检索结果-内蒙古大学图书馆

无机材料学报 2025年第1期40卷 47-52页

作者：李娜曹锐霄魏进周晗肖红梅中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京101408

正仲氢转化催化剂是大型氢液化工程中的关键材料之一。然而,在实际生产中,国内大多依赖进口的商用催化剂。对催化剂性能影响因素的探索仍处于起步阶段,尚未明确。目前大多数研究只关注催化活性,而正仲氢转化催化剂的机械强度也是影响催... 详细信息

正仲氢转化催化剂是大型氢液化工程中的关键材料之一。然而,在实际生产中,国内大多依赖进口的商用催化剂。对催化剂性能影响因素的探索仍处于起步阶段,尚未明确。目前大多数研究只关注催化活性,而正仲氢转化催化剂的机械强度也是影响催化剂使用效果及寿命的重要因素。基于此,本研究采用了一种简易的沉淀法实现铁基正仲氢转化催化剂的批量化制备,并探讨了催化剂活化方法、干燥温度、颗粒尺寸、原料浓度、掺杂元素等参数对催化活性以及机械强度的影响。进一步地,对自制催化剂与商用催化剂进行了催化性能和物化结构的对比。结果表明,当氢气流速为1200m L/min时,自制催化剂在77K下进行正仲氢催化转化后,出口仲氢(p-H2)的最高含量为46.49%,比商用催化剂高2.9%。自制催化剂的平均单颗粒破碎力值最高可达4.75N。本研究获得了促进催化活性优化的初步机理,对研究正仲氢催化转化具有重要意义,为国产催化剂的大规模生产提供了实验支持。

关键词：正仲氢转化铁基催化剂催化活性

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金属-有机骨架材料在气体吸附纯化领域的应用研究进展

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材料导报 2025年第1期39卷 241-249页

作者：崔守成徐洪波彭楠中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

高纯度气体在诸多应用场景下都是一种必需品,其生产离不开气体纯化过程。吸附提纯是一种重要的气体纯化方式,其基于吸附剂的选择性吸附以实现气体分离,除去杂质气体。金属-有机骨架(MOFs)材料作为一种新型吸附剂,在气体吸附提纯领域具... 详细信息

高纯度气体在诸多应用场景下都是一种必需品,其生产离不开气体纯化过程。吸附提纯是一种重要的气体纯化方式,其基于吸附剂的选择性吸附以实现气体分离,除去杂质气体。金属-有机骨架(MOFs)材料作为一种新型吸附剂,在气体吸附提纯领域具有极大的应用潜力,近年来备受相关领域研究者关注。本文对MOFs材料进行了简单介绍,阐述了其应用于气体吸附纯化领域的优点,介绍了该方面常用的研究方法,列举了一些MOFs应用于多种气体(如H_(2)、碳氢化合物和稀有气体等)吸附提纯方面的研究,并对MOFs在该方面的应用进行了展望。

关键词：金属-有机骨架吸附气体纯化分离

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无压烧结制备(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵陶瓷及其高温抗CMAS腐蚀性能

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无机材料学报 2025年第2期40卷 159-167页

作者：樊文楷杨潇李宏华李永李江涛中国科学院理化技术研究所低温工程重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

稀土锆酸盐(Rare-earthzirconate,REZ)比传统钇稳定氧化锆(Yttrium stabilized zirconate,YSZ)材料更能抵抗环境中的钙镁铝硅氧化物(CMAS)腐蚀,因此在热障涂层领域受到关注。研究表明,对锆酸盐类材料进行高熵化设计是提升其高温抗CMAS... 详细信息

