题名:金属硫族化合物纳米材料的制备及发光性质研究
作者:张爱玉
学位授予单位:山东大学
关键词:金属硫族化合物;;锆酸盐;;纳米材料;;合成;;发光
摘要:
金属硫族化合物是一类重要的功能材料,在光学、电子学及光电领域都有着重要的应用。金属硫族化合物纳米材料更是现代材料学研究的热点。纳米材料的性质取决于其制备过程及组成基元的尺寸、形貌、分布等特点,因而对纳米材料的制备方法和形貌控制的研究是纳米材料研究的重点。本论文的第二、三章,我们选取一种三元硫化物和多种二元硒/硫/碲化物为研究对象,开发出几种简便、环保的制备方法;对Magnetic lifter产物的相和形貌的形成及控制进行了研究。另外,硫族化合物中的复合金属氧化物是稀土离子掺杂荧光粉最常用的基质材料,对基质材料的选择和改性是获得更强更好发光材料的重要手段。在第四章我们就选取性能稳定的金属锆酸盐作为对象,对其进行了制备、稀土离子掺杂及发光性质的研究。
在第一章中,对纳米材料、纳米材料的制备、发光理论与发光材料进行了阐述,并对金属硫族化合物纳米材料制备的一些研究现状进行了简要的介绍。
在第二章中,使用表面活性剂辅助的乙二醇回流法制备了CuInS_2纳米空心球。空心球的平均尺寸在80-100nm,球壁由10nm左右的CuInS_2纳米颗粒组成。提出一个囊胞模板的机制来解释空心球的形成。表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)在空心球结构的形成过程中起到重要作用,一定浓度的CTAB在乙二醇溶液中形成均匀的球形囊泡,产物以CTAB囊泡为模板析出,并进一步结晶化形成CuInS_2纳米空心球。另外,在CuInS_2的形成过程中,乙二醇不仅是很好的溶剂而且是将Cu~(2+)还原为Cu~+的还原剂;原料中微量水的存在对CuInS_2的形成也是必要的。
针对目前金属硒化物纳米材料的制备存在像原料有毒、反应条件苛刻等一些问题。在第三章中,我们介绍了两种合成金属硒(硫/碲)化物纳米结构的方法。这两种方法均有操作简单、毒性小、成本低、可控性好等特点。利用这两种方法进行了不同相和形貌的可控合成研究;对产物进行了结构和形貌表征,并提出了各种不同的相和形貌的形成机理。第一种方法是乙酸盐.石蜡法,用这种方法合成了一系列的硒/硫/碲化物,产物表现出多种形貌。讨论了产物的相和形貌的形成机制。石蜡代替有毒的TOP溶解硒(硫/碲)粉形成均一的溶液。油酸可以与各种金属乙酸盐形成可溶性的油酸盐前驱体,保证了金属离子与Se(S/Te)的石蜡溶液的充分反应,并使该方法适用于多种金属的硫族化物的合成。形貌的形成主要受两个因素影响,产物自身的晶体结构和油酸对晶面的作用。对于乙酸盐-石蜡法中产物相和形貌的控制,选取了具有多个相的硒化铜作为对象,研究了反应条件对其相和形貌http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter的影响。通过调节反应参数可以控制合成的硒化铜为CuSe或者Cu_(2-δ)Se;不同硒化铜相的形成主要受两个因素——氧化还原性和稳定性控制。另外通过控制油酸的量可以调节Cu_(2-δ)Se的组分δ值。所得产物存在两种不同的形貌,纳米片和纳米片与纳米线的混合。提出了一个浓度控制的生长机制来解释不同形貌的生成。使用表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰可以获得在水溶液中分散性很好的CuSe纳米片。第二种方法为乙二醇法,采用这一方法我们在同一体系中可以选择合成PbSe纳米晶或者Se微/纳米棒;这是一个动力学竞争的过程,控制较高的反应温度有利于PbSe纳米晶的形成,低温有利于Se微/纳米棒的生成。离子性表面活性剂的使用更有利于获得形貌规则的产物;阳离子表面活性剂的使用更有利于PbSe相的生成。该反应还可在多个不同金属阳离子/表面活性剂的体系中进行,形成Se微/纳米棒和其他一些硒化物纳米晶。
第四章以发光性质研究为主,采用溶胶-凝胶-燃烧法制备了纯相和稀土离子掺杂的金属锆酸盐——钙钛矿结构的SrZrO_3和烧绿石结构的RE_2Zr_2O_7的纳米晶粉末。对其进行了结构和发光性质表征,发现了一些新的发光性质以及发光性质与结构特点的联系。首先在300℃的低温下引发燃烧反应制备出片状结构的SrZrO_3纳米晶粉末。700℃的二次烧结可以去除残留的有机物,并提高产物结晶性。首次在未掺杂的SrZrO_3中检测到了荧光发射,位于400nm左右的缺陷中心发光。二次烧结可大幅度提高该发光强度。采用700℃下的直接燃烧法还制备出了多孔形貌的SrZrO_3纳米晶粉末以及Eu~(3+)掺杂的SrZrO_3纳米晶粉末。Eu~(3+)掺杂的SrZrO_3在紫外光的激发下表现出很强的红光发射。用不同波长的光激发样品可以获得纳米晶内部的结构信息。该荧光粉具有较高的稳定性。第二部分,通过600℃下引发的燃烧反应制备了一系列的RE_2Zr_2O_7(RE=La、Nd、Eu、Y)粉末,产物结构为烧绿石或者缺陷萤石,形貌为团聚的纳米晶粒。除Eu_2Zr_2O_7表现出Eu~(3+)的特征发光外,所有样品的发光都来源于其自身的氧弗兰克尔缺陷。对RE_2Zr_2O_7进行Pb~(2+)掺杂可以增强该发光的强度,但对不同的RE_2Zr_2O_7增强幅度相差很大。结构与发光性质分析发现,RE_2Zr_2O_7的缺陷发光强度取决于晶体结构的有序性。我们提出一个通过缺陷荧光强度来判断RE_2Zr_2O_7晶体从烧绿石结构到缺陷萤石结构有序性变化的方法。考虑到发光强度的相对性,可以通过比较二价金属离子掺杂对RE_2Zr_2O_7发光强度的增强幅度来判断RE_2Zr_2O_7晶体结构的有序性程度:增幅大则有序程度高,增幅小则有序程度低。我们还对La_2Zr_2O_7和Y_2Zr_2O_7进行了稀土激活离子的掺杂。Eu~(3+)掺杂的La_2Zr_2O_7、Y_2Zr_2O_7纳米晶粉末均表现出Eu~(3+)特征的橙红光发射,发光强度随掺杂浓度的增加而增强。Dy~(3+)掺杂的La_2Zr_2O_7分别在575nm、480nm两处有黄、蓝光发射,由于存在荧光浓度猝灭,发光强度随掺杂浓度的增加先增强后减弱,2.0mol%为Dy~(3+)的最佳掺杂浓度。Eu~(3+)、Dy~(3+)共掺的La_2Zr_2O_7样品表现为Eu~(3+)的发光。由于存在Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递,Eu~(3+)、Dy~(3+)共掺的样品发光强度明显高于单掺Eu~(3+)的样品。对Eu~(3+)、Dy~(3+)离子掺杂的La_2Zr_2O_7、Y_2Zr_2O_7纳米晶粉末进行不同波长光激发以及不同浓度掺杂时,发射光谱的细节变化揭示了晶体结构的特点。
在第五章中,我们对本论文的内容进行了总结。
学位年度:2009
2011年10月31日星期一
西秦岭温泉钼矿地质地球化学特征及成矿预测
题名:西秦岭温泉钼矿地质地球化学特征及成矿预测
作者:韩海涛
学位授予单位:中南大学
关键词:斑岩型钼矿;;西秦岭;;地化特征;;找矿标志;;成矿预测
摘要:
温泉钼矿位于甘肃省武山县温泉乡境内,系甘肃有色地勘局于2000年发现的一个具有大型前景的斑岩型钼矿床。本文以该矿床为研究Magnetic lifter对象,以区域成矿学和找矿系统工程学为指导,以花岗岩地球化学与成矿关系为研究切入点,以岩浆-构造-流体-成矿为主线,研究成矿地质条件、矿床地质特征、地球化学特征、成矿机制和成矿规律等,建立成矿模式,开展成矿预测。取得的主要成果与认识如下:
1、以往地质工作表明,中央造山带(大别-秦岭-祁连-昆仑)内的钼矿资源,与花岗质岩石有关,且成型钼矿床均局限于东秦岭地区,构成了约占全国钼总储量52%的斑岩型钼矿带,系仅次于美国西部Climax-Henderson的全球第二大钼矿带。然而,2000年温泉钼矿的发现,打破了秦岭钼矿带的分布格局,不仅使其向西延展了400多公里,而且为整个中央造山带钼矿的寻找,指明了方向。
2、温泉钼矿产于温泉花岗岩基内,受控于陈家大湾细粒黑云二长花岗斑岩株的内外接触带及其裂隙系统,系全岩矿化的斑岩型钼矿。2007年6月结束的陈家大湾15线至32线(0.3km~2),的详查工作,探获钼矿石量7805WT(0.053×10~(-2))。外围260km~2的温泉岩体内尚发现有42个钼矿(化)点,展示了大型钼矿的勘查潜力。
3、温泉花岗岩基主要由中粒似斑状二长花岗岩所组成,侵入于中下元古界秦岭群高绿片岩相火山-沉积变质岩系、下古生界李子园群中低绿片岩相火山-沉积变质岩系和中上泥盆统李坝群-大草滩群碳酸岩、砂岩和页岩中。并受控于宝鸡～天水～临夏断裂带(南侧)与隐伏的武都～天水深大断裂(西侧)的结点部位。温泉钼矿的含矿岩体则系温泉岩基的补体—陈家大湾斑岩株,其侵位时代略晚于温泉岩基。成矿年龄为214±7.1Ma,大约为中生代三叠纪,处于印支运动期。
4、目前经工程控制有34条矿体,单条矿体长50～650米,厚5～24.4m,顶面埋深38.5～5 16.5m。矿化类型有破碎带蚀变岩型、微裂隙石英脉-网脉型和浸染型。微细脉密集处即构成矿体,故矿体与围岩界线不清,需要化学分析方能圈定。矿石主要由辉钼矿、石英所组成,次为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、白钨矿、毒砂、黝铜矿、方铅矿、斑铜矿、长石和云母等。围岩蚀变有钾硅化、硅化、沸石化、红色泥化等,青盘岩化不发育。
5、含矿斑岩的SiO_2 71.21%、K_2O4.91%、K_2O+Na_2O 8.22%,且K_2O大于Na_2O,里特曼岩系指数(σ)平均值为2.45,属于富钾(碱)的钙碱性岩石系列。这些特征与含钼斑岩(SiO_2 70%～77%、K_2O+Na_2O8%～9%,且K_2O大于Na_2O)的特征极为相似,说明其钼成矿潜力良好。与花岗岩的维氏值相比,含矿斑岩的Mo、Cu、As、Ag元素明显富集,Bi、Hg、Ba、Au元素亏损,而Pb、Zn、Sb、Co、Ni、Cr、V元素大体与维氏值相当。其中Mo平均含量达45×10~(-6),Cu达142×10~(-6),表明含矿斑岩浆为钼成矿提供了物质来源。
6、中粒似斑状二长花岗岩、细粒黑云二长花岗斑岩中稀土总量ΣREE为126×10~(-6)和148×10~(-6);暗色包裹体中稀土总量最高,达167×10~(-6);石英脉中仅为26.8×10~(-6)。这表明前三者为同源岩浆演化的产物,而石英脉与前三者稀土总量相去甚远,应为后期热液交代产物;LREE/HREE为4.5～5.6,(La/Sm)_N约为4.6,(Gd/Yb)_N为1.97～2.53,(La/Yb)_N为15.13～24.06,δEu值为0.66～0.68,δCe为0.83～0.90,上述数据表明:轻稀土富集,重稀土分馏程度明显偏低,花岗岩、石英脉、暗色包裹体稀土元素具有同源性,显示出地壳重熔再生花岗岩浆与幔汁混合特征。这也与微细粒镁铁质包体与基性岩墙共生现象相吻合。
7、花岗质岩浆侵入作用是主要含矿断裂形成的动力学机制,其形成的断裂破碎带和节理裂隙系统为主要容矿构造。矿床成因模式为:印支期由于陆内板块作用,在地幔流体的作用下,前寒武基底重熔形成的花岗质岩浆,沿宝鸡～天水深大断裂带与隐伏的武都～天水断裂带的结点发生大规模侵入活动,形成了温泉花岗岩基。随着岩浆的侵入与演化,至陈家大湾斑岩株侵入时,形成富含成矿物质的高压流体相。这些高压流体相,或以液压致裂作用自行开辟通道,或沿有利的断裂构造通道上升,于斑岩株周围形成高含脉率和高渗透率区。同时由于岩浆热所引起的高地热流,造成了地下水与热液长期对流循环及水-岩反应,导致成矿流体沿断裂带两侧围岩尤其是上盘围岩的微细裂隙形成细脉～浸染状钼矿化;由http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter于流体压力的波动,使围岩多次破裂或张合,含矿热液脉动沉淀,形成了相互交错的含矿石英网脉。
8、找矿标志与找矿预测:钾硅化、硅化、沸石化、红色泥化、黄铁矿化和孔雀石化等。钾硅化越强,微细网脉越密集发育、且单脉越宽和脉色越深,越有利于成矿;砖红色沸石化发育的蚀变带;红色泥化与岩脉迭加部位有利于成矿;星散浸染状、薄膜状黄铁矿化和孔雀石化等;有利成矿元素组合为Mo、Cu、Ag、As。找矿预测:矿区找矿重点应放在勘探线NEE向的深部;温泉岩体内重点为已发现的42个钼矿化点地质评价,另外要重点研究F_(32)、F_(16)与F_(20)交会之处;区域上钼矿的寻找,应关注毗邻深大断裂带和前寒武纪基底的印支期花岗岩体(脉)出露区。
学位年度:2009
作者:韩海涛
学位授予单位:中南大学
关键词:斑岩型钼矿;;西秦岭;;地化特征;;找矿标志;;成矿预测
摘要:
温泉钼矿位于甘肃省武山县温泉乡境内,系甘肃有色地勘局于2000年发现的一个具有大型前景的斑岩型钼矿床。本文以该矿床为研究Magnetic lifter对象,以区域成矿学和找矿系统工程学为指导,以花岗岩地球化学与成矿关系为研究切入点,以岩浆-构造-流体-成矿为主线,研究成矿地质条件、矿床地质特征、地球化学特征、成矿机制和成矿规律等,建立成矿模式,开展成矿预测。取得的主要成果与认识如下:
1、以往地质工作表明,中央造山带(大别-秦岭-祁连-昆仑)内的钼矿资源,与花岗质岩石有关,且成型钼矿床均局限于东秦岭地区,构成了约占全国钼总储量52%的斑岩型钼矿带,系仅次于美国西部Climax-Henderson的全球第二大钼矿带。然而,2000年温泉钼矿的发现,打破了秦岭钼矿带的分布格局,不仅使其向西延展了400多公里,而且为整个中央造山带钼矿的寻找,指明了方向。
2、温泉钼矿产于温泉花岗岩基内,受控于陈家大湾细粒黑云二长花岗斑岩株的内外接触带及其裂隙系统,系全岩矿化的斑岩型钼矿。2007年6月结束的陈家大湾15线至32线(0.3km~2),的详查工作,探获钼矿石量7805WT(0.053×10~(-2))。外围260km~2的温泉岩体内尚发现有42个钼矿(化)点,展示了大型钼矿的勘查潜力。
3、温泉花岗岩基主要由中粒似斑状二长花岗岩所组成,侵入于中下元古界秦岭群高绿片岩相火山-沉积变质岩系、下古生界李子园群中低绿片岩相火山-沉积变质岩系和中上泥盆统李坝群-大草滩群碳酸岩、砂岩和页岩中。并受控于宝鸡～天水～临夏断裂带(南侧)与隐伏的武都～天水深大断裂(西侧)的结点部位。温泉钼矿的含矿岩体则系温泉岩基的补体—陈家大湾斑岩株,其侵位时代略晚于温泉岩基。成矿年龄为214±7.1Ma,大约为中生代三叠纪,处于印支运动期。
4、目前经工程控制有34条矿体,单条矿体长50～650米,厚5～24.4m,顶面埋深38.5～5 16.5m。矿化类型有破碎带蚀变岩型、微裂隙石英脉-网脉型和浸染型。微细脉密集处即构成矿体,故矿体与围岩界线不清,需要化学分析方能圈定。矿石主要由辉钼矿、石英所组成,次为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、白钨矿、毒砂、黝铜矿、方铅矿、斑铜矿、长石和云母等。围岩蚀变有钾硅化、硅化、沸石化、红色泥化等,青盘岩化不发育。
5、含矿斑岩的SiO_2 71.21%、K_2O4.91%、K_2O+Na_2O 8.22%,且K_2O大于Na_2O,里特曼岩系指数(σ)平均值为2.45,属于富钾(碱)的钙碱性岩石系列。这些特征与含钼斑岩(SiO_2 70%～77%、K_2O+Na_2O8%～9%,且K_2O大于Na_2O)的特征极为相似,说明其钼成矿潜力良好。与花岗岩的维氏值相比,含矿斑岩的Mo、Cu、As、Ag元素明显富集,Bi、Hg、Ba、Au元素亏损,而Pb、Zn、Sb、Co、Ni、Cr、V元素大体与维氏值相当。其中Mo平均含量达45×10~(-6),Cu达142×10~(-6),表明含矿斑岩浆为钼成矿提供了物质来源。
6、中粒似斑状二长花岗岩、细粒黑云二长花岗斑岩中稀土总量ΣREE为126×10~(-6)和148×10~(-6);暗色包裹体中稀土总量最高,达167×10~(-6);石英脉中仅为26.8×10~(-6)。这表明前三者为同源岩浆演化的产物,而石英脉与前三者稀土总量相去甚远,应为后期热液交代产物;LREE/HREE为4.5～5.6,(La/Sm)_N约为4.6,(Gd/Yb)_N为1.97～2.53,(La/Yb)_N为15.13～24.06,δEu值为0.66～0.68,δCe为0.83～0.90,上述数据表明:轻稀土富集,重稀土分馏程度明显偏低,花岗岩、石英脉、暗色包裹体稀土元素具有同源性,显示出地壳重熔再生花岗岩浆与幔汁混合特征。这也与微细粒镁铁质包体与基性岩墙共生现象相吻合。
7、花岗质岩浆侵入作用是主要含矿断裂形成的动力学机制,其形成的断裂破碎带和节理裂隙系统为主要容矿构造。矿床成因模式为:印支期由于陆内板块作用,在地幔流体的作用下,前寒武基底重熔形成的花岗质岩浆,沿宝鸡～天水深大断裂带与隐伏的武都～天水断裂带的结点发生大规模侵入活动,形成了温泉花岗岩基。随着岩浆的侵入与演化,至陈家大湾斑岩株侵入时,形成富含成矿物质的高压流体相。这些高压流体相,或以液压致裂作用自行开辟通道,或沿有利的断裂构造通道上升,于斑岩株周围形成高含脉率和高渗透率区。同时由于岩浆热所引起的高地热流,造成了地下水与热液长期对流循环及水-岩反应,导致成矿流体沿断裂带两侧围岩尤其是上盘围岩的微细裂隙形成细脉～浸染状钼矿化;由http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter于流体压力的波动,使围岩多次破裂或张合,含矿热液脉动沉淀,形成了相互交错的含矿石英网脉。
8、找矿标志与找矿预测:钾硅化、硅化、沸石化、红色泥化、黄铁矿化和孔雀石化等。钾硅化越强,微细网脉越密集发育、且单脉越宽和脉色越深,越有利于成矿;砖红色沸石化发育的蚀变带;红色泥化与岩脉迭加部位有利于成矿;星散浸染状、薄膜状黄铁矿化和孔雀石化等;有利成矿元素组合为Mo、Cu、Ag、As。找矿预测:矿区找矿重点应放在勘探线NEE向的深部;温泉岩体内重点为已发现的42个钼矿化点地质评价,另外要重点研究F_(32)、F_(16)与F_(20)交会之处;区域上钼矿的寻找,应关注毗邻深大断裂带和前寒武纪基底的印支期花岗岩体(脉)出露区。
学位年度:2009
青海同仁双朋西矿区地质地球化学特征及成矿预测研究
题名:青海同仁双朋西矿区地质地球化学特征及成矿预测研究
作者:息朝庄
学位授予单位:中南大学
关键词:矿床地球化学;;矿床成因;;成矿规律;;成矿预测;;双朋西矿区;;青海
摘要:
本论文在对双朋西矿区区域地质背景和主要矿床类型进行总结的基础上,选择了该地区的双朋西金铜矿床、德合龙洼铜金矿床作为重点,开展了矿床地球化学、勘查地球化学等方面的研究,运用岩石学、构造地质学、矿床学、矿床地球化学、同位素地球化学、包裹体地球化学、勘查地球化学、数学地学等多学科Magnetic lifter知识对双朋西矿区矿床地质特征、成矿规律、地球化学特征、矿床成因进行了系统和深入的研究,并在全面总结成矿规律的基础上,开展了成矿预测研究工作。
总结和研究了双朋西矿区区域大地构造背景、区域地质特征;总结和研究了双朋西金矿与德合龙洼铜金矿床及相关岩体的地质特征、矿石特征、矿体特征、结构、构造和围岩蚀变特征。
对双朋西矿区的侵入岩、火山岩主量元素、稀土元素、微量元素进行了分析,探讨了侵入岩、火山岩形成构造环境,研究表明:本区花岗岩类侵入岩分别为辉长闪长岩、花岗闪长岩。从而确定主体为陆-陆碰撞花岗岩,部分具有弧花岗岩特征。本区火山岩主要为玄武岩、玄武安山岩、安山岩等。并利用图解分析认为本区火山岩来源多样性,有部分来自火山弧玄武岩,一部分来源于板内玄武岩。
通过对双朋西矿区进行矿石岩石化学、稀土元素、微量元素、分散元素及铅、硫同位素研究分析,并与本区火山岩及花岗岩类侵入岩地球化学特征进行对比,研究表明,本区稀土元素、微量元素部分来自于岩浆,铅、硫同位素来源于壳幔混合源,因此成矿物质来源应为混合源。
首次对双朋西矿区中矿石的流体包裹体进行了研究。本区以气液包裹体为主。包裹体的液相成分阳离子以Na~+、K~、Ca~(2+)为主,阴离子主要以SO_4~(2-)、Cl~-为主,F~-次之;气相成份以H_2O、CO_2为主,其次为H_2、CH_4、N_2、C_2H_2、C_2H_6、O_2、CO;通过包裹体气液相特征参数分析研究,表明,成矿流体是以岩浆热液为主包含有大气降水的混合流体。通过对流体包裹体均一法测温,推算盐度、密度、压力等重要参数,认为本区成矿流体为中-高温,低盐度、中等密度、中等压力的流体。
通过总结和研究双朋西矿区控矿因素、成矿物质来源、成矿流体来源,认为本区矿床具有多成矿控矿因素、多成矿物质来源、多成矿期次等特征。
总结和研究了双朋西金铜矿床和德合龙洼铜金矿床地质特征、控矿因素、成矿规律。研究表明,下二叠统大关山群和下三叠统隆务河群为矿源层,北西向断裂为本区控矿容矿构造,火山岩与花岗岩类侵入岩既是成矿物质的重要来源,也是成矿流体和成矿构造形成的重要条件。并在研究本区矿床地质地球化学特征http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter及勘查地球化学特征基础上,确定了本区地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变、地球化学及其它找矿标志。
对双朋西金铜矿床进行1:2.5万原生晕地球化学勘查,对德合龙洼铜金矿床进行1:5千次生晕地球化学勘查,应用地质统计分析确定背景值,建立适合本区的综合找矿模型。
