂覆氯化铝的氧化铝样品在100~1100℃的温度范围内焙烧后,冲压机械强度从35 MPa提升至51 MPa,表面涂覆铝基络合的氧化铝样品在相同条件下,冲压机械强度从21 MPa提升至46 MPa,相比较而言,无表面涂覆的氧化铝样品在相同条件下,冲压机械强度从17 MPa提升至39 MPa。结合扫描电镜和X射线衍射等表征发现:氯化铝和铝基络合物的表面涂覆对氧化铝材料晶体类型影响较小,但是能够有效填充氧化铝材料的基体孔道,增加载体的密实程度,进而有效提升氧化铝材料的冲压机械强度。另外,相对于表面涂覆铝基络合物的氧化铝样品,表面涂覆氯化铝的氧化铝材料经过高温焙烧后比表面积更大、孔径更小、孔径分布也更为集中。更为重要的是:表面涂覆氯化铝的氧化铝样品,经过高温焙烧后表面会形成利于稳定活性金属的粗糙形貌。 展开更多
关键词 氧化铝 冲压机械强度 表面涂覆 氯化铝
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