稀土锆酸盐(Rare-earthzirconate,REZ)比传统钇稳定氧化锆(Yttrium stabilized zirconate,YSZ)材料更能抵抗环境中的钙镁铝硅氧化物(CMAS)腐蚀,因此在热障涂层领域受到关注。研究表明,对锆酸盐类材料进行高熵化设计是提升其高温抗CMAS腐蚀性能的有效方法。本工作采用固相反应法合成了单相缺陷萤石结构的(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵稀土锆酸盐(High-entropy rare-earth zirconate,HE-REZ)粉体,并将无压烧结(Pressureless sintering,PLS)与冷等静压(Cold isostatic pressing,CIP)技术相结合高效制备了块体样品,表征了样品的物相组成、微观结构、元素分布、热学性能、力学性能,重点研究了抗CMAS腐蚀性能。实验结果表明:CIP+PLS工艺可获得相对密度为98.6%的样品,在1300℃、CMAS腐蚀条件下其腐蚀深度仅为7YSZ的2.6%、锆酸钆(GZO)的22.6%。REZ优异的化学稳定性再加上高熵化带来的迟滞扩散效应,极大提升了样品的抗CMAS腐蚀性能。此外,相比于GZO,HE-REZ具有更高的硬度与杨氏模量、更大的线膨胀系数、更低的热导率,使得其力学、热学性能优于GZO。本研究制备的(Y_(0.2)Gd_(0.2)Er_(0.2)Yb_(0.2)Lu_(0.2))_(2)Zr_(2)O_(7)高熵陶瓷在热障材料领域显示出良好的应用前景。

关键词：高熵陶瓷热障材料锆酸盐无压烧结抗CMAS腐蚀性能

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低温固定点氩的分子力场参数模拟优化方法

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西安交通大学学报 2025年第5期59卷 107-119页

作者：贾会伦刘思琦张海洋高波中国科学院理化技术研究所低温科学与技术全国重点实验室北京100190 中国科学院理化技术研究所中法低温计量科学与技术国际联合实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 东北大学冶金学院沈阳110819

为解决分子力场势能函数中分子间相互作用的Lennard-Jones参数难以准确求取的问题,以1990年国际温标所定义的低温固定点工质氩为例,提出一种基于势能参数-临界特性量效规律的分子力场Lennard-Jones参数优化方法。基于吉布斯系综蒙特卡... 详细信息

为解决分子力场势能函数中分子间相互作用的Lennard-Jones参数难以准确求取的问题,以1990年国际温标所定义的低温固定点工质氩为例,提出一种基于势能参数-临界特性量效规律的分子力场Lennard-Jones参数优化方法。基于吉布斯系综蒙特卡罗方法,利用Trappe-ua和COMPASS两种力场对氩的气液相平衡开展了分子模拟研究,得到初步模拟结果。通过参数扰动法进行两势能参数对饱和气液相密度、饱和蒸气压和蒸发焓影响的定性分析,进一步通过定量分析构建了COMPASS力场势能参数与临界特性间的函数关系,将实验临界值代入确定了优化的COMPASS力场的Lennard-Jones参数。利用优化的参数重新编写力场进行模拟验证。结果表明,对于COMPASS力场而言,氩的饱和气液相密度、蒸气压及蒸发焓模拟精度显著提升,与Refprop 9.1软件计算值的平均绝对相对偏差由27%降到了18%,可为低温区其他固定点工质气液相平衡的分子力场Lennard-Jones参数优化提供参考。

关键词：氩低温固定点气液相平衡吉布斯系综蒙特卡罗方法

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热声发动机整机核心部件模拟研究

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工程热物理学报 2025年第3期46卷 945-953页

作者：刘贤贤陈燕燕胡剑英罗二仓中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

热声热机是一类利用可压缩气体往复振荡来实现声能与热能之间相互转换的热机,核心部件由静态的高、低温换热器和回热器组成,结构简单。本文针对一台热声发动机的核心部件建立了三维局部模型,在该三维局部模型中,换热器采用管套管模型,... 详细信息