通过对双朋西矿区地质特征、成矿规律、矿床成因、地球化学的研究,经由勘查地球化学对研究区进行的初步勘查,圈定了3个A类预测远景区、2个B类预测远景区、2个C类预测远景区。
学位年度:2009
作者:息朝庄
学位授予单位:中南大学
关键词:矿床地球化学;;矿床成因;;成矿规律;;成矿预测;;双朋西矿区;;青海
摘要:
本论文在对双朋西矿区区域地质背景和主要矿床类型进行总结的基础上,选择了该地区的双朋西金铜矿床、德合龙洼铜金矿床作为重点,开展了矿床地球化学、勘查地球化学等方面的研究,运用岩石学、构造地质学、矿床学、矿床地球化学、同位素地球化学、包裹体地球化学、勘查地球化学、数学地学等多学科Magnetic lifter知识对双朋西矿区矿床地质特征、成矿规律、地球化学特征、矿床成因进行了系统和深入的研究,并在全面总结成矿规律的基础上,开展了成矿预测研究工作。
总结和研究了双朋西矿区区域大地构造背景、区域地质特征;总结和研究了双朋西金矿与德合龙洼铜金矿床及相关岩体的地质特征、矿石特征、矿体特征、结构、构造和围岩蚀变特征。
对双朋西矿区的侵入岩、火山岩主量元素、稀土元素、微量元素进行了分析,探讨了侵入岩、火山岩形成构造环境,研究表明:本区花岗岩类侵入岩分别为辉长闪长岩、花岗闪长岩。从而确定主体为陆-陆碰撞花岗岩,部分具有弧花岗岩特征。本区火山岩主要为玄武岩、玄武安山岩、安山岩等。并利用图解分析认为本区火山岩来源多样性,有部分来自火山弧玄武岩,一部分来源于板内玄武岩。
通过对双朋西矿区进行矿石岩石化学、稀土元素、微量元素、分散元素及铅、硫同位素研究分析,并与本区火山岩及花岗岩类侵入岩地球化学特征进行对比,研究表明,本区稀土元素、微量元素部分来自于岩浆,铅、硫同位素来源于壳幔混合源,因此成矿物质来源应为混合源。
首次对双朋西矿区中矿石的流体包裹体进行了研究。本区以气液包裹体为主。包裹体的液相成分阳离子以Na~+、K~、Ca~(2+)为主,阴离子主要以SO_4~(2-)、Cl~-为主,F~-次之;气相成份以H_2O、CO_2为主,其次为H_2、CH_4、N_2、C_2H_2、C_2H_6、O_2、CO;通过包裹体气液相特征参数分析研究,表明,成矿流体是以岩浆热液为主包含有大气降水的混合流体。通过对流体包裹体均一法测温,推算盐度、密度、压力等重要参数,认为本区成矿流体为中-高温,低盐度、中等密度、中等压力的流体。
通过总结和研究双朋西矿区控矿因素、成矿物质来源、成矿流体来源,认为本区矿床具有多成矿控矿因素、多成矿物质来源、多成矿期次等特征。
总结和研究了双朋西金铜矿床和德合龙洼铜金矿床地质特征、控矿因素、成矿规律。研究表明,下二叠统大关山群和下三叠统隆务河群为矿源层,北西向断裂为本区控矿容矿构造,火山岩与花岗岩类侵入岩既是成矿物质的重要来源,也是成矿流体和成矿构造形成的重要条件。并在研究本区矿床地质地球化学特征http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter及勘查地球化学特征基础上,确定了本区地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变、地球化学及其它找矿标志。
对双朋西金铜矿床进行1:2.5万原生晕地球化学勘查,对德合龙洼铜金矿床进行1:5千次生晕地球化学勘查,应用地质统计分析确定背景值,建立适合本区的综合找矿模型。
通过对双朋西矿区地质特征、成矿规律、矿床成因、地球化学的研究,经由勘查地球化学对研究区进行的初步勘查,圈定了3个A类预测远景区、2个B类预测远景区、2个C类预测远景区。
学位年度:2009
塔河油田奥陶系岩溶型储层特征及对开发的影响
题名:塔河油田奥陶系岩溶型储层特征及对开发的影响
作者:丁勇
学位授予单位:成都理工大学
关键词:塔河油田;;奥陶系;;岩溶;;储层特征;;缝洞单元;;连通性
摘要:
塔河油田是我国第一个以奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏为主的古生界海相大油气田,基质孔渗低(碳酸盐岩基质不具有储渗意义)、埋藏深(94%的油藏埋藏深度在5400米以下)、定量难(认识和评价此该类储层属世Magnetic lifter界性难题)特征明显。通过塔河油田奥陶系沉积特征、岩溶特征、储层特征、缝洞单元特征、开发特征的系统、整体研究认为:
(1)塔河油田奥陶系中、下统及上统良里塔格组主要为碳酸盐台地相区中的开阔台地相,仅东南缘处于台地边缘相、台缘斜坡相;奥陶系上统恰尔巴克组主要处于浅海陆棚相区中的广海陆棚相,桑塔木组主要处于混积陆棚相。
(2)塔河油田奥陶系发育表生岩溶、热液岩溶、埋藏岩溶等多种类型岩溶,以表生岩溶最为重要,分别与海西早期、加里东中期不整合面有关。
(3)加里东中期岩溶主要分布在桑塔木组尖灭线以南,主要顺恰尔巴克组/一间房组、桑塔木组/良里塔格组之间的加里东中期平行不整合面发育,充填物不见陆源石英砂或粉砂,锶(Sr)同位素值相对较低,δ~(18)O为负值,δ~(13)C均为正值,极贫稀土元素,两相水溶液包裹体、两相烃包裹体均一温度较低,液态烃包裹体呈灰褐—黑褐色,无荧光或弱黄色荧光,气态烃包裹体呈灰—深灰色。
(4)海西早期岩溶主要分布在桑塔木组尖灭线以北,缝洞充填物富含陆源石英砂、粉砂,可含泥盆纪、石炭纪古生物,锶(Sr)同位素值明显偏高,δ~(18)O为高负值,δ~(13)C主要为负值,富集稀土元素,两相水溶液包裹体、两相烃包裹体均一温度较高,液态烃包裹体呈褐黄、黄、浅黄色,发弱黄、黄、兰白色荧光,气态烃包裹体呈灰—深灰色。
(5)海西早期岩溶发育裂缝型、孔洞—裂缝型、裂缝—孔洞型、裂缝—溶洞型、大型洞穴充填物孔隙型5种类型储层,主要受构造、不整合面、古地貌和岩性的控制,其中构造是最重要的控制因素;加里东中期包括裂缝型、孔洞—裂缝型、裂缝—孔洞型、裂缝—溶洞型、浅滩裂缝-孔隙型5种类型储层,主要受构造、加里东中期Ⅰ、Ⅱ幕不整合面、岩性等因素的控制,具有明显的断控和层控特征。
(6)根据岩溶储层各控制因素的发育情况对塔河油田加里东中期、海西早期岩溶进行了分期整体评价,较不分岩溶期次笼统评价更为可靠。
(7)根据天然气碳同位素、轻烃,原油碳同位素、轻烃、饱和烃、芳烃,油田水微量元素、稀土元素、锶同位素等指标在塔河http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter油田主体划分出6个可靠缝洞单元、5个不可靠缝洞单元,和前人识别结果比较表明根据油气水微观地化信息划分缝洞单元效果较好。
(8)塔河油田奥陶系储层特征对开发有明显影响,主要体现在流动单元划分、井网部署方式、开发指标设计、完井方式与措施等。
学位年度:2009
作者:丁勇
学位授予单位:成都理工大学
关键词:塔河油田;;奥陶系;;岩溶;;储层特征;;缝洞单元;;连通性
摘要:
塔河油田是我国第一个以奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油气藏为主的古生界海相大油气田,基质孔渗低(碳酸盐岩基质不具有储渗意义)、埋藏深(94%的油藏埋藏深度在5400米以下)、定量难(认识和评价此该类储层属世Magnetic lifter界性难题)特征明显。通过塔河油田奥陶系沉积特征、岩溶特征、储层特征、缝洞单元特征、开发特征的系统、整体研究认为:
(1)塔河油田奥陶系中、下统及上统良里塔格组主要为碳酸盐台地相区中的开阔台地相,仅东南缘处于台地边缘相、台缘斜坡相;奥陶系上统恰尔巴克组主要处于浅海陆棚相区中的广海陆棚相,桑塔木组主要处于混积陆棚相。
(2)塔河油田奥陶系发育表生岩溶、热液岩溶、埋藏岩溶等多种类型岩溶,以表生岩溶最为重要,分别与海西早期、加里东中期不整合面有关。
(3)加里东中期岩溶主要分布在桑塔木组尖灭线以南,主要顺恰尔巴克组/一间房组、桑塔木组/良里塔格组之间的加里东中期平行不整合面发育,充填物不见陆源石英砂或粉砂,锶(Sr)同位素值相对较低,δ~(18)O为负值,δ~(13)C均为正值,极贫稀土元素,两相水溶液包裹体、两相烃包裹体均一温度较低,液态烃包裹体呈灰褐—黑褐色,无荧光或弱黄色荧光,气态烃包裹体呈灰—深灰色。
(4)海西早期岩溶主要分布在桑塔木组尖灭线以北,缝洞充填物富含陆源石英砂、粉砂,可含泥盆纪、石炭纪古生物,锶(Sr)同位素值明显偏高,δ~(18)O为高负值,δ~(13)C主要为负值,富集稀土元素,两相水溶液包裹体、两相烃包裹体均一温度较高,液态烃包裹体呈褐黄、黄、浅黄色,发弱黄、黄、兰白色荧光,气态烃包裹体呈灰—深灰色。
(5)海西早期岩溶发育裂缝型、孔洞—裂缝型、裂缝—孔洞型、裂缝—溶洞型、大型洞穴充填物孔隙型5种类型储层,主要受构造、不整合面、古地貌和岩性的控制,其中构造是最重要的控制因素;加里东中期包括裂缝型、孔洞—裂缝型、裂缝—孔洞型、裂缝—溶洞型、浅滩裂缝-孔隙型5种类型储层,主要受构造、加里东中期Ⅰ、Ⅱ幕不整合面、岩性等因素的控制,具有明显的断控和层控特征。
(6)根据岩溶储层各控制因素的发育情况对塔河油田加里东中期、海西早期岩溶进行了分期整体评价,较不分岩溶期次笼统评价更为可靠。
(7)根据天然气碳同位素、轻烃,原油碳同位素、轻烃、饱和烃、芳烃,油田水微量元素、稀土元素、锶同位素等指标在塔河http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter油田主体划分出6个可靠缝洞单元、5个不可靠缝洞单元,和前人识别结果比较表明根据油气水微观地化信息划分缝洞单元效果较好。
(8)塔河油田奥陶系储层特征对开发有明显影响,主要体现在流动单元划分、井网部署方式、开发指标设计、完井方式与措施等。
学位年度:2009
2011年10月18日星期二
稀土复合颗粒的包覆技术与性能研究
题名:稀土复合颗粒的包覆技术与性能研究
作者:张明
学位授予单位:中南大学
关键词:荧光粉;;稀土;;Y_2O_3:Eu~(3+);;BaSO_4@Y_2O_3:Eu~(3+);;核-壳结构;;表面扩散法
摘要:
稀土发光材料因其独特的发光性能和稳定的物理化学性质而广泛应用于诸如三基色荧光灯等照明设备和阴极射线、液晶、等离子等显示领域。随着纳米复合材料的发展,稀土纳米材料的复合成为目前材料科学研究的热点。通过复合,人们可以按照自己的意愿控制合成一些新的具有特定形貌和大小的纳米结构材Neodymium Magnets料和功能材料。本论文针对稀土发光材料,通过表面包覆的方法合成核-壳结构的稀土纳米复合发光材料,解决了直接合成球形稀土发光材料的难题。同时采用成本低、容易制备、无毒的BaSO4球作为核芯材料,既节省了稀土元素用量,又降低了成本,对节省我国宝贵的稀土资源具有重要意义。
本文首先利用EDTA络合沉淀法制备了大小及形貌可控的BaSO4微球。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及扫描电子显微镜(SEM)研究了其结构和形貌。通过实验研究了沉淀过程中EDTA的加入、pH值、原料液浓度、反应温度等反应条件对产品粒度分布、形貌的影响。计算了不同pH值下Ba-EDTA络合物的条件稳定常数。结果表明：EDTA能有效的控制硫酸钡颗粒的大小和形貌。在各种反应条件中,pH对产物的形貌影响最大,pH为9-10时得到的硫酸钡颗粒呈粒径为1μm的球形并且分散性好。
本文以反应结晶(沉淀)理论与络合反应特性为基础,系统研究了包括其中的多相传热、传质过程,引入并详细阐述了成核、生http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets长过程的数学模型。通过对BaSO4沉淀过程的系统研究,初步揭示了该反应结晶(沉淀)过程的机理和本质,并为反应结晶制备粉体的研究提供了新的思路和研究方法。
本文提出利用湿化学法在BaSO4微米球上包覆Y2O3：Eu3+荧光粉层,并研究了包覆过程中尿素用量、PEG、烧结温度等反应条件对BaSO4@Y2O3:Eu3+形貌以及发光的影响。通过XRD、SEM、TEM、EDS、荧光光谱分析等手段对合成样品进行了表征。结果显示：BaSO4@Y2O3:Eu3+复合粒子具有球形形貌,微米级尺寸,粒度分布均匀。Y2O3：Eu3+可以很好的包覆在BaSO4表面,甚至在1400℃高温热处理时也不会发生反应。热力学计算表明,Y2O3:Eu3+通过异相成核包覆在BaSO4颗粒表面。BaSO4@Y2O3:Eu3+复合颗粒在254 nm紫外光激发下具有典型的Eu3+特征发射光谱。光谱中最强峰位于609 nm处,属于5D0-7F2跃迁发射。BaSO4@Y2O3:Eu3+荧光粉的发射峰位置与Y2O3：Eu3+相比并没有改变,但是荧光粉的相对荧光强度由于Y2O3：Eu3+纳米颗粒层的反射、散射和吸收等作用而有所减弱。
本文提出表面扩散法并成功的合成了Y2O3：Eu3+荧光粉,同时利用荧光光谱、SEM、XRD等分析手段对合成样品进行表征。表面扩散就是首先在Y2O3表面包覆铕前驱体,再经过高温热处理使铕离子扩散到Y2O3内部的方法。SEM显示热处理后的样品表面变得粗糙,并形成了一层不连续层。EDS的结果显示表面上Eu3+离子的浓度明显高于投料比。利用表面扩散法可以用较低浓度的激活剂获得较高的发光强度。以激活剂(Eu3+)用量为0.3 mol%为例,表面扩散得到样品的相对亮度明显优于相同浓度下的共沉淀样品,接近共沉淀法1 mol%Eu3+时得到产物的相对亮度。通过计算,254 nm紫外光子的能量只有4.88eV,因此在荧光粉中的穿透深度只有几纳米。当紫外线照射到荧光粉表面时,只有荧光粉表面层内的原子参与激发辐射跃迁。将有限的激活剂更多的集中在表面层可以大大降低激活剂用量。
与传统高温固相法相比,本文提出的新方法能够通过液相合成方法获得粒度和亮度都能满足应用要求的荧光粉。此外,这些方法还能够节约成本,减少稀土用量,为制备性能优良的荧光粉提供新途径。
学位年度:2009
作者:张明
学位授予单位:中南大学
关键词:荧光粉;;稀土;;Y_2O_3:Eu~(3+);;BaSO_4@Y_2O_3:Eu~(3+);;核-壳结构;;表面扩散法
摘要:
稀土发光材料因其独特的发光性能和稳定的物理化学性质而广泛应用于诸如三基色荧光灯等照明设备和阴极射线、液晶、等离子等显示领域。随着纳米复合材料的发展,稀土纳米材料的复合成为目前材料科学研究的热点。通过复合,人们可以按照自己的意愿控制合成一些新的具有特定形貌和大小的纳米结构材Neodymium Magnets料和功能材料。本论文针对稀土发光材料,通过表面包覆的方法合成核-壳结构的稀土纳米复合发光材料,解决了直接合成球形稀土发光材料的难题。同时采用成本低、容易制备、无毒的BaSO4球作为核芯材料,既节省了稀土元素用量,又降低了成本,对节省我国宝贵的稀土资源具有重要意义。
本文首先利用EDTA络合沉淀法制备了大小及形貌可控的BaSO4微球。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)以及扫描电子显微镜(SEM)研究了其结构和形貌。通过实验研究了沉淀过程中EDTA的加入、pH值、原料液浓度、反应温度等反应条件对产品粒度分布、形貌的影响。计算了不同pH值下Ba-EDTA络合物的条件稳定常数。结果表明：EDTA能有效的控制硫酸钡颗粒的大小和形貌。在各种反应条件中,pH对产物的形貌影响最大,pH为9-10时得到的硫酸钡颗粒呈粒径为1μm的球形并且分散性好。
本文以反应结晶(沉淀)理论与络合反应特性为基础,系统研究了包括其中的多相传热、传质过程,引入并详细阐述了成核、生http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets长过程的数学模型。通过对BaSO4沉淀过程的系统研究,初步揭示了该反应结晶(沉淀)过程的机理和本质,并为反应结晶制备粉体的研究提供了新的思路和研究方法。
本文提出利用湿化学法在BaSO4微米球上包覆Y2O3：Eu3+荧光粉层,并研究了包覆过程中尿素用量、PEG、烧结温度等反应条件对BaSO4@Y2O3:Eu3+形貌以及发光的影响。通过XRD、SEM、TEM、EDS、荧光光谱分析等手段对合成样品进行了表征。结果显示：BaSO4@Y2O3:Eu3+复合粒子具有球形形貌,微米级尺寸,粒度分布均匀。Y2O3：Eu3+可以很好的包覆在BaSO4表面,甚至在1400℃高温热处理时也不会发生反应。热力学计算表明,Y2O3:Eu3+通过异相成核包覆在BaSO4颗粒表面。BaSO4@Y2O3:Eu3+复合颗粒在254 nm紫外光激发下具有典型的Eu3+特征发射光谱。光谱中最强峰位于609 nm处,属于5D0-7F2跃迁发射。BaSO4@Y2O3:Eu3+荧光粉的发射峰位置与Y2O3：Eu3+相比并没有改变,但是荧光粉的相对荧光强度由于Y2O3：Eu3+纳米颗粒层的反射、散射和吸收等作用而有所减弱。
本文提出表面扩散法并成功的合成了Y2O3：Eu3+荧光粉,同时利用荧光光谱、SEM、XRD等分析手段对合成样品进行表征。表面扩散就是首先在Y2O3表面包覆铕前驱体,再经过高温热处理使铕离子扩散到Y2O3内部的方法。SEM显示热处理后的样品表面变得粗糙,并形成了一层不连续层。EDS的结果显示表面上Eu3+离子的浓度明显高于投料比。利用表面扩散法可以用较低浓度的激活剂获得较高的发光强度。以激活剂(Eu3+)用量为0.3 mol%为例,表面扩散得到样品的相对亮度明显优于相同浓度下的共沉淀样品,接近共沉淀法1 mol%Eu3+时得到产物的相对亮度。通过计算,254 nm紫外光子的能量只有4.88eV,因此在荧光粉中的穿透深度只有几纳米。当紫外线照射到荧光粉表面时,只有荧光粉表面层内的原子参与激发辐射跃迁。将有限的激活剂更多的集中在表面层可以大大降低激活剂用量。
与传统高温固相法相比,本文提出的新方法能够通过液相合成方法获得粒度和亮度都能满足应用要求的荧光粉。此外,这些方法还能够节约成本,减少稀土用量,为制备性能优良的荧光粉提供新途径。
学位年度:2009
Strontium Ferrite and rare-earth alternative to composites
Title: Strontium Ferrite and rare-earth alternative to composites and absorbing properties ofAuthor: Chen NaDegree-granting units: Shanghai Jiaotong UniversityKeywords: strontium ferrite;; rare earth ion substitution;; zinc ferrite;; composite ferrite;; microwave absorptionSummary:
The rapid development of modern microelectronic technology to bring convenience to people's lives, but the impact of electromagnetic radiation on the environment increasing, therefore, absorb electromagnetic functional materials become a hot research Neodymium Magnets and application. Ideal absorbing coating material should have a strong absorption wideband, thin, light weight characteristics. But so far, have not found any kind of material can fully meet these requirements. Therefore, an appropriate modification of existing materials and design have become the focus of the study. Hexagonal strontium ferrite due to its high anisotropy field, high saturation magnetization, high magnetic loss, strong acid and alkali resistance and stable performance, etc., are widely used in microwave absorbing materials, but a single strontium ferrite still has a strong enough absorption, relatively narrow absorption band of shortcomings. This paper aims to develop a simple preparation process, the absorption band wider and more capable of absorbing new strontium ferrite matrix composites, and to study the scientific issues related to preparation and absorbing mechanism for absorbing materials, production and application provide technical and theoretical support.
