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PEM电解制氢系统压力抗干扰控制策略研究
1
作者 宋洁 宗正 +6 位作者 梁丹曦 徐桂芝 俎焱敏 梁立晓 李根蒂 郜捷 徐超 《动力工程学报》 北大核心 2025年第3期431-442,共12页
质子交换膜(PEM)电解制氢技术作为一种高效、环保的高纯度氢气制备方法,其压力控制对系统效率、寿命和安全至关重要。为提高系统的抗干扰性能,对电解制氢系统的压力控制进行了研究。首先,建立了压力动态模型并通过实验进行验证。随后,... 质子交换膜(PEM)电解制氢技术作为一种高效、环保的高纯度氢气制备方法,其压力控制对系统效率、寿命和安全至关重要。为提高系统的抗干扰性能,对电解制氢系统的压力控制进行了研究。首先,建立了压力动态模型并通过实验进行验证。随后,采用了比例-积分-微分(PID)、回路整形、前置滤波、超前-滞后等策略设计了氢氧压力控制器。最后,通过对控制器进行仿真分析,以确定具有良好稳定性和动态响应的最优参数配置。结果表明:经过优化的控制策略能够使系统在波动功率下仍有效地维持氢氧压力稳定,实现系统的高效稳定运行;该控制器具有较强的抗干扰能力,并且可以精确控制氢氧压力。 展开更多
关键词 氢能 电解制氢 质子交换膜 压力控制 动态模型
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SF_(6)气体下石墨烯增强CuW80合金抗高能电弧烧蚀行为研究
2
作者 丁一 高美金 +3 位作者 黄江倩 陈铮 韩钰 张乔 《高压电器》 北大核心 2025年第3期192-199,共8页
随着电网装机容量的不断攀升以及电压等级的逐步提高,对断路器核心部件电触头的耐电弧烧蚀能力提出了更加苛刻的需求。文中采用熔渗烧结工艺,在CuW80合金中引入微量石墨烯,研究添加石墨烯前后CuW80合金在SF_(6)气氛环境下抗高能电弧行... 随着电网装机容量的不断攀升以及电压等级的逐步提高,对断路器核心部件电触头的耐电弧烧蚀能力提出了更加苛刻的需求。文中采用熔渗烧结工艺,在CuW80合金中引入微量石墨烯,研究添加石墨烯前后CuW80合金在SF_(6)气氛环境下抗高能电弧行为的变化。结果表明,由于石墨烯优异的导电性能及其与W颗粒碳化生成碳化钨陶瓷颗粒的优异力学性能,使得CuW80-Gr合金的电导率和硬度相比CuW80合金均得到提升;高压下SF_(6)容易电离产生气体离子维持电弧燃烧,CuW80合金首次击穿即发生明显烧蚀,且30次击穿过程中平均耐电压强度显著低于真空环境击穿时的耐电压强度。添加石墨烯之后,由于石墨烯对熔融Cu液粘度的改善效果以及碳化生成陶瓷颗粒分散电弧的作用,CuW80-Gr合金的耐电弧烧蚀性能相比CuW80合金得到改善,烧蚀质量损失明显减小。 展开更多
关键词 高压电触头 CuW80合金 高能电弧烧蚀 SF_(6)气体 石墨烯
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高熵金属材料在氢环境中的脆性行为研究进展 被引量：1
3
作者 李泽君 宋洁 +2 位作者 徐桂芝 郝文魁 骆鸿 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期21-34,58,共15页
