磷酸掺杂型高温质子交换膜燃料电池关键材料研究进展

高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)由于较高的工作温度(130~220℃),具有较快的电极反应动力学、较强的抗燃料/空气中杂质毒化能力、广泛的燃料来源(甲醇重整气、工业副产氢等)及简单的水/热管理系统等优点。因此,HT-PEMFC将成为聚合物膜燃料电池的重要前沿发展方向之一。重点介绍了北京航空航天大学团队近十年来在HT-PEMFC关键材料-高温膜、催化层和膜电极等方面的研究进展,针对磷酸(PA)掺杂型高温膜的质子传导率和机械性能之间的最佳平衡点、催化层中PA分布和迁移对电池性能的影响机制,以及大尺寸膜电极一致性对电堆性能影响与衰减机制等科学问题,从聚电解质膜材料的分子设计、有序催化层结构调控和大尺寸膜电极电堆优化等工作进行了梳理,对HT-PEMFC技术所面临的技术挑战问题与未来发展趋势做出了评述和展望。      

基于中心分级的高温升燃烧室性能预估

针对高推质比航空发动机高温升燃烧室的需求,提出一种中心分级燃烧室的设计方案,在保证与现有单环腔燃烧室扩压器尺寸、外机匣最大直径及燃烧室出口尺寸相同的情况下,对设计模型进行了三维数值模拟,并与现有的单环腔燃烧室数值模拟结果及试验结果进行了对比分析.研究结果表明:采用中心分级燃烧室,在获得更高温升的同时,可获得比单环腔燃烧室更高的总压恢复系数和比单环腔燃烧室更低的燃烧室出口温度分布系数(OTDF),其慢车工况下的CO排放和NO排放略高于单环腔燃烧室;在设计总油气比为0.045的情况下,温升可达1360K,总压恢复系数大于等于0.96,OTDF小于等于0.14,出口径向温度分布系数(RTDF)小于等于0.10,燃烧效率大于等于0.987.     

Ni-Cr-W 基高温合金熔盐环境中的热腐蚀行为

利用扫描电镜、X 射线衍射分析、能谱分析等手段,从合金成分、热处理组织形貌、界面分布等方

面研究了Ni-20Cr-18W 基高温合金在900℃温度下25% NaCl+75% Na2SO4 混合熔融盐中的热腐蚀行为。结

果表明:Ni-20Cr-18W 基高温合金的腐蚀行为是酸碱熔融机理。腐蚀层呈平面向合金基体推进,无明显择优

腐蚀现象发生,主要腐蚀产物为疏松多孔的NiO 和Ni3S2 腐蚀产物,导致合金表面失去保护性氧化层,增加了

腐蚀速度。合金抗热腐蚀性能的降低是因高含量W 元素在SO4

2-作用下腐蚀加剧及第二相粒子与基体的相间

腐蚀导致。

     

碳纤维高温处理过程中石墨片层堆叠的温度效应

采用二维广角X-射线衍射法(WAXD)研究了国产聚丙烯腈基碳纤维在高温处理过程中石墨片层结构的堆叠过程,分析了温度因素对于堆叠结构的影响。实验结果表明,随着热处理温度的升高,碳纤维中的类石墨片层堆叠层数不断增加,结构趋于规整致密,并且在1 900℃后堆叠速率加快。同时,通过元素分析和Raman光谱的研究,解释了堆叠速率提高的原因,随着非碳元素的脱除和碳化学结构向SP2杂化转变,结构缺陷不断减少,有利于石墨片层的堆叠。     

ARJ21-700飞机103架机高温高湿相关试验进展顺利

2012年7月，ARJ21-700飞机103架机在上海进行了高温高湿相关试验试飞。此次试验主要分为两个阶段，即地面快速冷却、稳态冷却的地面试验阶段和对高温天气空调系统和液压系统的功能和性能进行验证的飞行试验阶段。     

一种力矩电机换向器成形方案的研究与实现

设计并实现了一种力矩电机用换向器的成形工艺,在大量工艺试验的基础上,对成形方案各关键技术,包括材料热处理参数、工艺尺寸计算、零件成形、组件粘接等给出了解决措施,并对各措施中使用的检测设备及成形模具进行了介绍。     

Ni含量对钴基高温合金组织与性能的影响

采用非自耗真空熔炼炉制备钴基高温合金铸锭,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)研究Ni含量(0%,5%,10%,20%(原子分数))对钴基高温合金组织和晶格错配度的影响。通过对不同Ni含量的合金进行高温压缩实验,研究Ni含量对钴基高温合金性能的影响。结果表明:随着Ni含量的增加,γ′相的平均尺寸增加;当Ni含量从0%增加到15%时,合金中强化相的体积分数逐渐增加,当Ni含量增加到20%时,合金中强化相的体积分数稍有减少;Ni含量从0%增加到10%时,γ/γ′两相的晶格错配度降低,Ni含量从10%增加到15%时,γ/γ′两相的晶格错配度略有增加,当Ni含量增加到20%时,γ/γ′两相的晶格错配度又开始降低;Ni含量为5%的合金屈服强度最高。