Paper first alternative method using rare earth ions, significantly improved the absorbing properties of strontium ferrite, in particular, to improve the absorption intensity. In this paper, the sol - gel technology and the Combination of self-combustion method of preparation of lanthanum, cerium, neodymium three kinds of ion substitution of strontium ferrite. The results show that rare earth ions in strontium ferrite in the alternative depends on its ionic valence and ionic radius. Is tetravalent cerium ions hardly enter the strontium ferrite lattice, and the light rare earth elements lanthanum and neodymium (III) ions are replaced, respectively, 0.15 and 0.1. The difference with a smaller radius of oxygen ion lanthanum ion substitution is higher. Ions substitute the strontium ferrite grain size becomes smaller, less granular level of reunion; decrease in saturation magnetization is not the case, the coercivity increased; absorbing properties greatly improved, especially for lanthanum ions, when the alternative volume of 0.15, the matching thickness decreases from 2.6mm to 2.3mm,-24dB return loss from the reduced to-37.7dB, 10dB bandwidth from 2.7GHz (6.4-9.1GHz) extended to 4GHz (6-10GHz). Mossbauer results show that: Although the substitution of rare earth ions in strontium is strontium ferrite bit, but the iron http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets hyperfine field, the electron density around, and the electron orbits are affected, when the trivalent lanthanide ion substitution of divalent strontium ferrite strontium ions after valence balance for the 4 f 1 and 2a-bit, a small part of the iron ions from the trivalent into divalent. Absorbing performance Sr ferrite alternative reasons: to increase the grain size decreases the interfacial loss; coercivity increases to increase the hysteresis loss; ion substitution caused by changes in iron valence increase the dielectric loss.
In order to further expand the bandwidth of the absorption of strontium ferrite, coated with a two-step method and the step compound and strontium ferrite prepared zinc ferrite composite powder. The results show that the step composite method can effectively expand its bandwidth, two-step composite powder prepared by a small amount of α? Fe2 O 3 generation. When the quality of zinc ferrite content of 15%, the two composite methods can improve the absorbing properties, but when the mass ratio increased to 30%, absorbing performance degradation, because the study of zinc ferrite in the frequency within itself does not have absorbing properties, too much zinc ferrite to decrease the overall performance of composite materials. One-step preparation of composite materials more superior performance, the matching thickness in 2.3mm, the minimum reflection loss reach-35dB, 10dB bandwidth in excess of 4GHz, which is due to the composite materials prepared by this method particles smaller, more uniform composition, interaction interface more, and no α? Fe2 O 3 exists. And pure strontium ferrite and strontium ferrite different alternative is in addition to the existence of a composite powder with the thickness of the reflection loss peak; In addition, around 16GHz, there is a position does not change with sample thickness of the reflection loss peak, which interaction is due to two kinds of ferrite caused.
Finally, in order to develop a kind of absorbing superior performance and can be applied in practice the absorbing material in front of study, based on the performance of the best alternative choice and better composite ferrite way to prepare lanthanum strontium iron replacement zinc ferrite and ferrite composite powder. And preparation of composite powders with more absorbing agent to select the more practical application of the epoxy resin as a matrix, prepared by absorbing agent and the base body, respectively 1,1.25,1.5 than composite materials. The results showed that when the absorbing medium and the base body ratio of 1.25, the absorbing properties of composite materials from the best, relatively pure strontium ferrite has greatly improved, reducing the matching thickness from 2.6mm to 2.2mm, the minimum reflection frequency is reduced from-24dB to-41dB, down 70%, 10dB bandwidth from 2.7GHz to broaden to 5.7GHz, widened more than doubled, demonstrating the material's application. Especially when the sample thickness is 1.5mm, they get a relatively good absorbing properties, which in practice are very important, absorbing coating materials to meet the requirements of strong absorption, frequency bandwidth, thin, light weight characteristics.
Replaced by lanthanum strontium ferrite and zinc ferrite composite powder crystal structure, magnetic properties and Mössbauer spectroscopy study showed that substitution of lanthanum strontium ferrite and zinc ferrite composite materials, both the alternative and composite two advantages. Because the two ferrite composite, so is zinc ferrite spinel type of change to the spinel compound, and zinc ions in the case of lanthanum, strontium ferrite into the lattice, replacing the 4 f 1 position of iron ions, so that the lanthanum strontium ferrite lattice constant alternative larger, smaller lattice constant of zinc ferrite. This interaction makes two kinds of ferrite saturation magnetization increase, thereby increasing the magnetic loss. These theories conclude on the future of new composite ferrite absorbing material absorbing mechanism of development and has a certain reference value.Degree Year: 2009
The rapid development of modern microelectronic technology to bring convenience to people's lives, but the impact of electromagnetic radiation on the environment increasing, therefore, absorb electromagnetic functional materials become a hot research Neodymium Magnets and application. Ideal absorbing coating material should have a strong absorption wideband, thin, light weight characteristics. But so far, have not found any kind of material can fully meet these requirements. Therefore, an appropriate modification of existing materials and design have become the focus of the study. Hexagonal strontium ferrite due to its high anisotropy field, high saturation magnetization, high magnetic loss, strong acid and alkali resistance and stable performance, etc., are widely used in microwave absorbing materials, but a single strontium ferrite still has a strong enough absorption, relatively narrow absorption band of shortcomings. This paper aims to develop a simple preparation process, the absorption band wider and more capable of absorbing new strontium ferrite matrix composites, and to study the scientific issues related to preparation and absorbing mechanism for absorbing materials, production and application provide technical and theoretical support.
Paper first alternative method using rare earth ions, significantly improved the absorbing properties of strontium ferrite, in particular, to improve the absorption intensity. In this paper, the sol - gel technology and the Combination of self-combustion method of preparation of lanthanum, cerium, neodymium three kinds of ion substitution of strontium ferrite. The results show that rare earth ions in strontium ferrite in the alternative depends on its ionic valence and ionic radius. Is tetravalent cerium ions hardly enter the strontium ferrite lattice, and the light rare earth elements lanthanum and neodymium (III) ions are replaced, respectively, 0.15 and 0.1. The difference with a smaller radius of oxygen ion lanthanum ion substitution is higher. Ions substitute the strontium ferrite grain size becomes smaller, less granular level of reunion; decrease in saturation magnetization is not the case, the coercivity increased; absorbing properties greatly improved, especially for lanthanum ions, when the alternative volume of 0.15, the matching thickness decreases from 2.6mm to 2.3mm,-24dB return loss from the reduced to-37.7dB, 10dB bandwidth from 2.7GHz (6.4-9.1GHz) extended to 4GHz (6-10GHz). Mossbauer results show that: Although the substitution of rare earth ions in strontium is strontium ferrite bit, but the iron http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets hyperfine field, the electron density around, and the electron orbits are affected, when the trivalent lanthanide ion substitution of divalent strontium ferrite strontium ions after valence balance for the 4 f 1 and 2a-bit, a small part of the iron ions from the trivalent into divalent. Absorbing performance Sr ferrite alternative reasons: to increase the grain size decreases the interfacial loss; coercivity increases to increase the hysteresis loss; ion substitution caused by changes in iron valence increase the dielectric loss.
In order to further expand the bandwidth of the absorption of strontium ferrite, coated with a two-step method and the step compound and strontium ferrite prepared zinc ferrite composite powder. The results show that the step composite method can effectively expand its bandwidth, two-step composite powder prepared by a small amount of α? Fe2 O 3 generation. When the quality of zinc ferrite content of 15%, the two composite methods can improve the absorbing properties, but when the mass ratio increased to 30%, absorbing performance degradation, because the study of zinc ferrite in the frequency within itself does not have absorbing properties, too much zinc ferrite to decrease the overall performance of composite materials. One-step preparation of composite materials more superior performance, the matching thickness in 2.3mm, the minimum reflection loss reach-35dB, 10dB bandwidth in excess of 4GHz, which is due to the composite materials prepared by this method particles smaller, more uniform composition, interaction interface more, and no α? Fe2 O 3 exists. And pure strontium ferrite and strontium ferrite different alternative is in addition to the existence of a composite powder with the thickness of the reflection loss peak; In addition, around 16GHz, there is a position does not change with sample thickness of the reflection loss peak, which interaction is due to two kinds of ferrite caused.
Finally, in order to develop a kind of absorbing superior performance and can be applied in practice the absorbing material in front of study, based on the performance of the best alternative choice and better composite ferrite way to prepare lanthanum strontium iron replacement zinc ferrite and ferrite composite powder. And preparation of composite powders with more absorbing agent to select the more practical application of the epoxy resin as a matrix, prepared by absorbing agent and the base body, respectively 1,1.25,1.5 than composite materials. The results showed that when the absorbing medium and the base body ratio of 1.25, the absorbing properties of composite materials from the best, relatively pure strontium ferrite has greatly improved, reducing the matching thickness from 2.6mm to 2.2mm, the minimum reflection frequency is reduced from-24dB to-41dB, down 70%, 10dB bandwidth from 2.7GHz to broaden to 5.7GHz, widened more than doubled, demonstrating the material's application. Especially when the sample thickness is 1.5mm, they get a relatively good absorbing properties, which in practice are very important, absorbing coating materials to meet the requirements of strong absorption, frequency bandwidth, thin, light weight characteristics.