氢脆广泛发生于各种金属及合金材料中,氢脆存在隐蔽性和时间滞后性,一旦发生往往带来灾难性事故,制约了金属材料在极端工况环境下的应用。研究发现,一些高熵合金(HEA)或多主元合金在力学性能、耐蚀性、抗氢脆性能等方面表现出超越传统... 氢脆广泛发生于各种金属及合金材料中,氢脆存在隐蔽性和时间滞后性,一旦发生往往带来灾难性事故,制约了金属材料在极端工况环境下的应用。研究发现,一些高熵合金(HEA)或多主元合金在力学性能、耐蚀性、抗氢脆性能等方面表现出超越传统合金材料(如钢、镍基合金、铝合金等)的性能特点,有望成为极端恶劣工况环境下装备用材料。在此基础上,对氢脆的机理和抗氢脆多主元合金领域的研究进展进行了综述。首先介绍了氢脆的概念,并梳理了几种金属氢脆机理,包括氢压理论、氢致局部塑性变形、氢增强解离、氢增强应变诱导空位、纳米空位聚合、氢促进位错发射等。随后,结合慢应变速率拉伸实验结果,梳理了影响多主元合金(尤其是高熵合金)抗氢脆性能的因素,包括氢含量、合金元素、微观结构、制备工艺、热处理工艺和实验条件等。最后,结合影响多主元合金抗氢脆性能的因素,提出通过优化制备工艺、改善热处理工艺和调整元素含量来提高CoCrFeMnNi高熵合金的抗氢脆性能,以及采用机器学习辅助开发新的抗氢脆多主元合金的观点,可为抗氢脆材料的研发提供参考。 展开更多
关键词 氢脆 氢脆机理 高熵合金 多主元合金 力学性能
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组成和热处理温度对于二元普鲁士蓝催化剂氧析出反应性能的影响
4
作者 杜婷 王辉 +3 位作者 白会涛 王博 薛晴 李慧 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期224-228,共5页
普鲁士蓝类化合物含有大量过渡金属活性位点,并且具有高比表面积和可控的多孔结构,常被用作高效的氧气析出反应催化剂。本实验研究了过渡金属元素组成和热处理温度对于二元PBAs的析氧反应(OER)性能的影响,得到以下规律:Na_(x)Co[Fe(CN)_... 普鲁士蓝类化合物含有大量过渡金属活性位点,并且具有高比表面积和可控的多孔结构,常被用作高效的氧气析出反应催化剂。本实验研究了过渡金属元素组成和热处理温度对于二元PBAs的析氧反应(OER)性能的影响,得到以下规律:Na_(x)Co[Fe(CN)_(6)]、Na_(x)Ni[Fe(CN)_(6)]、K_(x)Ni[Co(CN)_(6)]的OER催化活性依次降低;相同测试条件下,随着热处理温度提高,Na_(x)Co[Fe(CN)_(6)]的OER催化活性逐渐降低,Na_(x)Ni[Fe(CN)_(6)]的OER催化活性先降后升,K_(x)Ni[Co(CN)_(6)]的OER催化活性逐渐升高。 展开更多
关键词 普鲁士蓝类化合物 析氧反应 催化剂
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热压温度对铁硅软磁粉芯微结构与低频磁性能的影响
5
作者 朱旭 吴鹏 +5 位作者 刘洋 韩钰 高洁 邹中秋 张学斌 苏海林 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期415-421,共7页
本实验采用热压工艺制备了铁硅软磁粉芯,研究了热压温度的改变对铁硅软磁粉芯微结构及低频磁性能的影响。研究结果表明,热压没有明显破坏磁粉表面的绝缘层,热压温度的升高使得粉芯的密度和最大磁导率升高,而体电阻率和粉芯损耗呈现出相... 本实验采用热压工艺制备了铁硅软磁粉芯,研究了热压温度的改变对铁硅软磁粉芯微结构及低频磁性能的影响。研究结果表明,热压没有明显破坏磁粉表面的绝缘层,热压温度的升高使得粉芯的密度和最大磁导率升高,而体电阻率和粉芯损耗呈现出相反的变化趋势。这是由于磁粉颗粒在高热压温度下更易发生塑性形变,有助于实现粉芯密度的大幅提升,有效减弱结构退磁场,同时高温低压强制备有助于降低粉芯内部的内应力,从而显著改善粉芯的最大磁导率与磁滞损耗。高温热压制备的铁硅软磁粉芯,最大磁导率可超过130,1 kHz/500 mT下的损耗最低仅为26.8 W/kg,均明显优于常规冷压工艺制备的铁硅粉芯。 展开更多
关键词 铁硅粉芯 热压温度 密度 最大磁导率 损耗