热声热机是一类利用可压缩气体往复振荡来实现声能与热能之间相互转换的热机,核心部件由静态的高、低温换热器和回热器组成,结构简单。本文针对一台热声发动机的核心部件建立了三维局部模型,在该三维局部模型中,换热器采用管套管模型,回热器采用多孔介质模型,其中多孔介质模型需要的惯性阻力系数和黏性阻力系数采用孔隙方法计算获得。但三维模型网格量大且计算耗时长,为了简化计算,本文根据该三维模型建立了与之等效的Fluent二维模型和Sage一维模型。通过对比三种模型的计算结果发现,CFD计算模型与Sage计算模型在对时均温差与时均热流密度分布的捕捉基本相似,数值相近。但在阻力特性计算方面,两者差异较大,这是因为Sage是一款一维模型软件,无法直接捕捉复杂流动变化带来的局部损失。但通过对比Fluent二维和三维模型的计算结果,发现二者在阻力特性方面的计算结果较为接近。因此,在工程计算中,为了简化计算和节省时间,可以采用等效拓扑的二维Fluent模型来替代三维模型。

关键词：热声热机回热器换热器计算流体力学

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超流氦至液氦温区低温恒温系统高稳定性控温研究

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工程热物理学报 2025年第2期46卷 352-358页

作者：孔祥杰刘思琦宋耀楠张海洋高波 PITRE Laurent 中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院理化技术研究所中法低温计量科学与技术国际联合实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 东北大学冶金学院沈阳110819 法国国家计量院–法国国立科学技术与管理学院拉普莱纳-圣德尼F93210

针对超流氦至液氦温区基准级热力学温度测量的高稳定低温环境需求,本文采用两级GM制冷机预冷的闭式4He节流蒸发制冷方式,搭建了2~5 K低温恒温系统,核心测量部件最低温度可达1.5 K,满足了最低工作温度的需求。开展了2~5K温区直流控温和... 详细信息

针对超流氦至液氦温区基准级热力学温度测量的高稳定低温环境需求,本文采用两级GM制冷机预冷的闭式4He节流蒸发制冷方式,搭建了2~5 K低温恒温系统,核心测量部件最低温度可达1.5 K,满足了最低工作温度的需求。开展了2~5K温区直流控温和交流控温实验研究。结果表明,交流控温在2~5 K温区更具优势,初步实现了2~5 K温区优于40μK的控温稳定性,典型结果为25.5μK@2 K,31.6μK@3 K,16.2μK@4 K,20.7μK@5 K,本研究为开展低温恒温系统的进一步升级优化及2~5 K温区基准级热力学温度高准确度测量提供了先决条件。

关键词：控温稳定性超流氦至液氦温区热力学温度交流电桥标准铑铁电阻温度计

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基于液氖液氮梯级蓄冷的液氢储能中冷能回收利用研究

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化工学报 2025年第4期76卷 1731-1741,I0001,I0003页

作者：张赵雪李正宇崔文慧王倩王志平龚领会中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中山先进低温技术研究院广东中山528400

为了解决液氢储能中能量时空错配问题及优先匹配合适应用场景,采用液氖、液氮、二氧化碳等工质联合梯级蓄冷的方法回收冷能,而后预冷旁路氢气再并入液化器补偿冷量以减小耗功。使用Aspen HYSYS软件建立蓄冷、释冷、冷能补偿等流程,并在... 详细信息

为了解决液氢储能中能量时空错配问题及优先匹配合适应用场景,采用液氖、液氮、二氧化碳等工质联合梯级蓄冷的方法回收冷能,而后预冷旁路氢气再并入液化器补偿冷量以减小耗功。使用Aspen HYSYS软件建立蓄冷、释冷、冷能补偿等流程,并在优先回收低温区冷能的同时,从耦合跨临界CO_(2)燃料电池余热利用循环等方面进行优化。结果表明,无增压蓄冷更有利于直接补偿液化器,氢气出口温度可达到273.7 K,?效率为81.65%。增压后蓄冷更侧重于增加输出功,且膨胀产生更多高温区冷能,如在130 K膨胀时氢气出口温度为299K,能量效率为86.07%,?效率为50.86%。对氦布雷顿两级膨胀和氢双压克劳特两种氢液化循环模拟计算均表明,补偿冷量可以有效降低液化耗功且提高?效率。