Replaced by lanthanum strontium ferrite and zinc ferrite composite powder crystal structure, magnetic properties and Mössbauer spectroscopy study showed that substitution of lanthanum strontium ferrite and zinc ferrite composite materials, both the alternative and composite two advantages. Because the two ferrite composite, so is zinc ferrite spinel type of change to the spinel compound, and zinc ions in the case of lanthanum, strontium ferrite into the lattice, replacing the 4 f 1 position of iron ions, so that the lanthanum strontium ferrite lattice constant alternative larger, smaller lattice constant of zinc ferrite. This interaction makes two kinds of ferrite saturation magnetization increase, thereby increasing the magnetic loss. These theories conclude on the future of new composite ferrite absorbing material absorbing mechanism of development and has a certain reference value.Degree Year: 2009
用于稀土离子掺杂发光的Al_2O_3基质材料研究
题名:用于稀土离子掺杂发光的Al_2O_3基质材料研究
作者:石涛
学位授予单位:浙江大学
关键词:Al_2O_3;;溶胶-凝胶法;;纳米粉体;;透明薄膜;;稀土;;掺杂;;光致发光
摘要:
稀土发光材料在照明、显示显像、固体激光器、光存储及光通讯等领域已获得广泛应用,近年来,对稀土掺杂基质材料进行研究以提高发光效率、化学稳定性及使用寿命成为该领域的研究热点。Al2O3具有机械强度高、热传导Neodymium Magnets性好、化学稳定性优良以及透明性好等特点,作为稀土掺杂基质材料受到研究人员的广泛关注。目前,粉体基质的纳米化及其分散性以及薄膜基质的透明性是研究的两个重要方向。
本文研究了Al2O3基质材料的溶胶-凝胶制备过程,重点对Al2O3溶胶制备规律、Al2O3纳米粉体分散性以及Al2O3薄膜透明性等关键问题进行了考察,并在此基础上研究了Eu3+、Tb3+掺杂的Al2O3纳米粉体及透明薄膜的发光特性。论文主要研究内容及结论如下：
1、开展了Al2O3溶胶的制备规律研究,结果表明水解温度会影响溶胶晶粒的形成和生长过程,在水解温度为60-80℃时,可制得稳定的勃姆石(γ-AlOOH)结构Al2O3溶胶；随陈化时间的延长,溶胶粘度增大,原先细小的溶胶粒子逐渐聚集长大形成长度约50 nm的纤维状粒子；酸的种类和用量会改变溶胶体系的电荷环境及胶粒表面的双电层结构,适当强酸的加入(pH=2.73～3.20)有利于获得稳定的溶胶；增加水用量可促进前驱体水解,有利于获得结晶完善的勃姆石Al2O3溶胶；通过添加表面活性剂可有效减少溶胶粒子之间的聚集,提高溶胶稳定性。
2、开展了Al2O3纳米粉体制备研究,结果表明混合溶剂和表面活性剂(PEG1000)共同作用可有效解决Al2O3纳米粉体团聚问题。在煅烧分解的过程中,PEG1000减少了Al2O3晶粒之间的离子扩散,提高了Al2O3纳米粉体的分散性。随煅烧温度升高,Al203存在γ-AlOOH→γ-Al2O3→θ-Al2O3→a-Al2O3的相转变过程,粒径则呈现出先减小后增大的变化趋势。
3、开展了Al2O3透明薄膜制备研究http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets,结果表明Al2O3薄膜的光透过率与晶粒结构密切相关。薄膜中Al2O3晶粒的择优取向生长大幅降低了薄膜的反射系数(M)和散射系数(S),提高了薄膜透光率；煅烧导致薄膜中氧空位缺陷逐渐减少,减弱了对光的吸收,在800℃煅烧后薄膜光透过率达最高；而在900℃煅烧后,薄膜中生成的θ-Al2O3导致了薄膜光透过率降低。
4、开展了Eu3+、Tb3+掺杂Al2O3纳米发光粉体及透明薄膜的发光特性研究。结果表明所制备的纳米发光粉体平均晶粒尺寸为10 nm左右,粒子呈颗粒状,分散性较好；而发光薄膜透明性良好,且表面致密、平整、无裂纹产生。材料的发光性能主要受煅烧温度和掺杂浓度的影响,最佳的煅烧温度为800℃,Eu3+离子最佳掺杂浓度为10 mol%,Tb3+离子最佳掺杂浓度为5 mol%。
学位年度:2009
作者:石涛
学位授予单位:浙江大学
关键词:Al_2O_3;;溶胶-凝胶法;;纳米粉体;;透明薄膜;;稀土;;掺杂;;光致发光
摘要:
稀土发光材料在照明、显示显像、固体激光器、光存储及光通讯等领域已获得广泛应用,近年来,对稀土掺杂基质材料进行研究以提高发光效率、化学稳定性及使用寿命成为该领域的研究热点。Al2O3具有机械强度高、热传导Neodymium Magnets性好、化学稳定性优良以及透明性好等特点,作为稀土掺杂基质材料受到研究人员的广泛关注。目前,粉体基质的纳米化及其分散性以及薄膜基质的透明性是研究的两个重要方向。
本文研究了Al2O3基质材料的溶胶-凝胶制备过程,重点对Al2O3溶胶制备规律、Al2O3纳米粉体分散性以及Al2O3薄膜透明性等关键问题进行了考察,并在此基础上研究了Eu3+、Tb3+掺杂的Al2O3纳米粉体及透明薄膜的发光特性。论文主要研究内容及结论如下：
1、开展了Al2O3溶胶的制备规律研究,结果表明水解温度会影响溶胶晶粒的形成和生长过程,在水解温度为60-80℃时,可制得稳定的勃姆石(γ-AlOOH)结构Al2O3溶胶；随陈化时间的延长,溶胶粘度增大,原先细小的溶胶粒子逐渐聚集长大形成长度约50 nm的纤维状粒子；酸的种类和用量会改变溶胶体系的电荷环境及胶粒表面的双电层结构,适当强酸的加入(pH=2.73～3.20)有利于获得稳定的溶胶；增加水用量可促进前驱体水解,有利于获得结晶完善的勃姆石Al2O3溶胶；通过添加表面活性剂可有效减少溶胶粒子之间的聚集,提高溶胶稳定性。
2、开展了Al2O3纳米粉体制备研究,结果表明混合溶剂和表面活性剂(PEG1000)共同作用可有效解决Al2O3纳米粉体团聚问题。在煅烧分解的过程中,PEG1000减少了Al2O3晶粒之间的离子扩散,提高了Al2O3纳米粉体的分散性。随煅烧温度升高,Al203存在γ-AlOOH→γ-Al2O3→θ-Al2O3→a-Al2O3的相转变过程,粒径则呈现出先减小后增大的变化趋势。
3、开展了Al2O3透明薄膜制备研究http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets,结果表明Al2O3薄膜的光透过率与晶粒结构密切相关。薄膜中Al2O3晶粒的择优取向生长大幅降低了薄膜的反射系数(M)和散射系数(S),提高了薄膜透光率；煅烧导致薄膜中氧空位缺陷逐渐减少,减弱了对光的吸收,在800℃煅烧后薄膜光透过率达最高；而在900℃煅烧后,薄膜中生成的θ-Al2O3导致了薄膜光透过率降低。
4、开展了Eu3+、Tb3+掺杂Al2O3纳米发光粉体及透明薄膜的发光特性研究。结果表明所制备的纳米发光粉体平均晶粒尺寸为10 nm左右,粒子呈颗粒状,分散性较好；而发光薄膜透明性良好,且表面致密、平整、无裂纹产生。材料的发光性能主要受煅烧温度和掺杂浓度的影响,最佳的煅烧温度为800℃,Eu3+离子最佳掺杂浓度为10 mol%,Tb3+离子最佳掺杂浓度为5 mol%。
学位年度:2009
稀土替代锶铁氧体及其复合材料的制备和吸波性能研究
题名:稀土替代锶铁氧体及其复合材料的制备和吸波性能研究
作者:陈娜
学位授予单位:上海交通大学
关键词:锶铁氧体;;稀土离子替代;;锌铁氧体;;复合铁氧体;;微波吸收
摘要:
现代微电子技术的飞速发展给人们的生活带来便利,但是电磁波辐射对环境的影响日益增大,因此,具有吸收电磁波功能的材料成为研究和应用的热点。理想的吸波涂层材料应该具有强吸收、宽频段、厚度薄、质量轻的特点。但迄今为止,还没有发现任何一种材料能够完全满足这些要求。因此,对现有材料进行适当改性和设计就成为了研究的重点。六角晶锶铁氧体由于具有高的各向异性场、高饱和磁化强度、Neodymium Magnets 高磁损耗、强耐酸碱性以及性能稳定等优点,被广泛应用于微波吸收材料中,但是单一的锶铁氧体仍具有吸收不够强、吸收频段比较窄的缺点。本论文旨在研制一种制备工艺简单、吸收频带更宽和吸收能力更强的新型锶铁氧体基复合材料,并研究相关的制备科学问题和吸波机理,为吸波材料的生产和应用提供技术和理论支撑。
论文首先用稀土离子替代的方法,显著改善了锶铁氧体的吸波性能,特别是提高了吸收强度。本文采用了溶胶-凝胶技术和自蔓延燃烧法相结合的方法制备镧、铈、钕三种离子替代的锶铁氧体。研究结果表明,稀土离子在锶铁氧体中的替代量取决于其离子化合价与离子半径。正四价的铈离子几乎不能进入锶铁氧体晶格,而轻稀土元素镧和钕的正三价离子替代量分别为0.15和0.1。与氧离子半径差别较小的镧离子替代量较高。离子替代使锶铁氧体的晶粒尺寸变小,颗粒团聚程度减弱;在饱和磁化强度不太降低的情况下,使矫顽力增加;吸波性能大大提高,特别是对镧离子,当替代量为0.15时,匹配厚度从2.6mm减小到2.3mm,反射损耗从-24dB降低到-37.7dB, 10dB带宽从2.7GHz(6.4-9.1GHz)拓展到4GHz(6-10GHz)。穆斯堡尔谱研究结果表明:虽然稀土离子替代的是锶铁氧体中锶位,但是对铁离子的超精细场,周围的电子云密度、以及电子轨道都有影响,当三价的镧离子替代锶铁氧体中的二价锶离子以后,为了化合价的平衡,在4 f 1和2a位,有少部分的铁离子从三价变为二价。替代锶铁氧体吸波性能提高的原因是:晶粒尺寸减小增加了界面损耗;矫顽力增大使磁滞损耗增加;离子替代引起的铁离子化合价的改变使介电损耗增加。
为了进一步拓展锶铁氧体的吸收带宽,采用了两步包覆法和一步复合法制备锌铁氧体与锶铁氧体复合粉末。结果表明,一步复合法可以有效扩展其带宽,两步法制备的复合粉末有少量的α? Fe2 O 3生成。当锌铁氧体的质量含量为15%时,两种复合方法都可以提高吸波性能,但当质量比增加到30%,吸波性能下降,这是因为锌铁氧体在所研究的频率范围内本身不具有吸波性能,过多的锌铁氧体使整体复合材料的性能下降。一步法制备的复合材料性能更加优越,在2.3mm的匹配厚度下,最低反射损耗达到-35dB,10dB带宽超过4GHz,这是由于此种方法制备的复合材料颗粒比较小,成分更加均匀,相互作用界面更多,并且没有α? Fe2 O 3存在。与纯锶铁氧体以及替代锶铁氧体不同的是,复合粉末除了存在一个随厚http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets度变化的反射损耗峰;另外,在16GHz左右,还存在一位置不随样品厚度发生改变的反射损耗峰,这是由于两种铁氧体相互作用引起的。
最后,为了研制出一种吸波性能优越并且可以在实际中应用的吸波材料,在前面研究的基础上,选择性能最好的替代铁氧体以及比较好的复合方式,制备镧替代锶铁氧体与锌铁氧体的复合粉末。并且用以上制备的复合粉末为吸波剂,选择实际应用比较多的环氧树脂作为基体,制备吸波剂与基体质量比分别为1、1.25、1.5的复合材料。研究结果表明,当吸波介质与基体质量比为1.25时,所得复合材料的吸波性能最好,相对纯锶铁氧体有很大提高,匹配厚度从2.6mm减小到2.2mm,最小反射频率从-24dB降低到-41dB,下降了70%,10dB带宽从2.7GHz拓宽到5.7GHz,拓宽了一倍以上,展示出该材料的应用前景。特别是当样品厚度为1.5mm时,也得到了比较好的吸波性能,这在实际应用中有非常重要意义,满足了吸波涂层材料要求的吸收强,频带宽,厚度薄,质量轻的特点。
通过对镧替代锶铁氧体与锌铁氧体复合粉末的晶体结构、磁性能和穆斯堡尔谱进行研究,结果表明,镧替代锶铁氧体与锌铁氧体复合材料兼具了替代和复合两种优势。由于两种铁氧体的复合,使正尖晶石型的锌铁氧体向复合尖晶石类型转变,并且锌离子在镧离子存在的情况下,进入到锶铁氧体晶格中,替换了4 f 1位置的铁离子,从而使镧替代锶铁氧体的晶格常数变大,锌铁氧体晶格常数变小。两种铁氧体的这种相互作用使饱和磁化强度增加,从而增加了磁损耗。这些理论推断对今后复合铁氧体新型吸波材料的开发以及吸波机理的研究具有一定的参考意义。
学位年度:2009
作者:陈娜
学位授予单位:上海交通大学
关键词:锶铁氧体;;稀土离子替代;;锌铁氧体;;复合铁氧体;;微波吸收
摘要:
现代微电子技术的飞速发展给人们的生活带来便利,但是电磁波辐射对环境的影响日益增大,因此,具有吸收电磁波功能的材料成为研究和应用的热点。理想的吸波涂层材料应该具有强吸收、宽频段、厚度薄、质量轻的特点。但迄今为止,还没有发现任何一种材料能够完全满足这些要求。因此,对现有材料进行适当改性和设计就成为了研究的重点。六角晶锶铁氧体由于具有高的各向异性场、高饱和磁化强度、Neodymium Magnets 高磁损耗、强耐酸碱性以及性能稳定等优点,被广泛应用于微波吸收材料中,但是单一的锶铁氧体仍具有吸收不够强、吸收频段比较窄的缺点。本论文旨在研制一种制备工艺简单、吸收频带更宽和吸收能力更强的新型锶铁氧体基复合材料,并研究相关的制备科学问题和吸波机理,为吸波材料的生产和应用提供技术和理论支撑。
论文首先用稀土离子替代的方法,显著改善了锶铁氧体的吸波性能,特别是提高了吸收强度。本文采用了溶胶-凝胶技术和自蔓延燃烧法相结合的方法制备镧、铈、钕三种离子替代的锶铁氧体。研究结果表明,稀土离子在锶铁氧体中的替代量取决于其离子化合价与离子半径。正四价的铈离子几乎不能进入锶铁氧体晶格,而轻稀土元素镧和钕的正三价离子替代量分别为0.15和0.1。与氧离子半径差别较小的镧离子替代量较高。离子替代使锶铁氧体的晶粒尺寸变小,颗粒团聚程度减弱;在饱和磁化强度不太降低的情况下,使矫顽力增加;吸波性能大大提高,特别是对镧离子,当替代量为0.15时,匹配厚度从2.6mm减小到2.3mm,反射损耗从-24dB降低到-37.7dB, 10dB带宽从2.7GHz(6.4-9.1GHz)拓展到4GHz(6-10GHz)。穆斯堡尔谱研究结果表明:虽然稀土离子替代的是锶铁氧体中锶位,但是对铁离子的超精细场,周围的电子云密度、以及电子轨道都有影响,当三价的镧离子替代锶铁氧体中的二价锶离子以后,为了化合价的平衡,在4 f 1和2a位,有少部分的铁离子从三价变为二价。替代锶铁氧体吸波性能提高的原因是:晶粒尺寸减小增加了界面损耗;矫顽力增大使磁滞损耗增加;离子替代引起的铁离子化合价的改变使介电损耗增加。
为了进一步拓展锶铁氧体的吸收带宽,采用了两步包覆法和一步复合法制备锌铁氧体与锶铁氧体复合粉末。结果表明,一步复合法可以有效扩展其带宽,两步法制备的复合粉末有少量的α? Fe2 O 3生成。当锌铁氧体的质量含量为15%时,两种复合方法都可以提高吸波性能,但当质量比增加到30%,吸波性能下降,这是因为锌铁氧体在所研究的频率范围内本身不具有吸波性能,过多的锌铁氧体使整体复合材料的性能下降。一步法制备的复合材料性能更加优越,在2.3mm的匹配厚度下,最低反射损耗达到-35dB,10dB带宽超过4GHz,这是由于此种方法制备的复合材料颗粒比较小,成分更加均匀,相互作用界面更多,并且没有α? Fe2 O 3存在。与纯锶铁氧体以及替代锶铁氧体不同的是,复合粉末除了存在一个随厚http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets度变化的反射损耗峰;另外,在16GHz左右,还存在一位置不随样品厚度发生改变的反射损耗峰,这是由于两种铁氧体相互作用引起的。
最后,为了研制出一种吸波性能优越并且可以在实际中应用的吸波材料,在前面研究的基础上,选择性能最好的替代铁氧体以及比较好的复合方式,制备镧替代锶铁氧体与锌铁氧体的复合粉末。并且用以上制备的复合粉末为吸波剂,选择实际应用比较多的环氧树脂作为基体,制备吸波剂与基体质量比分别为1、1.25、1.5的复合材料。研究结果表明,当吸波介质与基体质量比为1.25时,所得复合材料的吸波性能最好,相对纯锶铁氧体有很大提高,匹配厚度从2.6mm减小到2.2mm,最小反射频率从-24dB降低到-41dB,下降了70%,10dB带宽从2.7GHz拓宽到5.7GHz,拓宽了一倍以上,展示出该材料的应用前景。特别是当样品厚度为1.5mm时,也得到了比较好的吸波性能,这在实际应用中有非常重要意义,满足了吸波涂层材料要求的吸收强,频带宽,厚度薄,质量轻的特点。
通过对镧替代锶铁氧体与锌铁氧体复合粉末的晶体结构、磁性能和穆斯堡尔谱进行研究,结果表明,镧替代锶铁氧体与锌铁氧体复合材料兼具了替代和复合两种优势。由于两种铁氧体的复合,使正尖晶石型的锌铁氧体向复合尖晶石类型转变,并且锌离子在镧离子存在的情况下,进入到锶铁氧体晶格中,替换了4 f 1位置的铁离子,从而使镧替代锶铁氧体的晶格常数变大,锌铁氧体晶格常数变小。两种铁氧体的这种相互作用使饱和磁化强度增加,从而增加了磁损耗。这些理论推断对今后复合铁氧体新型吸波材料的开发以及吸波机理的研究具有一定的参考意义。
学位年度:2009
2011年10月14日星期五
数控电动螺旋压力机控制与检测技术研究
题名:数控电动螺旋压力机控制与检测技术研究
作者:冯仪
学位授予单位:华中科技大学
关键词:电动螺旋压力机;;重载数字化电机驱动;;直接转矩控制;;铜柱镦粗法;;吨位指示器;;自动化锻造
摘要:
作为模锻设备,螺旋压力机同模锻锤和热模锻压力机等相比较,具有结构简单,使用维修方便,工艺应用范围宽等优点;而电动螺旋压力机与摩擦压力机、液压螺旋压力机等其它形式的螺旋压力机相比,具有运行时噪声更小,打击次数更高,并能准确控制其打击能量等特点,因而在汽车、高速铁路机车和航空航天等制造行业得到Neodymium Magnets了广泛应用,是一种新型通用的模锻设备。本文围绕数控电动螺旋压力机控制和检测方面的若干关键技术问题展开研究,内容包括电动螺旋压力机的重载数字化电机驱动技术、专用数控系统、有效能量检测和打击力检测等方面。
基于交流伺服系统的重载数字化电机驱动技术是数控电动螺旋压力机实现的关键,本文研究了基于矢量控制的永磁交流同步电机驱动技术和基于直接转矩控制的交流异步电机驱动技术,并在J58K-315型数控电动螺旋压力机实验样机(全行程320mm,标称能量20kJ)上进行了大量实验。结果表明,在设定为全行程的情况下进行全能量(100%)打击,永磁交流伺服电机由零速加速至965 r/min,实际打击能量达20.6kJ,以16min~(-1)的频率连续打击,电机温升为58.6℃。;而交流异步电机由零速加速至980r/min,实际打击能量达21.2kJ,以16min~(-1)的频率连续打击,电机温升为52.2℃。两种驱动方案均http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets实现了设计目标,电机启动电流均限制在额定电流的2倍以内,且温升稳定在允许范围内,有效解决了上述困扰电动螺旋压力机发展的难题。
在两种驱动方案均满足设计要求的基础上,对两者在转矩响应能力、电机温升等重要方面进行了针对性的比较研究。实验结果表明:在同一台实验样机(J58K-315型)上,设定相同的加速行程(250mm)和驱动电流(87A),基于直接转矩控制技术的交流异步电机驱动系统以更短的时间(1.13s)加速到更大的转速(786r/min),略优于基于矢量控制技术的永磁交流同步电机驱动系统(1.19s,751r/min);两者以相同的打击频率(12min~(-1))进行连续打击实验,前者电机的温升情况(42℃)也好于后者(50.6℃);而且,直接转矩控制驱动系统无须电机轴端编码器进行电机轴位置和速度反馈,在强震动的电动螺旋压力机工作环境中,故障环节更少。
电动螺旋压力机工况特殊且环境恶劣,需要研究高可靠的专用数控系统。本文根据开放式数控系统的设计思想,采用模块化的编程方法,开发了以可编程控制器为核心、以触摸屏为人机界面的电动螺旋压力机专用数控系统,实现了打击能量的精确控制和滑块的准确回程,具有友好的人机交互界面和一定的故障诊断能力。实际使用表明,该数控系统操作简单,自动化程度、可靠性和稳定性高,可扩展性强。
电动螺旋压力机属于定能量的锻造设备,有效能量的检测是检验电动螺旋压力机设计和制造是否合格的关键。本文将铜柱镦粗法应用到电动螺旋压力机的有效能量检测中,参与制定了电动螺旋压力机铜柱镦粗的检测规范,给出了不同公称压力设备型号相应的检测标准,并进行了相应的镦粗试验。根据实验计算和分析,作者提出电动螺旋压力机在公称压力打击力下的打击效率超过85%,非常高效、节能。
要保护压力机设备,防止超载运行的最佳方法是安装吨位指示器,实时监控每一次锻造的打击力。本文研究并开发了一种采用双恒流源电桥电路的压力机用小型实用吨位指示器,并选用数字电位器实现桥路的自动调零和放大增益的数字化调整,测量稳定,成为J58K系列数控电动螺旋压力机的重要组成单元。
作者所进行的以上研究和工作全部得到了实际应用和实践检验,所属项目“汽车零件精锻成形技术及关键装备的开发与应用”获2008年湖北省科技进步一等奖,“螺旋压力机飞轮打滑碟簧压紧及限位装置”获中国实用新型专利一项,J58K数控电动螺旋压力机数控系统软件V1.0和V2.0版本均获得了计算机软件著作版权。本文的研究成果全部应用于华中科技大学研发的J58K系列数控电动螺旋压力机设备中,实现了公称压力从1600kN到25000kN系列数控电动螺旋压力机产品的商品化工作,并为国内重载电动螺旋压力机的开发研究提供了理论基础和实践经验。
学位年度:2009
作者:冯仪
学位授予单位:华中科技大学
关键词:电动螺旋压力机;;重载数字化电机驱动;;直接转矩控制;;铜柱镦粗法;;吨位指示器;;自动化锻造
摘要:
作为模锻设备,螺旋压力机同模锻锤和热模锻压力机等相比较,具有结构简单,使用维修方便,工艺应用范围宽等优点;而电动螺旋压力机与摩擦压力机、液压螺旋压力机等其它形式的螺旋压力机相比,具有运行时噪声更小,打击次数更高,并能准确控制其打击能量等特点,因而在汽车、高速铁路机车和航空航天等制造行业得到Neodymium Magnets了广泛应用,是一种新型通用的模锻设备。本文围绕数控电动螺旋压力机控制和检测方面的若干关键技术问题展开研究,内容包括电动螺旋压力机的重载数字化电机驱动技术、专用数控系统、有效能量检测和打击力检测等方面。
基于交流伺服系统的重载数字化电机驱动技术是数控电动螺旋压力机实现的关键,本文研究了基于矢量控制的永磁交流同步电机驱动技术和基于直接转矩控制的交流异步电机驱动技术,并在J58K-315型数控电动螺旋压力机实验样机(全行程320mm,标称能量20kJ)上进行了大量实验。结果表明,在设定为全行程的情况下进行全能量(100%)打击,永磁交流伺服电机由零速加速至965 r/min,实际打击能量达20.6kJ,以16min~(-1)的频率连续打击,电机温升为58.6℃。;而交流异步电机由零速加速至980r/min,实际打击能量达21.2kJ,以16min~(-1)的频率连续打击,电机温升为52.2℃。两种驱动方案均http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets实现了设计目标,电机启动电流均限制在额定电流的2倍以内,且温升稳定在允许范围内,有效解决了上述困扰电动螺旋压力机发展的难题。
在两种驱动方案均满足设计要求的基础上,对两者在转矩响应能力、电机温升等重要方面进行了针对性的比较研究。实验结果表明:在同一台实验样机(J58K-315型)上,设定相同的加速行程(250mm)和驱动电流(87A),基于直接转矩控制技术的交流异步电机驱动系统以更短的时间(1.13s)加速到更大的转速(786r/min),略优于基于矢量控制技术的永磁交流同步电机驱动系统(1.19s,751r/min);两者以相同的打击频率(12min~(-1))进行连续打击实验,前者电机的温升情况(42℃)也好于后者(50.6℃);而且,直接转矩控制驱动系统无须电机轴端编码器进行电机轴位置和速度反馈,在强震动的电动螺旋压力机工作环境中,故障环节更少。
电动螺旋压力机工况特殊且环境恶劣,需要研究高可靠的专用数控系统。本文根据开放式数控系统的设计思想,采用模块化的编程方法,开发了以可编程控制器为核心、以触摸屏为人机界面的电动螺旋压力机专用数控系统,实现了打击能量的精确控制和滑块的准确回程,具有友好的人机交互界面和一定的故障诊断能力。实际使用表明,该数控系统操作简单,自动化程度、可靠性和稳定性高,可扩展性强。