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高导热环氧/Al_(2)O_(3)复合材料制备工艺研究 被引量：5
6
作者 何晋丰 杨威 +6 位作者 乔健 王琨 陈赟 张翀 林俊 尹立 张进 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2022年第12期20-26,共7页
为控制环氧/Al_(2)O_(3)复合材料中Al_(2)O_(3)填料的沉降,通过对环氧复合物流变特性表征,深入研究预交联工艺与固化工艺对Al_(2)O_(3)填料沉降的影响机制。结果表明:适当延长预交联时间可以有效控制Al_(2)O_(3)填料沉降,同时固化工艺... 为控制环氧/Al_(2)O_(3)复合材料中Al_(2)O_(3)填料的沉降,通过对环氧复合物流变特性表征,深入研究预交联工艺与固化工艺对Al_(2)O_(3)填料沉降的影响机制。结果表明:适当延长预交联时间可以有效控制Al_(2)O_(3)填料沉降,同时固化工艺的预固化温度应与浇注温度匹配。采用最优工艺制备的环氧/Al_(2)O_(3)树脂复合材料结构及性能均匀,沉降率仅为0.5%,热导率为1.312 W/(m·K),同时具有优异的电气性能,其介电常数为4.94,介质损耗因数为0.002,体积电阻率为1.64×10^(19)Ω·m,电气强度约为33.38 kV/mm。 展开更多
关键词 氧化铝 沉降 高导热 环氧树脂
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离子污染对质子交换膜电解制氢的影响研究进展 被引量：1
7
作者 郭志远 朱玉婷 +6 位作者 叶青 胡晓 宋洁 徐桂芝 邓占锋 段方维 刘芮彤 《全球能源互联网》 CSCD 2023年第3期325-330,共6页
质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢运行灵活,具有优异的可再生能源波动适应性,是极具发展前景的绿色制氢技术。然而,在实际PEM电解制氢运行过程中,可能存在离子污染,对PEM电解堆的性能以及运行寿命产生很大影响。为此,... 质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢运行灵活,具有优异的可再生能源波动适应性,是极具发展前景的绿色制氢技术。然而,在实际PEM电解制氢运行过程中,可能存在离子污染,对PEM电解堆的性能以及运行寿命产生很大影响。为此,首先分析了离子污染的来源,一方面来自水中的残余金属阳离子,如Na^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)等,另一方面来自电解堆内部关键材料和系统水循环管路因化学或电化学腐蚀产生的痕量金属离子,如Fe^(3+)、Cu^(2+)、Ni^(2+)等;然后综述了不同离子污染对电解性能的影响,包括欧姆过电位、阴极反应过电位与阳极反应过电位;最后,综述了离子污染缓解策略,即如何避免规模化电解制氢过程中杂质离子污染带来的能效和成本问题。 展开更多
关键词 质子交换膜电解制氢 离子污染 电解性能 过电位 缓解策略
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(K,Na)NbO_(3)基无铅压电陶瓷的多尺度结构与综合性能
8
作者 何强 聂京凯 +3 位作者 祝志祥 卢玲 田辰 田一 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期10-17,共8页