关键词：氢液化冷能回收利用相变二氧化碳

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液氮温区热电制冷器的性能分析及仿真研究

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低温工程 2025年第1期 51-57页

作者：张泓玮赵玉强周敏李来风周远中国科学院理化技术研究所低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

建立了液氮温区热电制冷器的三维多物理场耦合仿真模型,采用锑化铋合金作n型腿,钇钡铜氧高温超导材料作被动分支,分析了热电臂几何尺寸和焊料层参数对制冷性能的影响,并进行仿真研究。研究结果表明,热电臂长度和焊料层厚度对制冷性能有... 详细信息

建立了液氮温区热电制冷器的三维多物理场耦合仿真模型,采用锑化铋合金作n型腿,钇钡铜氧高温超导材料作被动分支,分析了热电臂几何尺寸和焊料层参数对制冷性能的影响,并进行仿真研究。研究结果表明,热电臂长度和焊料层厚度对制冷性能有显著影响。将热电臂长度从12.5 mm增加到21 mm,可以使最大制冷温差从5.4 K提高至6.2 K,性能提升14.8%;将焊料层厚度减小到0.2 mm,最大制冷温差可达6.5 K,性能提升20.4%。

关键词：低温热电制冷器多物理场耦合模拟制冷性能分析

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低温高压储氢气瓶研究进展

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科学通报 2025年第14期70卷 2176-2189页

作者：李可欣董学强王昊成公茂琼中国科学院理化技术研究所低温工程学重点实验室中国科学院大学

低温高压储氢是一种新型储氢技术,在储氢密度、能耗、成本等方面具有显著优势.由于同时面对低温、高压工况,稳定可靠的储氢气瓶成为保障高密度安全储氢的关键.本文介绍了低温高压储氢气瓶研究现状,综述了气瓶材料、结构层面的相关研究进... 详细信息

低温高压储氢是一种新型储氢技术,在储氢密度、能耗、成本等方面具有显著优势.由于同时面对低温、高压工况,稳定可靠的储氢气瓶成为保障高密度安全储氢的关键.本文介绍了低温高压储氢气瓶研究现状,综述了气瓶材料、结构层面的相关研究进展,包括复合材料改性方法和低温力学性能研究、高低温-高低压循环过程中损伤研究、不同缠绕层结构对性能影响研究、现有绝热方式和支撑结构以及高密度储氢性能研究.综合当前技术进展发现,开发新型复合材料、揭示温度-压力交变循环过程材料损伤机理及影响因素、建立缠绕工艺参数优化方法、发展高效绝热技术以及基于多因素协同影响的储氢性能优化是未来的研究重点.

关键词：氢低温高压储氢复合材料力学性能损伤

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考虑气膜流动分布的止推气体轴承端面槽型优化研究

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振动与冲击 2025年第3期44卷 71-80页

作者：雷彤刘东徐晨曦彭楠杨魏中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083 低温科学与技术重点实验室北京100190 中国科学院理化技术研究所北京100190

针对传统槽型结构参数研究体系对螺旋槽型止推气体轴承的承载性能提升的局限性,基于气膜流动分布研究建立了优化端面槽型形状的新参数体系。通过螺旋角控制的端面槽型形状差异性分析,提出了优化槽区入流方向的来流夹角这一关键槽型参数... 详细信息

针对传统槽型结构参数研究体系对螺旋槽型止推气体轴承的承载性能提升的局限性,基于气膜流动分布研究建立了优化端面槽型形状的新参数体系。通过螺旋角控制的端面槽型形状差异性分析,提出了优化槽区入流方向的来流夹角这一关键槽型参数,并分析了不同来流夹角下的气膜流场;在此基础上,建立了包含来流夹角、入流角、出流角、入流半径与出流半径的端面槽型参数体系,通过参数寻优得到最优端面槽型形状;对比了优化槽型与传统结构参数槽型的承载性能与流场的差异,验证了该文所建立的参数体系可进一步提升止推气体轴承的承载性能,拓宽止推气体轴承的槽型优化空间。

关键词：螺旋槽端面槽型结构流动分析槽型优化参数体系

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