电动螺旋压力机属于定能量的锻造设备,有效能量的检测是检验电动螺旋压力机设计和制造是否合格的关键。本文将铜柱镦粗法应用到电动螺旋压力机的有效能量检测中,参与制定了电动螺旋压力机铜柱镦粗的检测规范,给出了不同公称压力设备型号相应的检测标准,并进行了相应的镦粗试验。根据实验计算和分析,作者提出电动螺旋压力机在公称压力打击力下的打击效率超过85%,非常高效、节能。
要保护压力机设备,防止超载运行的最佳方法是安装吨位指示器,实时监控每一次锻造的打击力。本文研究并开发了一种采用双恒流源电桥电路的压力机用小型实用吨位指示器,并选用数字电位器实现桥路的自动调零和放大增益的数字化调整,测量稳定,成为J58K系列数控电动螺旋压力机的重要组成单元。
作者所进行的以上研究和工作全部得到了实际应用和实践检验,所属项目“汽车零件精锻成形技术及关键装备的开发与应用”获2008年湖北省科技进步一等奖,“螺旋压力机飞轮打滑碟簧压紧及限位装置”获中国实用新型专利一项,J58K数控电动螺旋压力机数控系统软件V1.0和V2.0版本均获得了计算机软件著作版权。本文的研究成果全部应用于华中科技大学研发的J58K系列数控电动螺旋压力机设备中,实现了公称压力从1600kN到25000kN系列数控电动螺旋压力机产品的商品化工作,并为国内重载电动螺旋压力机的开发研究提供了理论基础和实践经验。
学位年度:2009
永磁交流伺服系统及其先进控制策略研究
题名:永磁交流伺服系统及其先进控制策略研究
作者:严帅
学位授予单位:哈尔滨工业大学
关键词:永磁交流伺服系统;;电流控制;;死区补偿;;微粒群优化算法;;多采样率观测器
摘要:
随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料技术和现代控制理论的飞速发展,永磁交流伺服系统作为工业机器人、数控机床等先进自动化设备驱动装置的关键部件,其技术已经达到了很高的水平,其性能直接决定着设备的运行能力,其应用遍及现代化工业生产的诸多领域。我国目前所使用的永磁交流伺服系统绝大多数依赖进口,严重制约了我国在机器人、数控技术和自动化装备方面的发展。数字化永磁交流Neodymium Magnets伺服系统是目前伺服系统发展的主流。本文在国家高技术研究发展计划(863计划)以及台达电力电子科教发展基金的资助下,从控制策略和实际系统两个方面对永磁交流伺服系统进行了深入的研究,研究内容包括以下几个方面:
全数字化永磁交流伺服系统的研制。本文作者研制了基于DSP的全数字化的永磁交流伺服系统,根据商用伺服驱动器的基本要求设计了各种控制模式及I/O接口和网络通讯等功能,设计开发了操作面板的菜单界面及相应的上位机监控软件,为今后的产业化提供了基础,为永磁交流伺服系统的深入研究搭建了良好的实验平台。
改进的电流前馈解耦控制策略的研究。为了提高电机电感和电阻参数变化时的永磁交流伺服系统电流控制方法的鲁棒性和解耦能力,在转子同步坐标系下,创建了基于二自由度的电机电流控制的统一框架理论,研究了反馈增益的四种不同取值方法,并且利用闭环传递函数的奇异值曲线理论,对于这四种电流控制方法的鲁棒性和解耦能力进行较为深入的分析,理论分析和实验结果证明改进的电流前馈解耦控制策略具有较好的鲁棒性和较强的解耦能力。
基于在线自适应参数辨识的逆变器输出电压非线性畸变补偿方法。PWM电压源型逆变器的死区设置会使输出电压出现非线性http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets畸变,进而引发电流畸变等死区效应。在转子同步坐标系下,通过电机参数的在线自适应辨识,借助于一个中间参数,对逆变器输出电压的非线性畸变进行了较好的补偿,实验结果证明了该方法一定程度上改善了dq轴电流波形。
基于微粒群算法的速度控制器参数优化设计。推导分析了微粒群算法的基本原理及其改进方法,并且讨论二维微粒群算法的收敛性,参数的选择方法和微粒群算法的性能评价函数。在此基础上,提出了基于微粒群优化算法的永磁交流伺服系统速度控制器参数优化设计方法,仿真和实验结果证明了使用该方法进行控制器的参数优化设计具有算法简单,实现容易,收敛速度快和寻优能力强等优点。
针对各种数字滤波算法以及传统的瞬时转速观测器无法保证在使用较低分辨率码盘时电机低转速情况下的系统稳定性这一难题,提出了一种基于多采样率预报观测器和多采样率现时观测器进行电机低转速的检测方法,并研究了多采样率观测器的极点配置以及反馈增益的求取等问题。仿真和实验结果证明多采样率观测器能够保证系统在低分辨率码盘时电机低转速下的稳定性,提高了电机低转速的检测性能,拓宽了系统的调速范围。
学位年度:2009
作者:严帅
学位授予单位:哈尔滨工业大学
关键词:永磁交流伺服系统;;电流控制;;死区补偿;;微粒群优化算法;;多采样率观测器
摘要:
随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料技术和现代控制理论的飞速发展,永磁交流伺服系统作为工业机器人、数控机床等先进自动化设备驱动装置的关键部件,其技术已经达到了很高的水平,其性能直接决定着设备的运行能力,其应用遍及现代化工业生产的诸多领域。我国目前所使用的永磁交流伺服系统绝大多数依赖进口,严重制约了我国在机器人、数控技术和自动化装备方面的发展。数字化永磁交流Neodymium Magnets伺服系统是目前伺服系统发展的主流。本文在国家高技术研究发展计划(863计划)以及台达电力电子科教发展基金的资助下,从控制策略和实际系统两个方面对永磁交流伺服系统进行了深入的研究,研究内容包括以下几个方面:
全数字化永磁交流伺服系统的研制。本文作者研制了基于DSP的全数字化的永磁交流伺服系统,根据商用伺服驱动器的基本要求设计了各种控制模式及I/O接口和网络通讯等功能,设计开发了操作面板的菜单界面及相应的上位机监控软件,为今后的产业化提供了基础,为永磁交流伺服系统的深入研究搭建了良好的实验平台。
改进的电流前馈解耦控制策略的研究。为了提高电机电感和电阻参数变化时的永磁交流伺服系统电流控制方法的鲁棒性和解耦能力,在转子同步坐标系下,创建了基于二自由度的电机电流控制的统一框架理论,研究了反馈增益的四种不同取值方法,并且利用闭环传递函数的奇异值曲线理论,对于这四种电流控制方法的鲁棒性和解耦能力进行较为深入的分析,理论分析和实验结果证明改进的电流前馈解耦控制策略具有较好的鲁棒性和较强的解耦能力。
基于在线自适应参数辨识的逆变器输出电压非线性畸变补偿方法。PWM电压源型逆变器的死区设置会使输出电压出现非线性http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets畸变,进而引发电流畸变等死区效应。在转子同步坐标系下,通过电机参数的在线自适应辨识,借助于一个中间参数,对逆变器输出电压的非线性畸变进行了较好的补偿,实验结果证明了该方法一定程度上改善了dq轴电流波形。
基于微粒群算法的速度控制器参数优化设计。推导分析了微粒群算法的基本原理及其改进方法,并且讨论二维微粒群算法的收敛性,参数的选择方法和微粒群算法的性能评价函数。在此基础上,提出了基于微粒群优化算法的永磁交流伺服系统速度控制器参数优化设计方法,仿真和实验结果证明了使用该方法进行控制器的参数优化设计具有算法简单,实现容易,收敛速度快和寻优能力强等优点。
针对各种数字滤波算法以及传统的瞬时转速观测器无法保证在使用较低分辨率码盘时电机低转速情况下的系统稳定性这一难题,提出了一种基于多采样率预报观测器和多采样率现时观测器进行电机低转速的检测方法,并研究了多采样率观测器的极点配置以及反馈增益的求取等问题。仿真和实验结果证明多采样率观测器能够保证系统在低分辨率码盘时电机低转速下的稳定性,提高了电机低转速的检测性能,拓宽了系统的调速范围。
学位年度:2009
低速大转矩永磁同步电机及其控制系统
题名:低速大转矩永磁同步电机及其控制系统
作者:史婷娜
学位授予单位:天津大学
关键词:永磁同步电机;;矩阵变换器;;空间矢量脉宽调制法;;博弈论;;多目标粒子群优化算法;;模
糊专家系统
摘要:
本文以低速大转矩永磁同步电机作为研究对象,从电机设计与控制技术相结合的角度出发,
着重进行了永磁同步电机驱动控制和优化设计两方面的研究。
首先基于坐标变换原理,详细分析
了永磁同步电机在静止三相坐标系、静止Neodymium Magnets两相以及旋转两相坐标系下的数学模型,深入讨论了永磁
同步电机电压空间矢量控制方法,提出了基于矩阵变换器的永磁同步电机空间矢量调制策略。根据
矩阵变换器的拓扑结构特点,将交-交直接变换结构矩阵变换器等效为由“虚拟整流器”和“虚拟逆
变器”组成的交-直-交结构,深入分析了矩阵变换器的变换关系,推导出矩阵变换器的电压、电流双
空间矢量PWM调制函数。
为了验证基于矩阵变换器的永磁同步电机空间矢量调制策略的可行性,
以及调制方法的正确性,首先使用Matlab软件平台搭建了空间矢量调制的仿真模型,并以低速大转矩
永磁同步电机作为被控对象,对矩阵变换器的输入输出特性进行分析。仿真结果表明,矩阵变换器输
出电压的幅值和频率独立http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets可调,实现了电机在宽广范围的连续可调、任意负载下的输入功率因数为
1,且能实现能量的回馈,克服了传统交-直-交变频器驱动永磁同步电机所存在的输入谐波大、输入
功率因数低、直流回路需要大的储能电容等缺点。解决了传统交-交变频器存在的功率因数低、谐
波污染严重以及调速范围窄等问题,改善了永磁同步电机调速系统的运行性能。
在仿真的基础上
,搭建了基于矩阵变换器的永磁同步电机实验系统,该系统以DSP为主控制器进行空间矢量调制,以
FPGA为协处理器实现矩阵变换器开关函数的合成和四步换流策略的实施,成功实现了对输出电压和
输入电流的同时调制,获得期望的正弦输入电流和输出电压,保证了永磁同步电机优良的起动和调速
性能。实验结果表明,该控制器不仅具有永磁同步电机驱动系统调速精确、动态响应快、鲁棒性强
等特点,同时还具有输入、输出电流谐波小、无中间滞留滤波电容、能量再生等特点。
针对电
机优化设计中存在的高度非线性问题,本文提出了一种基于模糊专家系统的多目标粒子群算法,根据
专家设计经验,构建模糊专家系统,将专家经验融合到粒子群速度方程中,引导支配子集更快地向最
优解方向运动,改善了多目标粒子群算法寻优过程,提高了求解精度和收敛速度。同时,将电机优化
问题转化为博弈问题,提出基于博弈论的电机优化设计方法,从纳什均衡解出发,运用策略性让步博
弈的思想综合考虑各优化目标,从非劣解集中搜索综合最优解,降低了电机开发难度、缩短了设计周
期,为实现电机设计智能化奠定了基础。针对加工、装配过程中产生的误差及实际应用中存在的干
扰因素,在电机设计中引入稳健设计的思想,采用信噪比方法分析了设计方案的稳健性,建立了评价
和排序非劣解的重要指标。同时基于灵敏度分析思想,揭示了电机各设计参数与优化目标的内在关
系,为电机生产和设计提供了理论指导。最后采用基于模糊专家系统和博弈论的多目标粒子群算法
对电梯用低速大转矩永磁同步电机进行了优化设计,测试和应用结果表明,优化设计后,电机综合性
能指标明显提高。
学位年度:2009
作者:史婷娜
学位授予单位:天津大学
关键词:永磁同步电机;;矩阵变换器;;空间矢量脉宽调制法;;博弈论;;多目标粒子群优化算法;;模
糊专家系统
摘要:
本文以低速大转矩永磁同步电机作为研究对象,从电机设计与控制技术相结合的角度出发,
着重进行了永磁同步电机驱动控制和优化设计两方面的研究。
首先基于坐标变换原理,详细分析
了永磁同步电机在静止三相坐标系、静止Neodymium Magnets两相以及旋转两相坐标系下的数学模型,深入讨论了永磁
同步电机电压空间矢量控制方法,提出了基于矩阵变换器的永磁同步电机空间矢量调制策略。根据
矩阵变换器的拓扑结构特点,将交-交直接变换结构矩阵变换器等效为由“虚拟整流器”和“虚拟逆
变器”组成的交-直-交结构,深入分析了矩阵变换器的变换关系,推导出矩阵变换器的电压、电流双
空间矢量PWM调制函数。
为了验证基于矩阵变换器的永磁同步电机空间矢量调制策略的可行性,
以及调制方法的正确性,首先使用Matlab软件平台搭建了空间矢量调制的仿真模型,并以低速大转矩
永磁同步电机作为被控对象,对矩阵变换器的输入输出特性进行分析。仿真结果表明,矩阵变换器输
出电压的幅值和频率独立http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets可调,实现了电机在宽广范围的连续可调、任意负载下的输入功率因数为
1,且能实现能量的回馈,克服了传统交-直-交变频器驱动永磁同步电机所存在的输入谐波大、输入
功率因数低、直流回路需要大的储能电容等缺点。解决了传统交-交变频器存在的功率因数低、谐
波污染严重以及调速范围窄等问题,改善了永磁同步电机调速系统的运行性能。
在仿真的基础上
,搭建了基于矩阵变换器的永磁同步电机实验系统,该系统以DSP为主控制器进行空间矢量调制,以
FPGA为协处理器实现矩阵变换器开关函数的合成和四步换流策略的实施,成功实现了对输出电压和
输入电流的同时调制,获得期望的正弦输入电流和输出电压,保证了永磁同步电机优良的起动和调速
性能。实验结果表明,该控制器不仅具有永磁同步电机驱动系统调速精确、动态响应快、鲁棒性强
等特点,同时还具有输入、输出电流谐波小、无中间滞留滤波电容、能量再生等特点。
针对电
机优化设计中存在的高度非线性问题,本文提出了一种基于模糊专家系统的多目标粒子群算法,根据
专家设计经验,构建模糊专家系统,将专家经验融合到粒子群速度方程中,引导支配子集更快地向最
优解方向运动,改善了多目标粒子群算法寻优过程,提高了求解精度和收敛速度。同时,将电机优化
问题转化为博弈问题,提出基于博弈论的电机优化设计方法,从纳什均衡解出发,运用策略性让步博
弈的思想综合考虑各优化目标,从非劣解集中搜索综合最优解,降低了电机开发难度、缩短了设计周
期,为实现电机设计智能化奠定了基础。针对加工、装配过程中产生的误差及实际应用中存在的干
扰因素,在电机设计中引入稳健设计的思想,采用信噪比方法分析了设计方案的稳健性,建立了评价
和排序非劣解的重要指标。同时基于灵敏度分析思想,揭示了电机各设计参数与优化目标的内在关
系,为电机生产和设计提供了理论指导。最后采用基于模糊专家系统和博弈论的多目标粒子群算法
对电梯用低速大转矩永磁同步电机进行了优化设计,测试和应用结果表明,优化设计后,电机综合性
能指标明显提高。
学位年度:2009
永磁球形电动机静态特性及有限元分析
题名:永磁球形电动机静态特性及有限元分析
作者:宋鹏
学位授予单位:天津大学
关键词:永磁球形电动机;;有限元方法;;电磁转矩;;磁链;;反电势;;端部效应
摘要:
永磁球形电动机能够替代传统多自由度传动机构实现三自由度运动,从而大大简化了机械
结构,提高了传动系统的定位精度和响应速度,拓展了电机的应用范围。目前该类电机的研究尚处于
理论探索阶段,因此,研究成果可为同类型Neodymium Magnets电机的深入研究提供理论依据和实验参考。
本论文
针对一种新型永磁球形电动机,建立了电机的三维仿真模型,计算得到了球形电动机的电磁转矩特性
曲线和磁阻转矩特性曲线。通过分析电机不同的转子极充磁方式、定子线圈铁心磁导率以及不同材
料的定子外壳时电磁转矩特性的变化,总结出了提高输出转矩的有效途径;获得并分析了球形电动机
最大静转矩随主要结构参数的变化规律。
由于球形电动机结构特殊,较难用二维模型直接代替
三维模型进行计算。本文提出了基于二维等效模型的转矩计算方法。该方法根据球形电动机二维和
三维模型中气隙磁密的分布规律,得到了两种模型之间的等效基础;然后将球形永磁体三维模型的磁
场、定子线圈的形状和电流进http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets行了等效计算,求出定、转子等效参数并建立了球形电动机的二维等
效仿真模型。基于二维模型的电磁场量推导了电机自转转矩的虚功法计算公式,并选取了麦克斯韦
张量法的三种不同积分路径分别进行求解,所得结果与基于三维模型的转矩计算结果进行了对比验
证。
为深入研究永磁球形电动机的运行性能,对球形电动机的磁场进行了建模,仿真得到了球形
电动机定子线圈空载磁链特性曲线并进一步求解得到了其空载自转反电势特性曲线,分析了永磁体
充磁方式、气隙长度以及定、转子参数的变化对电机空载磁链特性和空载自转反电势特性的影
响。
针对球形电动机的端部效应建立了电机的二维和三维有限元模型,并对端部效应及其对电
机自转反电势波形的影响进行了理论分析。基于球形电动机的特殊结构提出了一种量化其端部效应
的方法,即首先对定子线圈进行等效,然后通过计算得到一个端部系数来修正基于二维模型得到的空
载自转反电势曲线。最后将修正后的曲线与基于三维模型得到的计算结果和样机实测波形进行了对
比验证。
基于理论分析,针对永磁球形电动机进行了机械结构与电磁设计,制作出样机一台
,并搭建了球形电动机的实验控制系统。针对球形电动机的运行特点,进行了硬件电路设计和软件程
序设计,实现了球形电动机的连续自转运动。
学位年度:2009
作者:宋鹏
学位授予单位:天津大学
关键词:永磁球形电动机;;有限元方法;;电磁转矩;;磁链;;反电势;;端部效应
摘要:
永磁球形电动机能够替代传统多自由度传动机构实现三自由度运动,从而大大简化了机械
结构,提高了传动系统的定位精度和响应速度,拓展了电机的应用范围。目前该类电机的研究尚处于
理论探索阶段,因此,研究成果可为同类型Neodymium Magnets电机的深入研究提供理论依据和实验参考。
本论文
针对一种新型永磁球形电动机,建立了电机的三维仿真模型,计算得到了球形电动机的电磁转矩特性
曲线和磁阻转矩特性曲线。通过分析电机不同的转子极充磁方式、定子线圈铁心磁导率以及不同材
料的定子外壳时电磁转矩特性的变化,总结出了提高输出转矩的有效途径;获得并分析了球形电动机
最大静转矩随主要结构参数的变化规律。
由于球形电动机结构特殊,较难用二维模型直接代替
三维模型进行计算。本文提出了基于二维等效模型的转矩计算方法。该方法根据球形电动机二维和
三维模型中气隙磁密的分布规律,得到了两种模型之间的等效基础;然后将球形永磁体三维模型的磁
场、定子线圈的形状和电流进http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets行了等效计算,求出定、转子等效参数并建立了球形电动机的二维等
效仿真模型。基于二维模型的电磁场量推导了电机自转转矩的虚功法计算公式,并选取了麦克斯韦
张量法的三种不同积分路径分别进行求解,所得结果与基于三维模型的转矩计算结果进行了对比验
证。
为深入研究永磁球形电动机的运行性能,对球形电动机的磁场进行了建模,仿真得到了球形
电动机定子线圈空载磁链特性曲线并进一步求解得到了其空载自转反电势特性曲线,分析了永磁体
充磁方式、气隙长度以及定、转子参数的变化对电机空载磁链特性和空载自转反电势特性的影
响。
针对球形电动机的端部效应建立了电机的二维和三维有限元模型,并对端部效应及其对电
机自转反电势波形的影响进行了理论分析。基于球形电动机的特殊结构提出了一种量化其端部效应
的方法,即首先对定子线圈进行等效,然后通过计算得到一个端部系数来修正基于二维模型得到的空
载自转反电势曲线。最后将修正后的曲线与基于三维模型得到的计算结果和样机实测波形进行了对
比验证。
基于理论分析,针对永磁球形电动机进行了机械结构与电磁设计,制作出样机一台
,并搭建了球形电动机的实验控制系统。针对球形电动机的运行特点,进行了硬件电路设计和软件程
序设计,实现了球形电动机的连续自转运动。
学位年度:2009
烧结Nd-Fe-B永磁材料显微结构优化与性能研究
题名:烧结Nd-Fe-B永磁材料显微结构优化与性能研究
作者:崔熙贵
学位授予单位:浙江大学
关键词:烧结Nd-Fe-B磁体;;显微结构;;晶界改性;;磁性能;;耐腐蚀性能;;温度稳定性
摘要:
烧结Nd-Fe-B磁体是具有高磁性能和高性价比的新一代稀土永磁材料,广泛应用于各种高新
技术领域。然而,矫顽力低、温度稳定性差和易腐蚀的缺点严重限制了其进一步发展和在各种重要
领域的应用。烧结Nd-Fe-B材料的性能除与磁体成分直接相关外,显微结构也是一个重要的影响因素
。因此,如何通过调整磁体显微结构来提高Neodymium Magnets其综合性能是一个兼具重要理论和实际意义的科学问题
。
从调整和改善烧结Nd-Fe-B材料的显微结构出发,本文系统研究了晶界改性对材料磁性能、
耐腐蚀性能和温度稳定性的影响,建立了纳米添加物在磁粉表面的理想分布模型,结合热力学计算,
揭示了不同纳米添加物对主相Nd_2Fe_(14)B晶粒尺寸、分布形态及主相-富Nd相的界面结构的影响
机制及其对磁体性能的作用机理;同时,通过气流磨过程中回收超细磁粉的晶界添加,明确了磁体性
能和显微结构随添加量的变化规律,为降低磁体成本提供理论依据;此外,在研究磁体温度系数随其
内禀性能和结构因素变化规律的基础上,掌握了高温度稳定性烧结Nd-Fe-B磁体的设计原则,并成功
制备出低温度系数磁体。
本文的主要研究结果如下:
纳米添加物的晶界改性能够同时提
高烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和耐腐蚀性能。研究发现,各种纳米粉的添加都能够提高磁体的矫顽力
H_(cj),其中纳米Cu、SiO_2、ZnO和AlN的晶界添加能够有效细化主相晶粒,并使其分布更加均匀,有
效增大了反磁化畴的形核场;纳米Cu、Zn、SiO_2和ZnO的晶界添加还能改善晶界富Nd相的性质,使其
在主相周围分布更加均http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets匀,减弱了晶粒间的磁交换耦合作用;而Dy_2O_3纳米粉的晶界添加,能够使主
相晶粒表面磁硬化。纳米Cu、Zn、SiO_2和ZnO的晶界添加促进磁体的烧结致密化,能够有效提高密
度,从而提高磁体的剩磁B_r和磁能积(BH)_(max);而纳米Dy_2O_3和AlN的作用则恰恰相反。此外,纳
米Cu、Zn、SiO_2、ZnO和AlN的晶界添加能够提高晶界相的电极电位和优化显微结构,从而抑制磁体
的晶间腐蚀,提高了磁体的耐腐蚀性能。
根据热力学分析,阐述了各种纳米粉的添加对晶界富
Nd相组成和性质的影响机制。研究发现,添加的金属Cu纳米粉和Zn纳米粉,在烧结过程中主要与晶界
富Nd相发生化学反应,形成新的晶界相或溶入富Nd相中,而并没有进入主相。热力学计算表明,在晶
界中添加的SiO_2和ZnO氧化物纳米粉与Nd在烧结温度下反应生成稳定的Nd_2O_3颗粒,以及元素Si或
Zn;Nd_2O_3颗粒抑制了晶粒长大,Si和Zn改善了富Nd相的性质,进而优化了磁体显微结构。根据规则
熔体Miedema理论模型计算,晶界添加的Dy_2O_3纳米粉与富Nd相反应还原生成的Dy易于扩散进入主
相晶粒表面生成磁晶各向异性场更大的Dy_2Fe_(14)B,起到表面磁硬化的作用。
采用气流磨过程
中回收的超细磁粉的晶界添加制备了高性能低成本烧结Nd-Fe-B磁体,并揭示了超细磁粉添加量对磁
体性能和显微结构的作用机制。研究表明,气流磨过程中回收超细磁粉的成分以稀土元素Nd、Pr和
Dy为主,在晶界中添加能够提高磁体磁性能,尤其是矫顽力H_(cj)。超细磁粉的晶界添加能够减缓磁
体液相烧结过程中溶质的扩散传质速度,抑制主相晶粒长大,细化了主相晶粒,提高了反磁化畴的形
核场;同时有助于在主相晶粒表面形成高磁晶各向异性场的Dy_2Fe_(14)B和Pr_2Fe_(14)B,能够起到
表面磁硬化的作用,从而显著提高磁体的矫顽力H_(cj);在添加量低于5 wt%时,也能提高磁体的磁能
积(BH)_(max)。此外,超细粉的晶界添加还能有效降低磁体的矫顽力温度系数β和磁通不可逆损失
h_(irr),提高了烧结Nd-Fe-B磁体的温度稳定性。
建立了烧结Nd-Fe-B磁体温度系数与内禀性
能和显微结构参量的定量关系,为设计低温度系数磁体提供了理论指导,并制备出高温度稳定性烧结
Nd-Fe-B磁体。通过理论分析建立了矫顽力可逆温度系数β与磁晶各向异性场H_A和显微结构参量
c/N_(eff)的定量关系,发现H_A越高、c/N_(eff)越大,β就越小。在此基础上,通过成分设计和磁体
显微结构优化,成功制备了低温度系数的烧结Nd-Fe-B磁体,在20～150℃温度区间,β仅为-0.385%/
℃;且在220℃时,磁体的矫顽力H_(cj)仍有557 kA/m,表明该磁体具有很高的温度稳定性。此外,根
据磁体的最高工作温度与β的理论关系阐述了烧结Nd-Fe-B磁体矫顽力温度系数对其最高工作温度
的影响规律。在相同的H_(cj)下,最高工作温度随β的降低而显著升高,表明降低β是制备高温度稳
定性磁体行之有效的方法。
学位年度:2009
作者:崔熙贵
学位授予单位:浙江大学
关键词:烧结Nd-Fe-B磁体;;显微结构;;晶界改性;;磁性能;;耐腐蚀性能;;温度稳定性
摘要:
烧结Nd-Fe-B磁体是具有高磁性能和高性价比的新一代稀土永磁材料,广泛应用于各种高新
技术领域。然而,矫顽力低、温度稳定性差和易腐蚀的缺点严重限制了其进一步发展和在各种重要