在对环境友好型材料的需求日益增长的推动下,人们致力于开发高性能的无铅压电材料。为揭示Li/Ta/Sb掺杂(K,Na)NbO_(3)(KNNLTS)陶瓷的多尺度结构与电学性能之间的关系,在室温下,多晶型相变PPT的存在使材料具有亚微米级的长条状畴和纳米... 在对环境友好型材料的需求日益增长的推动下,人们致力于开发高性能的无铅压电材料。为揭示Li/Ta/Sb掺杂(K,Na)NbO_(3)(KNNLTS)陶瓷的多尺度结构与电学性能之间的关系,在室温下,多晶型相变PPT的存在使材料具有亚微米级的长条状畴和纳米级畴组成的复杂畴形态。得益于多晶态相变PPT效应和纳米畴的共同作用,KNNLTS陶瓷具有优异的压电性能,其压电系数高达268 p·C·N^(-1)。通过经典的谐振和反谐振频率方法,确定KNNLTS陶瓷的全套弹性、介电和压电常数。在104次双极电场循环后,KNNLTS陶瓷中出现轻微的疲劳行为,这可能由于点缺陷造成的畴壁针扎所致。通过合理的多尺度结构设计可进一步开发高性能无铅压电陶瓷,并加速其应用。 展开更多
关键词 (K Na)NbO_(3) 无铅压电陶瓷 多尺度结构 材料常数
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氧化钛绝缘层的水解制备及其对磁粉芯的影响 被引量：1
9
作者 刘伟 吴鹏 +3 位作者 牛艳召 刘洋 陈旭勇 马剑 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期176-182,共7页
优化绝缘工艺对研制高性能磁粉芯至关重要。采用钛酸四丁酯水解工艺在气雾化铁硅铝磁粉表面成功包覆了一层均匀致密的氧化钛绝缘层,并系统探究了水用量对绝缘效果的影响,分析了不同氧化钛绝缘层对所制得粉芯电磁性能的影响规律。结果表... 优化绝缘工艺对研制高性能磁粉芯至关重要。采用钛酸四丁酯水解工艺在气雾化铁硅铝磁粉表面成功包覆了一层均匀致密的氧化钛绝缘层,并系统探究了水用量对绝缘效果的影响,分析了不同氧化钛绝缘层对所制得粉芯电磁性能的影响规律。结果表明,随着水用量从磁粉质量的10%增加到40%,磁粉表面绝缘层先均匀致密,后增厚疏松。较高的水用量可加快水解缩聚反应,但过高水用量易导致水解过快,不利于绝缘层的均匀结晶生长。均匀致密的绝缘层可在保证相对较高的粉芯密度的前提下,提高粉芯电阻率,从而有效抑制高频涡流、增强磁导率频率稳定性。水用量为磁粉质量的20%时制得的粉芯样品综合性能最优,其有效磁导率可达82,电阻率高达1022.35 kΩ·cm,在100 kHz,50 mT下的磁损耗仅为77.63 mW/cm^(3)。 展开更多
关键词 氧化钛 绝缘 铁硅铝 磁粉芯 高电阻率 高磁导率
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变电站设备铝及铝合金材料的大气腐蚀及选材 被引量：1
10
作者 陈云 王晓芳 +3 位作者 郝文魁 杨丙坤 陈云翔 林德源 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期67-74,共8页
变电站设备用铝及铝合金材料选用时主要考虑其力学性能和电气性能,很少考虑其耐蚀性,同时铝及铝合金在不同的环境中表现出不同的耐蚀性,导致铝及铝合金腐蚀问题日益突出。针对变电站设备常用铝及铝合金介绍了环境腐蚀因素、不同腐蚀形... 变电站设备用铝及铝合金材料选用时主要考虑其力学性能和电气性能,很少考虑其耐蚀性,同时铝及铝合金在不同的环境中表现出不同的耐蚀性,导致铝及铝合金腐蚀问题日益突出。针对变电站设备常用铝及铝合金介绍了环境腐蚀因素、不同腐蚀形式的腐蚀机理及其腐蚀影响因素,提出了变电站铝及铝合金在不同环境中的选材建议,为变电站铝及铝合金的选材提供参考。 展开更多
关键词 变电站 大气腐蚀 铝及铝合金 腐蚀 选材
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