领域的应用。烧结Nd-Fe-B材料的性能除与磁体成分直接相关外,显微结构也是一个重要的影响因素
。因此,如何通过调整磁体显微结构来提高Neodymium Magnets其综合性能是一个兼具重要理论和实际意义的科学问题
。
从调整和改善烧结Nd-Fe-B材料的显微结构出发,本文系统研究了晶界改性对材料磁性能、
耐腐蚀性能和温度稳定性的影响,建立了纳米添加物在磁粉表面的理想分布模型,结合热力学计算,
揭示了不同纳米添加物对主相Nd_2Fe_(14)B晶粒尺寸、分布形态及主相-富Nd相的界面结构的影响
机制及其对磁体性能的作用机理;同时,通过气流磨过程中回收超细磁粉的晶界添加,明确了磁体性
能和显微结构随添加量的变化规律,为降低磁体成本提供理论依据;此外,在研究磁体温度系数随其
内禀性能和结构因素变化规律的基础上,掌握了高温度稳定性烧结Nd-Fe-B磁体的设计原则,并成功
制备出低温度系数磁体。
本文的主要研究结果如下:
纳米添加物的晶界改性能够同时提
高烧结Nd-Fe-B磁体的磁性能和耐腐蚀性能。研究发现,各种纳米粉的添加都能够提高磁体的矫顽力
H_(cj),其中纳米Cu、SiO_2、ZnO和AlN的晶界添加能够有效细化主相晶粒,并使其分布更加均匀,有
效增大了反磁化畴的形核场;纳米Cu、Zn、SiO_2和ZnO的晶界添加还能改善晶界富Nd相的性质,使其
在主相周围分布更加均http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets匀,减弱了晶粒间的磁交换耦合作用;而Dy_2O_3纳米粉的晶界添加,能够使主
相晶粒表面磁硬化。纳米Cu、Zn、SiO_2和ZnO的晶界添加促进磁体的烧结致密化,能够有效提高密
度,从而提高磁体的剩磁B_r和磁能积(BH)_(max);而纳米Dy_2O_3和AlN的作用则恰恰相反。此外,纳
米Cu、Zn、SiO_2、ZnO和AlN的晶界添加能够提高晶界相的电极电位和优化显微结构,从而抑制磁体
的晶间腐蚀,提高了磁体的耐腐蚀性能。
根据热力学分析,阐述了各种纳米粉的添加对晶界富
Nd相组成和性质的影响机制。研究发现,添加的金属Cu纳米粉和Zn纳米粉,在烧结过程中主要与晶界
富Nd相发生化学反应,形成新的晶界相或溶入富Nd相中,而并没有进入主相。热力学计算表明,在晶
界中添加的SiO_2和ZnO氧化物纳米粉与Nd在烧结温度下反应生成稳定的Nd_2O_3颗粒,以及元素Si或
Zn;Nd_2O_3颗粒抑制了晶粒长大,Si和Zn改善了富Nd相的性质,进而优化了磁体显微结构。根据规则
熔体Miedema理论模型计算,晶界添加的Dy_2O_3纳米粉与富Nd相反应还原生成的Dy易于扩散进入主
相晶粒表面生成磁晶各向异性场更大的Dy_2Fe_(14)B,起到表面磁硬化的作用。
采用气流磨过程
中回收的超细磁粉的晶界添加制备了高性能低成本烧结Nd-Fe-B磁体,并揭示了超细磁粉添加量对磁
体性能和显微结构的作用机制。研究表明,气流磨过程中回收超细磁粉的成分以稀土元素Nd、Pr和
Dy为主,在晶界中添加能够提高磁体磁性能,尤其是矫顽力H_(cj)。超细磁粉的晶界添加能够减缓磁
体液相烧结过程中溶质的扩散传质速度,抑制主相晶粒长大,细化了主相晶粒,提高了反磁化畴的形
核场;同时有助于在主相晶粒表面形成高磁晶各向异性场的Dy_2Fe_(14)B和Pr_2Fe_(14)B,能够起到
表面磁硬化的作用,从而显著提高磁体的矫顽力H_(cj);在添加量低于5 wt%时,也能提高磁体的磁能
积(BH)_(max)。此外,超细粉的晶界添加还能有效降低磁体的矫顽力温度系数β和磁通不可逆损失
h_(irr),提高了烧结Nd-Fe-B磁体的温度稳定性。
建立了烧结Nd-Fe-B磁体温度系数与内禀性
能和显微结构参量的定量关系,为设计低温度系数磁体提供了理论指导,并制备出高温度稳定性烧结
Nd-Fe-B磁体。通过理论分析建立了矫顽力可逆温度系数β与磁晶各向异性场H_A和显微结构参量
c/N_(eff)的定量关系,发现H_A越高、c/N_(eff)越大,β就越小。在此基础上,通过成分设计和磁体
显微结构优化,成功制备了低温度系数的烧结Nd-Fe-B磁体,在20～150℃温度区间,β仅为-0.385%/
℃;且在220℃时,磁体的矫顽力H_(cj)仍有557 kA/m,表明该磁体具有很高的温度稳定性。此外,根
据磁体的最高工作温度与β的理论关系阐述了烧结Nd-Fe-B磁体矫顽力温度系数对其最高工作温度
的影响规律。在相同的H_(cj)下,最高工作温度随β的降低而显著升高,表明降低β是制备高温度稳
定性磁体行之有效的方法。
学位年度:2009
抗磁悬浮转子式微器件的相关技术研究
题名:抗磁悬浮转子式微器件的相关技术研究
作者:刘武
学位授予单位:上海交通大学
关键词:抗磁悬浮;;永磁;;热解石墨;;变电容微电机;;微机电系统;;电容检测;;控制
摘要:
抗磁悬浮转子微器件中转子自由悬浮,从根本上消除了大多数微惯性器件的检测质量块通
过支撑梁与衬底相连而存在的接触摩擦的影响,可用于高精度的微惯性器件。结合抗磁体和永磁体
的抗磁悬浮具有室温下工作、无源、自主稳定悬浮以及适宜在微器件尺度下使用等优点,其根据原
理可以分成抗磁转子悬浮和抗磁Neodymium Magnets稳定永磁转子悬浮。本文是首次对抗磁悬浮转子微器件用于惯性传
感器所涉及的工作机理、制作工艺和悬浮转子旋转驱动测控电路进行的系统研究。全文主要研究内
容和结论如下:
对抗磁悬浮系统进行了电磁场和动力学分析,以深入理解抗磁悬浮转子微器件的
悬浮和稳定的原理,以及其用作http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets惯性传感器的原理。首先运用电磁场理论详细推导了抗磁悬浮中电
磁场矢量、电磁力和电磁力矩的求解方程,稳定悬浮的充要条件,并论证了其在微器件中应用的优势
;接着对自由悬浮刚体运动和悬浮微转子小角度运动进行了动力学分析,说明了悬浮刚体转子高速旋
转时的陀螺效应;然后设计了两种抗磁悬浮原理的器件结构以及转子的旋转驱动方案;最后对微器件
用作惯性传感时转子线加速度、角速度与其位置的关系进行了分析。
对抗磁悬浮微器件中转子
的悬浮、稳定和旋转进行了系统的仿真分析。(1)使用ANSOFT的MAXWELL 3D有限元软件包分析了抗
磁转子悬浮微器件的悬浮问题,具体包括:首先分析了永磁体的不同布置形式的影响,并确定了采用
同心内外永磁磁环、磁化方向沿轴向且相反的布置方案;接着对悬浮高度与悬浮力的关系、转子悬
浮平衡位置高度与永磁体厚度的关系、转子悬浮力与内外永磁体环外侧径向尺寸比值的关系、转子
悬浮力与永磁体外环径向尺寸的关系进行了分析;最后通过分析可得在设计的结构参数下抗磁转子
为稳定悬浮。(2)采用等效电流环表示永磁体和映像电流表示抗磁效应的解析法,对抗磁稳定永磁转
子悬浮系统进行了分析,其中对盘形永磁转子进行了静力学、动力学研究,对齿形永磁转子进行了静
力学研究,研究结果表明在设计的结构参数下盘形和齿形永磁转子为稳定悬浮。(3)对基于轴向变电
容微电机原理的转子旋转驱动相关问题进行了研究,具体包括:分析确定了旋转驱动相关的转子和定
子结构参数、驱动电压的加载方式,使用MAXWELL 3D有限元软件包分析了旋转电容、驱动力矩与转
子转角的关系以及涡流阻尼,另外还对空气阻尼的影响进行了分析。
对抗磁悬浮微器件的制作
工艺进行了研究。(1)抗磁转子悬浮微器件包括定子和转子。定子由加工好的硅基底微结构单元和
环形永磁组合体装配而成。硅片上微结构采用MEMS工艺制作,环形永磁体和齿形热解石墨转子采用
精密加工工艺得到。目前,该器件制作已成功完成。(2)抗磁稳定永磁转子悬浮微器件包括上定子、
下定子和转子,其中齿形永磁转子采用精密加工工艺,定子采用MEMS工艺。为实现该器件的制作,本
文首次对基底材料为热解石墨的多层结构的MEMS工艺进行了研究,它包括热解石墨基底的处理方法,
用于转子重力平衡的环形永磁体的制作以及定子器件整个工艺制作流程。文中研究了分离式和整体
式两种方案,目前,分离式微器件已制作完成,而整体式由于工艺复杂,工艺实验研究还在进行之
中。
对悬浮转子旋转驱动测控电路进行了系统研究,研究工作分为微电容检测和旋转驱动控制
两方面内容。(1)微电容检测使用电荷积分和锁定放大器原理,具体电路包括载波发生电路、电荷积
分放大器、交流放大、模拟乘法器解调电路以及低通滤波。微电容检测研究工作中首先设计了使用
DDS芯片的正弦载波发生电路。接着对前置放大器进行了噪声分析,由分析结果得到该电路理论上的
检测分辨率为在1.5KHz带宽下可以达到78aF,对应的角度检测分辨率为0.0053o。然后,使用Orcad软
件分析了设计的实际检测电路的动态响应以及存在的相位滞后。最后设计了转子转速的获取电路。
(2)悬浮转子的旋转驱动是基于轴向变电容静电微电机原理。首先分析了固定频率、变频率开环驱
动模式下的动态响应。然后,根据电容变化的特点提出了变驱动力矩、平稳驱动力矩和最大驱动力
矩的三种闭环控制逻辑,并研究了变驱动力矩控制中理想模型,考虑低通滤波器和补偿器影响的模型
下转子的动态响应响应情况。研究结果表明低通滤波器引起的相位滞后将影响转子所能达到的最高
转速,为提高闭环下的最高转速可以增加补偿器。最后设计了驱动电路。
对抗磁悬浮器件
进行了相关实验。实验研究内容主要是抗磁转子悬浮微器件的实验,具体包括:(1)悬浮实验:测量了
不同厚度永磁体时转子的悬浮高度,通过悬浮稳定性实验验证了转子的悬浮稳定性,并说明了稳定区
间;(2)电容检测实验:测试了制作的用于检测转子高速旋转差分电容电路的性能;(3)旋转驱动实验:
测试了固定频率、变频率开环驱动作用下转子转速与驱动电压的关系。另外,对抗磁稳定永磁转子
悬浮器件进行了宏观模拟悬浮实验。
本文为抗磁悬浮转子微器件真正成为高精度惯性传感
器的进一步深入研究提供了良好的基础。
学位年度:2009
作者:刘武
学位授予单位:上海交通大学
关键词:抗磁悬浮;;永磁;;热解石墨;;变电容微电机;;微机电系统;;电容检测;;控制
摘要:
抗磁悬浮转子微器件中转子自由悬浮,从根本上消除了大多数微惯性器件的检测质量块通
过支撑梁与衬底相连而存在的接触摩擦的影响,可用于高精度的微惯性器件。结合抗磁体和永磁体
的抗磁悬浮具有室温下工作、无源、自主稳定悬浮以及适宜在微器件尺度下使用等优点,其根据原
理可以分成抗磁转子悬浮和抗磁Neodymium Magnets稳定永磁转子悬浮。本文是首次对抗磁悬浮转子微器件用于惯性传
感器所涉及的工作机理、制作工艺和悬浮转子旋转驱动测控电路进行的系统研究。全文主要研究内
容和结论如下:
对抗磁悬浮系统进行了电磁场和动力学分析,以深入理解抗磁悬浮转子微器件的
悬浮和稳定的原理,以及其用作http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets惯性传感器的原理。首先运用电磁场理论详细推导了抗磁悬浮中电
磁场矢量、电磁力和电磁力矩的求解方程,稳定悬浮的充要条件,并论证了其在微器件中应用的优势
;接着对自由悬浮刚体运动和悬浮微转子小角度运动进行了动力学分析,说明了悬浮刚体转子高速旋
转时的陀螺效应;然后设计了两种抗磁悬浮原理的器件结构以及转子的旋转驱动方案;最后对微器件
用作惯性传感时转子线加速度、角速度与其位置的关系进行了分析。
对抗磁悬浮微器件中转子
的悬浮、稳定和旋转进行了系统的仿真分析。(1)使用ANSOFT的MAXWELL 3D有限元软件包分析了抗
磁转子悬浮微器件的悬浮问题,具体包括:首先分析了永磁体的不同布置形式的影响,并确定了采用
同心内外永磁磁环、磁化方向沿轴向且相反的布置方案;接着对悬浮高度与悬浮力的关系、转子悬
浮平衡位置高度与永磁体厚度的关系、转子悬浮力与内外永磁体环外侧径向尺寸比值的关系、转子
悬浮力与永磁体外环径向尺寸的关系进行了分析;最后通过分析可得在设计的结构参数下抗磁转子
为稳定悬浮。(2)采用等效电流环表示永磁体和映像电流表示抗磁效应的解析法,对抗磁稳定永磁转
子悬浮系统进行了分析,其中对盘形永磁转子进行了静力学、动力学研究,对齿形永磁转子进行了静
力学研究,研究结果表明在设计的结构参数下盘形和齿形永磁转子为稳定悬浮。(3)对基于轴向变电
容微电机原理的转子旋转驱动相关问题进行了研究,具体包括:分析确定了旋转驱动相关的转子和定
子结构参数、驱动电压的加载方式,使用MAXWELL 3D有限元软件包分析了旋转电容、驱动力矩与转
子转角的关系以及涡流阻尼,另外还对空气阻尼的影响进行了分析。
对抗磁悬浮微器件的制作
工艺进行了研究。(1)抗磁转子悬浮微器件包括定子和转子。定子由加工好的硅基底微结构单元和
环形永磁组合体装配而成。硅片上微结构采用MEMS工艺制作,环形永磁体和齿形热解石墨转子采用
精密加工工艺得到。目前,该器件制作已成功完成。(2)抗磁稳定永磁转子悬浮微器件包括上定子、
下定子和转子,其中齿形永磁转子采用精密加工工艺,定子采用MEMS工艺。为实现该器件的制作,本
文首次对基底材料为热解石墨的多层结构的MEMS工艺进行了研究,它包括热解石墨基底的处理方法,
用于转子重力平衡的环形永磁体的制作以及定子器件整个工艺制作流程。文中研究了分离式和整体
式两种方案,目前,分离式微器件已制作完成,而整体式由于工艺复杂,工艺实验研究还在进行之
中。
对悬浮转子旋转驱动测控电路进行了系统研究,研究工作分为微电容检测和旋转驱动控制
两方面内容。(1)微电容检测使用电荷积分和锁定放大器原理,具体电路包括载波发生电路、电荷积
分放大器、交流放大、模拟乘法器解调电路以及低通滤波。微电容检测研究工作中首先设计了使用
DDS芯片的正弦载波发生电路。接着对前置放大器进行了噪声分析,由分析结果得到该电路理论上的
检测分辨率为在1.5KHz带宽下可以达到78aF,对应的角度检测分辨率为0.0053o。然后,使用Orcad软
件分析了设计的实际检测电路的动态响应以及存在的相位滞后。最后设计了转子转速的获取电路。
(2)悬浮转子的旋转驱动是基于轴向变电容静电微电机原理。首先分析了固定频率、变频率开环驱
动模式下的动态响应。然后,根据电容变化的特点提出了变驱动力矩、平稳驱动力矩和最大驱动力
矩的三种闭环控制逻辑,并研究了变驱动力矩控制中理想模型,考虑低通滤波器和补偿器影响的模型
下转子的动态响应响应情况。研究结果表明低通滤波器引起的相位滞后将影响转子所能达到的最高
转速,为提高闭环下的最高转速可以增加补偿器。最后设计了驱动电路。
对抗磁悬浮器件
进行了相关实验。实验研究内容主要是抗磁转子悬浮微器件的实验,具体包括:(1)悬浮实验:测量了
不同厚度永磁体时转子的悬浮高度,通过悬浮稳定性实验验证了转子的悬浮稳定性,并说明了稳定区
间;(2)电容检测实验:测试了制作的用于检测转子高速旋转差分电容电路的性能;(3)旋转驱动实验:
测试了固定频率、变频率开环驱动作用下转子转速与驱动电压的关系。另外,对抗磁稳定永磁转子
悬浮器件进行了宏观模拟悬浮实验。
本文为抗磁悬浮转子微器件真正成为高精度惯性传感
器的进一步深入研究提供了良好的基础。
学位年度:2009
高精度质谱仪SMILETRAP Ⅱ的安装调试及实验
题名:高精度质谱仪SMILETRAP Ⅱ的安装调试及实验
作者:刘玉文
学位授予单位:兰州大学
关键词:离子阱:6169,质量测量:3476,预冷却:3070,飞行时间谱:3003,蒸发冷却:2839,回旋运
动:2337,高精度:2217,质谱仪:2137,安装调试:2118,电荷态:1974
摘要:
本文围绕高精度质谱仪SMILETRAPII的安装及升级改造开展研究,该质谱仪的预期精度为
10~(-11)。
研究工作重点是Precision penning Trap的安装调试,包括:飞行时间MCP探测器
调试、粒子束输运、离子在预阱中冷却、离子共振频率的探测、超导磁铁的恒温。根据工作需求,
编写了离子束流优化系统软件、预阱中束Neodymium Magnets缚主程序、预阱中束缚控制程序和超导磁铁恒温系统PID
控制程序。测试结果表明,以上四个程序很成功,对提高该谱仪的性能有很大帮助。
离子的
冷却对于提高测量精度非常重要,本文介绍了几种冷却方法及其实验。同样离子阱的温度会影响超
导磁铁的磁场变化进而造成回旋频率的漂移,引起测量误差,改进的温度稳定器将温度波动保持在±
0.002℃。为了提高被测离子的电荷态,升级后的S-EBIT电子束能量由30keV升到250keV,几乎可以得http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets
到任何电荷态离子。在经过这些改进后,质量测量精度大大提高。
学位年度:2009
作者:刘玉文
学位授予单位:兰州大学
关键词:离子阱:6169,质量测量:3476,预冷却:3070,飞行时间谱:3003,蒸发冷却:2839,回旋运
动:2337,高精度:2217,质谱仪:2137,安装调试:2118,电荷态:1974
摘要:
本文围绕高精度质谱仪SMILETRAPII的安装及升级改造开展研究,该质谱仪的预期精度为
10~(-11)。
研究工作重点是Precision penning Trap的安装调试,包括:飞行时间MCP探测器
调试、粒子束输运、离子在预阱中冷却、离子共振频率的探测、超导磁铁的恒温。根据工作需求,
编写了离子束流优化系统软件、预阱中束Neodymium Magnets缚主程序、预阱中束缚控制程序和超导磁铁恒温系统PID
控制程序。测试结果表明,以上四个程序很成功,对提高该谱仪的性能有很大帮助。
离子的
冷却对于提高测量精度非常重要,本文介绍了几种冷却方法及其实验。同样离子阱的温度会影响超
导磁铁的磁场变化进而造成回旋频率的漂移,引起测量误差,改进的温度稳定器将温度波动保持在±
0.002℃。为了提高被测离子的电荷态,升级后的S-EBIT电子束能量由30keV升到250keV,几乎可以得http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets
到任何电荷态离子。在经过这些改进后,质量测量精度大大提高。
学位年度:2009
新型电磁机构的拓扑设计与优化方法研究
题名:新型电磁机构的拓扑设计与优化方法研究
作者:娄杰
学位授予单位:山东大学
关键词:电磁机构;;拓扑设计;;快速性;;可控性;;灵敏度系数
摘要:
支撑智能电网发展的重要技术基础之一是高压电器的智能化,其中断路器智能操作的实现,
对电磁机构的快速性与可控性提出了更高要求,这有赖于新型电磁机构的拓扑设计和参数优化研究
。就目前国内外研究现状而言,能综合快Neodymium Magnets速性和可控性两个层面,对电磁机构的拓扑设计与优化分析
方法做出系统研究的工作并不多见。本文从电磁机构的拓扑入手,研究四种新型电磁机构的拓扑形
式,提出了较为系统的拓扑设计与优化分析方法,为新型电磁机构的发展奠定了理论与技术基础。
首先针对盘状推斥型快速电磁机构进行理论分析,基于单匝线圈间的相互作用关系推导出该型电磁
机构的动态分析模型,并提出一种基于时间和位移双层循环的离散迭代算法,该算法可用于推斥型盘
状电磁机构的仿真分析与综合优化设计。但就实现机构的实时可控性而言,这些数学模型与算法还
显得相对复杂。
鉴于旋转电机已具备较为成熟的http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets控制方法,本文提出了基于永磁电动机控制的断
路器操动机构方案。通过分析旋转运动与直线运动的转换关系,并综合PID与单神经元控制等方法,
建立了该机构运动特性的速度跟踪控制策略,为实现机构的柔性可控提供了方法基础。但由于电动
机的电磁惯性以及传动环节的机械惯性较大,并不利于实现机构的快速性。
为综合利用上述
两种电磁机构的优点,本文提出了一种兼顾运动快速性与可控性的电磁机构—音圈电机式快速电磁
机构。因采用相对磁导率很小的永磁体使得回路电感显著减小,而利用对称的差动补偿结构则可保
持运动过程中的等效电感基本不变,从而简化机构的分析模型。基于电磁学和机械动力学分析,采用
等效受控电压源的形式来描述机构电磁与机械特性的复杂耦合关系,为解决电磁机构的解耦分析与
控制问题提供了一种新思路。利用PSIM软件建立了基于PWM的速度跟踪控制仿真模型,仿真结果表明
,利用电力电子器件和PWM控制方式基本可实现机构分合闸操作的无碰撞反弹,为断路器最佳运动曲
线的跟踪控制奠定了方法基础。不过,因存在铁芯、永磁体等性能易受外界较大磁场影响的材料,增
加了机构的非线性特征,使控制的准确性在较大电流时难以保证。
为克服机构中使用非线性
磁材料的缺点,并同时考虑可控性对机构拓扑结构的设计要求,本文提出研究一种反绕嵌套螺线管式
新型电磁机构。该机构的固定部件和可动部件均由线圈构成,无铁芯亦无永磁。通过分析线圈磁场
横向分量的分布规律,提出相互作用系数的概念以描述机构的耦合模型。在拓扑结构确定的情况下,
该作用系数为常数,即电磁力与电流的平方成正比,从而大大简化机构的数学分析模型,为实现机构
的可控性奠定基础。研制了该电磁机构的物理样机,并开展了仿真和实验研究。
因受拓扑结构和
分析方法多样性的限制,对传统电磁机构性能的评价多采用静态评价指标,缺乏针对机构动态特性的
评价参数。本文以电磁学方程为基础,通过分析电磁力与控制电流的关系而提出电磁力灵敏度分析
系数,以定量评价电流对电磁力影响程度的变化和电磁机构运动过程的可控性。从使用材料、拓扑
结构以及电磁力灵敏度等方面,对三种电磁机构的动态性能进行了比较,指出具有较大数值且为恒定
灵敏度系数的电磁机构拓扑,在快速性和可控性方面具有发展前景。本文还详细研究了推斥型盘状
电磁机构和反绕嵌套螺线管式电磁机构的相互联系,指出二者在拓扑关系上分别是由单匝线圈沿径
向和轴向拓展形成的空间结构,前者灵敏度系数的最大值约为后者的两倍,这为电磁机构的拓扑研究
提供了新的方法与理论基础。
学位年度:2009
作者:娄杰
学位授予单位:山东大学
关键词:电磁机构;;拓扑设计;;快速性;;可控性;;灵敏度系数
摘要:
支撑智能电网发展的重要技术基础之一是高压电器的智能化,其中断路器智能操作的实现,
对电磁机构的快速性与可控性提出了更高要求,这有赖于新型电磁机构的拓扑设计和参数优化研究
。就目前国内外研究现状而言,能综合快Neodymium Magnets速性和可控性两个层面,对电磁机构的拓扑设计与优化分析
方法做出系统研究的工作并不多见。本文从电磁机构的拓扑入手,研究四种新型电磁机构的拓扑形
式,提出了较为系统的拓扑设计与优化分析方法,为新型电磁机构的发展奠定了理论与技术基础。
首先针对盘状推斥型快速电磁机构进行理论分析,基于单匝线圈间的相互作用关系推导出该型电磁
机构的动态分析模型,并提出一种基于时间和位移双层循环的离散迭代算法,该算法可用于推斥型盘
状电磁机构的仿真分析与综合优化设计。但就实现机构的实时可控性而言,这些数学模型与算法还
显得相对复杂。
鉴于旋转电机已具备较为成熟的http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets控制方法,本文提出了基于永磁电动机控制的断
路器操动机构方案。通过分析旋转运动与直线运动的转换关系,并综合PID与单神经元控制等方法,
建立了该机构运动特性的速度跟踪控制策略,为实现机构的柔性可控提供了方法基础。但由于电动
机的电磁惯性以及传动环节的机械惯性较大,并不利于实现机构的快速性。
为综合利用上述
两种电磁机构的优点,本文提出了一种兼顾运动快速性与可控性的电磁机构—音圈电机式快速电磁
机构。因采用相对磁导率很小的永磁体使得回路电感显著减小,而利用对称的差动补偿结构则可保
持运动过程中的等效电感基本不变,从而简化机构的分析模型。基于电磁学和机械动力学分析,采用
等效受控电压源的形式来描述机构电磁与机械特性的复杂耦合关系,为解决电磁机构的解耦分析与
控制问题提供了一种新思路。利用PSIM软件建立了基于PWM的速度跟踪控制仿真模型,仿真结果表明
,利用电力电子器件和PWM控制方式基本可实现机构分合闸操作的无碰撞反弹,为断路器最佳运动曲
线的跟踪控制奠定了方法基础。不过,因存在铁芯、永磁体等性能易受外界较大磁场影响的材料,增
加了机构的非线性特征,使控制的准确性在较大电流时难以保证。
为克服机构中使用非线性
磁材料的缺点,并同时考虑可控性对机构拓扑结构的设计要求,本文提出研究一种反绕嵌套螺线管式
新型电磁机构。该机构的固定部件和可动部件均由线圈构成,无铁芯亦无永磁。通过分析线圈磁场
横向分量的分布规律,提出相互作用系数的概念以描述机构的耦合模型。在拓扑结构确定的情况下,
该作用系数为常数,即电磁力与电流的平方成正比,从而大大简化机构的数学分析模型,为实现机构
的可控性奠定基础。研制了该电磁机构的物理样机,并开展了仿真和实验研究。
因受拓扑结构和
分析方法多样性的限制,对传统电磁机构性能的评价多采用静态评价指标,缺乏针对机构动态特性的
评价参数。本文以电磁学方程为基础,通过分析电磁力与控制电流的关系而提出电磁力灵敏度分析
系数,以定量评价电流对电磁力影响程度的变化和电磁机构运动过程的可控性。从使用材料、拓扑
结构以及电磁力灵敏度等方面,对三种电磁机构的动态性能进行了比较,指出具有较大数值且为恒定
灵敏度系数的电磁机构拓扑,在快速性和可控性方面具有发展前景。本文还详细研究了推斥型盘状
电磁机构和反绕嵌套螺线管式电磁机构的相互联系,指出二者在拓扑关系上分别是由单匝线圈沿径
向和轴向拓展形成的空间结构,前者灵敏度系数的最大值约为后者的两倍,这为电磁机构的拓扑研究
提供了新的方法与理论基础。
学位年度:2009
超高速电液比例阀的研究
题名:超高速电液比例阀的研究
作者:张弓
学位授予单位:西南交通大学
关键词:电液比例阀;;动圈式电—机械转换器;;高频;;CFD;;统一建模;;参数估计
摘要:
电液比例阀是电液比例控制技术的核心元件,它以传统的工业用液压控制阀为基础,采用模
拟式电气—机械转换装置,将电气信号转换为位移信号,按输入电气信号指令,连续成比例地控制液
压系统的液流压力、流量或方向等参数。电液比例阀与伺服控制系统中的电液伺服阀相比,虽然其
性能在某些方面还有一定的差距。但Neodymium Magnets是,其显著的优点是抗污染能力强,减少了由于污染而造成的工
作故障,提高了液压系统的工作稳定性和可靠性,因此更适合于工业过程。另一方面,比例阀的成本
比伺服阀低,而且不包含敏感和精密的部件,更容易操作和保养,已在许多液压控制场合获得广泛的
应用。然而,传统的电液比例阀是以比例电磁铁作为驱动装置的电—液信号转换元件,由于其固有特
性的限制,导致电液比例阀无论是响应时间还是响应速度都不是很快。响应速度较快的,流量却比较
小。
为此,本文提出超高速电液比例阀。超高速电液比例阀能实现液压控制系统液流方向和流
量的控制,满足电液比例控制系统高速、高精度、大流量、低成本和抗污染的综合要求。超高速电
液比例阀采用动圈式电—机械转换器作为http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets驱动装置的电—机械转换元件,控制性能很好,某些性能指
标达到甚至超过了电液伺服阀。
首先,针对常规动圈式电—机械转换器在电磁力、响应时间和
响应速度等性能上的不足,从其核心部分——永磁体结构入手,对比单个永磁体不同的磁化技术和多
个永磁体不同的磁化阵列结构,提出了一种新颖永磁体沿外磁场磁力线方向磁化、8片瓦型有气隙
Halbach磁化阵列型动圈式电—机械转换器。通过对设计的动圈式电—机械转换器静态磁场、参数
化磁场、瞬态磁场、温度场、涡流磁场、功率损耗和趋肤效应等的分析,表明该动圈式电—机转换
器具有良好的动静态性能,无论电磁力,还是响应时间和响应速度都比常规结构有较大的提高。
接着,从超高速电液比例阀的液压部分着手,根据其结构和原理,并结合功率键合图法和CFD计算,分
析了超高速电液比例直动式先导阀、叠加式单向节流阀和主控阀的静态和动态特性,得到超高速电
液比例阀高频和快速响应的机理。
然后,针对常规电液比例阀建模的局限性,根据包含各种非线性
特征的孔流量方程,为超高速电液比例阀模型建立统一的非线性数学方程。获得关于阀芯几何属性
和物理模型参数对通过比例阀端口流量的关系式,得到能分析正遮盖、负遮盖和零遮盖比例阀的流
量方程,此时流量被表达为关于阀芯遮盖参数和其他常规参数的连续非线性函数。同时,对超高速电
液比例阀统一模型的非量纲分析表明,模型的精确性独立于模型参数之外,统一模型的误差仅依赖于
液压阻尼系数。
为了确保超高速电液比例阀的性能可靠,必须监测比例阀的临界参数,以确定故障
是否出现。但是,在比例阀运行过程中,直接测量某些参数将会是非常困难的。本文提出三种参数估
计方法,一般最小二乘法、极大似然估计法和模糊RBF网络法,用来估算超高速电液比例直动式先导
阀的弹簧刚度。估计结果与实际结果相差不大,表明这三种方法是可行的。
最后,通过对超
高速电液比例直动式先导阀的实验研究,可知实验结果与仿真结果基本吻合,表明所设计的电液比例
阀具有高频和快速响应特性,能较好地满足高速电液比例控制技术的要求。
学位年度:2009
作者:张弓
学位授予单位:西南交通大学
关键词:电液比例阀;;动圈式电—机械转换器;;高频;;CFD;;统一建模;;参数估计
摘要:
电液比例阀是电液比例控制技术的核心元件,它以传统的工业用液压控制阀为基础,采用模
拟式电气—机械转换装置,将电气信号转换为位移信号,按输入电气信号指令,连续成比例地控制液
压系统的液流压力、流量或方向等参数。电液比例阀与伺服控制系统中的电液伺服阀相比,虽然其
性能在某些方面还有一定的差距。但Neodymium Magnets是,其显著的优点是抗污染能力强,减少了由于污染而造成的工
作故障,提高了液压系统的工作稳定性和可靠性,因此更适合于工业过程。另一方面,比例阀的成本
比伺服阀低,而且不包含敏感和精密的部件,更容易操作和保养,已在许多液压控制场合获得广泛的
应用。然而,传统的电液比例阀是以比例电磁铁作为驱动装置的电—液信号转换元件,由于其固有特
性的限制,导致电液比例阀无论是响应时间还是响应速度都不是很快。响应速度较快的,流量却比较
小。
为此,本文提出超高速电液比例阀。超高速电液比例阀能实现液压控制系统液流方向和流
量的控制,满足电液比例控制系统高速、高精度、大流量、低成本和抗污染的综合要求。超高速电
液比例阀采用动圈式电—机械转换器作为http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets驱动装置的电—机械转换元件,控制性能很好,某些性能指
标达到甚至超过了电液伺服阀。
首先,针对常规动圈式电—机械转换器在电磁力、响应时间和
响应速度等性能上的不足,从其核心部分——永磁体结构入手,对比单个永磁体不同的磁化技术和多
个永磁体不同的磁化阵列结构,提出了一种新颖永磁体沿外磁场磁力线方向磁化、8片瓦型有气隙
Halbach磁化阵列型动圈式电—机械转换器。通过对设计的动圈式电—机械转换器静态磁场、参数
化磁场、瞬态磁场、温度场、涡流磁场、功率损耗和趋肤效应等的分析,表明该动圈式电—机转换
器具有良好的动静态性能,无论电磁力,还是响应时间和响应速度都比常规结构有较大的提高。
接着,从超高速电液比例阀的液压部分着手,根据其结构和原理,并结合功率键合图法和CFD计算,分
析了超高速电液比例直动式先导阀、叠加式单向节流阀和主控阀的静态和动态特性,得到超高速电
液比例阀高频和快速响应的机理。
然后,针对常规电液比例阀建模的局限性,根据包含各种非线性
特征的孔流量方程,为超高速电液比例阀模型建立统一的非线性数学方程。获得关于阀芯几何属性
和物理模型参数对通过比例阀端口流量的关系式,得到能分析正遮盖、负遮盖和零遮盖比例阀的流
量方程,此时流量被表达为关于阀芯遮盖参数和其他常规参数的连续非线性函数。同时,对超高速电
液比例阀统一模型的非量纲分析表明,模型的精确性独立于模型参数之外,统一模型的误差仅依赖于
液压阻尼系数。
为了确保超高速电液比例阀的性能可靠,必须监测比例阀的临界参数,以确定故障
是否出现。但是,在比例阀运行过程中,直接测量某些参数将会是非常困难的。本文提出三种参数估
计方法,一般最小二乘法、极大似然估计法和模糊RBF网络法,用来估算超高速电液比例直动式先导
阀的弹簧刚度。估计结果与实际结果相差不大,表明这三种方法是可行的。
最后,通过对超
高速电液比例直动式先导阀的实验研究,可知实验结果与仿真结果基本吻合,表明所设计的电液比例
阀具有高频和快速响应特性,能较好地满足高速电液比例控制技术的要求。
学位年度:2009
2011年10月12日星期三
Detection of seismic wave grating harmonic oscillator theory and methods
Title: Detection of seismic wave grating harmonic oscillator theory and methodsAuthor: Li ShuqingDegree-granting units: Tianjin UniversityKeywords: grating harmonic oscillator;; seismic waves;; moiré;; data reconstruction;;Summary:Seismic exploration, seismic exploration equipment received by the geophone seismic signal. Geophone performance good or bad,
Direct impact on the quality of seismic Magnetic lifter records and seismic data interpretation. The subject in-depth analysis and study of earthquakes Potter and the existing ground
Shock wave detection method based on the harmonic oscillator for raster-sensitive components, completed the test grating seismic wave harmonic oscillator theory, methods
Research and test equipment design and experimental study. Include:1 The design of the seismic waves detected grating harmonic oscillator device. Main
Including structural design, grating oscillator design, optical system design, the damping system design. The use of lightweight aluminum alloy shell, grating
Harmonic oscillator "spring - mass system" from the http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter main grating, horizontal limit vibration damping sheet and tube form. Grating harmonic oscillator with aluminum grating support
The main frame fixed grating, limited by a horizontal spring oscillator functions connected with the case, pick up the measured seismic signal. Optical system by the source system
System, indicating grating and optical receiver components. Optical system uses white light lamp, a collimating lens, grating surface to parallel rays through the grating
Vice produce moiré.(2) of the damping system, in-depth study. The use of eddy current damping principle, the damping cylinder and the harmonic oscillator
Grating integrated stent design, magnet is fixed on the damping associated with the shell on the regulatory agencies, as necessary to accurately adjust the damping ratio
Size to achieve a flexible system damping continuously adjustable.3 of the raster-based technology to improve system sensitivity multiplier method.
Using different parameters and instructions grating grating composed of the main oscillator, indicating grating using moiré gratings in order to improve the contrast, the main
Coarse grating amplitude grating.4 to achieve a grating vibration detection system composition and signal reproduction, the grating sensors, hardware, and identified to
Sub circuits, PIC microcontroller unit and computer segments combined, constitute a test system, using software to reproduce the measured vibration signals
, And completed grating vibration system performance analysis.5 Detection of grating harmonic oscillator seismic devices were studied. Light
Gate performance geophone detector test system performance analysis is to ensure that the necessary means, this design of the grating static digital seismic detector
And dynamic characteristics of the test system for detection of seismic wave grating harmonic oscillator device performance testing and analysis. In order to verify that the device can detect
Enough to reproduce the true seismic signal, this signal reconstruction completed the test with the existing seismic acquisition system and station interface technology.In this study,
Results can be used for oil, mineral, geothermal, hydro-geological and other engineering and seismic exploration. Especially used in high-precision, high-resolution
Geophysical exploration.Degree Year: 2009
Direct impact on the quality of seismic Magnetic lifter records and seismic data interpretation. The subject in-depth analysis and study of earthquakes Potter and the existing ground
Shock wave detection method based on the harmonic oscillator for raster-sensitive components, completed the test grating seismic wave harmonic oscillator theory, methods
Research and test equipment design and experimental study. Include:1 The design of the seismic waves detected grating harmonic oscillator device. Main
Including structural design, grating oscillator design, optical system design, the damping system design. The use of lightweight aluminum alloy shell, grating
Harmonic oscillator "spring - mass system" from the http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter main grating, horizontal limit vibration damping sheet and tube form. Grating harmonic oscillator with aluminum grating support
The main frame fixed grating, limited by a horizontal spring oscillator functions connected with the case, pick up the measured seismic signal. Optical system by the source system
System, indicating grating and optical receiver components. Optical system uses white light lamp, a collimating lens, grating surface to parallel rays through the grating
Vice produce moiré.(2) of the damping system, in-depth study. The use of eddy current damping principle, the damping cylinder and the harmonic oscillator
Grating integrated stent design, magnet is fixed on the damping associated with the shell on the regulatory agencies, as necessary to accurately adjust the damping ratio
Size to achieve a flexible system damping continuously adjustable.3 of the raster-based technology to improve system sensitivity multiplier method.
Using different parameters and instructions grating grating composed of the main oscillator, indicating grating using moiré gratings in order to improve the contrast, the main
Coarse grating amplitude grating.4 to achieve a grating vibration detection system composition and signal reproduction, the grating sensors, hardware, and identified to
Sub circuits, PIC microcontroller unit and computer segments combined, constitute a test system, using software to reproduce the measured vibration signals
, And completed grating vibration system performance analysis.5 Detection of grating harmonic oscillator seismic devices were studied. Light
Gate performance geophone detector test system performance analysis is to ensure that the necessary means, this design of the grating static digital seismic detector
And dynamic characteristics of the test system for detection of seismic wave grating harmonic oscillator device performance testing and analysis. In order to verify that the device can detect
Enough to reproduce the true seismic signal, this signal reconstruction completed the test with the existing seismic acquisition system and station interface technology.In this study,
Results can be used for oil, mineral, geothermal, hydro-geological and other engineering and seismic exploration. Especially used in high-precision, high-resolution
Geophysical exploration.Degree Year: 2009
H5N1 avian influenza virus HA protein of the pathogenic mechanism of immune injury
Title: H5N1 avian influenza virus HA protein of the pathogenic mechanism of immune injuryAuthor: Xu WeiDegree-granting unit: Guangzhou Medical CollegeKeywords: H5N1 avian influenza virus;; HA protein;; Insects - baculovirus expression system;; JAK-STAT signal transduction pathway;; NF-κB signaling
Transduction pathway;; SARS-CoVSummary:Objective:Human avian influenza (hereinafter referred to Magnetic lifter as bird flu) is a subtype of avian influenza virus in some strains of certain lead
From acute respiratory diseases, people infected with avian influenza virus (Avian influenza viruse, AIV) of mortality up to 60% or more of the
Significant human health threat. Recent studies suggest that high viral load in vivo and excessive immune inflammatory response caused by pathological damage
AIV is a major pathogenic mechanism. AIV through its surface membrane proteins - hemagglutinin (Hemagglutinin protein, HA) and target cells such as type II
Alveolar epithelial cells infected with the corresponding receptors into cells, a process that induces cytokines and chemokines, a large number of release into the
The activation and raise macrophages, neutrophils and http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter other inflammatory cells to the infection site, leading to severe diffuse alveolar damage, causing a
Similar to acute respiratory distress syndrome secondary to pathophysiological changes and the systemic multi-organ inflammatory immune response. So far, however, lack of
Lack of effects for the immune injury treatment. We are early in the SARS-CoV (severe acute respiratory syndrome
- Coronavirus) pathogenesis study found that: SARS-CoV Spike protein can activate the host innate immune response signaling pathways
, Induced cytokine / chemokine inflammatory cascade, and identified a key signaling molecule in target-JAK3 (Janus Kinase 3)
. As the AIV and SARS-CoV in the pathophysiology, clinical manifestations, and so has many similarities, we speculate that the avian influenza virus through
Through the surface film protein HA, may activate a common signaling molecules target the host innate immune-mediated pathological response, causing acute Free
Vaccine injury. The subject of the HA protein which attempts to reveal the damage caused by acute immune mechanisms of signal transduction molecules and key molecular target for exploration
AIV to discuss the invasion of immune and inflammatory response initiating, clarifying AIV and SARS-CoV may be a common molecular target, discovery and identification can be effective against
Virus-mediated immune damage lungs and other organs, the effective protection of the immune system drug targets, as lay the foundation for the development of innovative drugs.
Research contents and methods:1, the preparation of recombinant avian influenza virus (H5N1) HA proteinApplied Entomology - Table baculovirus eukaryotic
Of the system to express recombinant H5N1 HA protein, and by the nickel-affinity beads and Western blot identification of purified2, H5N1 HA protein
Induction of human lung adenocarcinoma epithelial cell line (A549) the possible mechanism of immune injuryDifferent concentrations of recombinant HA protein to stimulate the A549 cells for 1h, to mention
Take the total RNA; HA protein (40μg / ml) stimulated A549 cells at different times (15min, 30min, 1h, 2h, 4h) after extraction of total RNA, RT
-PCR detection of IRF-1 and IP-10 gene expression. Recombinant HA protein to stimulate A549 cells 12h, morphological changes were observed. Chip using liquid
Detection of supernatant cytokines and chemokines changes, observed changes in the dose-effect relationship. Examination by Western blot method
Measured JAK-STAT and NF-κB signal transduction pathway activation. Observation of JAK3 inhibitors on HA protein-induced IRF-1 and IP-10 gene expression
, Cytokines and chemokines change.3, the application of JAK3 knockout mice, targeting JAK3 for immune injury evaluation
The protective effectJAK3 knockout B6129S4-Jak3tm1Ljb mice (JAK3-/ -) and wild-type B6129SF2 / J mice
(JAK +/+), randomly divided into blank control group, PBS, HA protein group, by means of tracheal instillation into the HA protein, 72h after the separation of mouse lung and spleen
Dirty observed pathological changes.Results:1, the application of recombinant baculovirus system successfully expressed the H5N1 HA protein
Sequencing pFastbacHT-HA HA gene inserted plasmid from the A / chicken / Guangdong/191/04 (H5N1)
(GenBank; AY737289), homologous recombination is Bacmid-HA plasmid PCR products 4.1Kb, in line with expectations. Quality transfected Bacmid-HA
Tablets of sf9 cells, total protein was purified, Western blot identification confirmed as H5N1 avian influenza virus HA protein.2, H5N1 HA protein
Induction of human lung adenocarcinoma epithelial cell line (A549) the possible mechanism of immune injuryThe role of HA protein in A549 cells, the cell volume becomes large, thin
An increase in intracellular granules and vacuoles, the cells have rounded off, with time shows cell disruption solution; blank control group were not significantly different
Often. RT-PCR detected the HA protein-induced IRF-1 and IP-10 gene expression was significantly increased, a dose and time dependent; liquid microarray
The cell culture supernatant IL-6, IL-8, MCP-1, MIP-1alpha, MIP-1beta and RANTES expression was significantly increased and showed a significant amount of
Effect relationship. Western blot analysis found that the role of HA protein in A549 cells, the induction of STAT1, JAK2, JAK3, and phosphorylation of NF-κB
Of. Selective JAK3 inhibitors can down-regulate HA protein-induced IRF-1 and IP-10 gene expression, cytokine / inflammatory factors and suppressing the increase
System JAK3 and NF-κB phosphorylation.3, targeting JAK3 for HA-mediated immune injury has a protective effectJAK3 + / +
After tracheal infusion of HA protein in mice lung tissue pathology showed diffuse alveolar damage, and JAK3-/ - mice was significantly more lung injury
Light; JAK3 + / + mice spleen swelling, local structural damage germinal center, there are vacuolar changes, lymphopenia, and JAK3-/ - mice spleen
Was normal.Conclusion:A, H5N1 AIV HA protein by activating the JAK-STAT and NF-κB signal transduction pathway induced inflammation
Cascade.Two, JAK3 HA protein molecules are immune and inflammatory response triggered by the key early signaling molecules.Third, the election
Selective inhibition of JAK3 can induce immunity against the HA protein of the pathological damage, there will be potential drug targets; selective inhibition of JAK3
Agents may become the treatment of virus-related immune injury with promising agents.Degree Year: 2009
Transduction pathway;; SARS-CoVSummary:Objective:Human avian influenza (hereinafter referred to Magnetic lifter as bird flu) is a subtype of avian influenza virus in some strains of certain lead
From acute respiratory diseases, people infected with avian influenza virus (Avian influenza viruse, AIV) of mortality up to 60% or more of the
Significant human health threat. Recent studies suggest that high viral load in vivo and excessive immune inflammatory response caused by pathological damage
AIV is a major pathogenic mechanism. AIV through its surface membrane proteins - hemagglutinin (Hemagglutinin protein, HA) and target cells such as type II
Alveolar epithelial cells infected with the corresponding receptors into cells, a process that induces cytokines and chemokines, a large number of release into the
The activation and raise macrophages, neutrophils and http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter other inflammatory cells to the infection site, leading to severe diffuse alveolar damage, causing a
Similar to acute respiratory distress syndrome secondary to pathophysiological changes and the systemic multi-organ inflammatory immune response. So far, however, lack of
Lack of effects for the immune injury treatment. We are early in the SARS-CoV (severe acute respiratory syndrome
- Coronavirus) pathogenesis study found that: SARS-CoV Spike protein can activate the host innate immune response signaling pathways
, Induced cytokine / chemokine inflammatory cascade, and identified a key signaling molecule in target-JAK3 (Janus Kinase 3)
. As the AIV and SARS-CoV in the pathophysiology, clinical manifestations, and so has many similarities, we speculate that the avian influenza virus through
Through the surface film protein HA, may activate a common signaling molecules target the host innate immune-mediated pathological response, causing acute Free
Vaccine injury. The subject of the HA protein which attempts to reveal the damage caused by acute immune mechanisms of signal transduction molecules and key molecular target for exploration
AIV to discuss the invasion of immune and inflammatory response initiating, clarifying AIV and SARS-CoV may be a common molecular target, discovery and identification can be effective against
Virus-mediated immune damage lungs and other organs, the effective protection of the immune system drug targets, as lay the foundation for the development of innovative drugs.
Research contents and methods:1, the preparation of recombinant avian influenza virus (H5N1) HA proteinApplied Entomology - Table baculovirus eukaryotic
Of the system to express recombinant H5N1 HA protein, and by the nickel-affinity beads and Western blot identification of purified2, H5N1 HA protein
Induction of human lung adenocarcinoma epithelial cell line (A549) the possible mechanism of immune injuryDifferent concentrations of recombinant HA protein to stimulate the A549 cells for 1h, to mention
Take the total RNA; HA protein (40μg / ml) stimulated A549 cells at different times (15min, 30min, 1h, 2h, 4h) after extraction of total RNA, RT
-PCR detection of IRF-1 and IP-10 gene expression. Recombinant HA protein to stimulate A549 cells 12h, morphological changes were observed. Chip using liquid
Detection of supernatant cytokines and chemokines changes, observed changes in the dose-effect relationship. Examination by Western blot method
Measured JAK-STAT and NF-κB signal transduction pathway activation. Observation of JAK3 inhibitors on HA protein-induced IRF-1 and IP-10 gene expression
, Cytokines and chemokines change.3, the application of JAK3 knockout mice, targeting JAK3 for immune injury evaluation
The protective effectJAK3 knockout B6129S4-Jak3tm1Ljb mice (JAK3-/ -) and wild-type B6129SF2 / J mice
(JAK +/+), randomly divided into blank control group, PBS, HA protein group, by means of tracheal instillation into the HA protein, 72h after the separation of mouse lung and spleen
Dirty observed pathological changes.Results:1, the application of recombinant baculovirus system successfully expressed the H5N1 HA protein
Sequencing pFastbacHT-HA HA gene inserted plasmid from the A / chicken / Guangdong/191/04 (H5N1)
(GenBank; AY737289), homologous recombination is Bacmid-HA plasmid PCR products 4.1Kb, in line with expectations. Quality transfected Bacmid-HA
Tablets of sf9 cells, total protein was purified, Western blot identification confirmed as H5N1 avian influenza virus HA protein.2, H5N1 HA protein
Induction of human lung adenocarcinoma epithelial cell line (A549) the possible mechanism of immune injuryThe role of HA protein in A549 cells, the cell volume becomes large, thin
An increase in intracellular granules and vacuoles, the cells have rounded off, with time shows cell disruption solution; blank control group were not significantly different
Often. RT-PCR detected the HA protein-induced IRF-1 and IP-10 gene expression was significantly increased, a dose and time dependent; liquid microarray
The cell culture supernatant IL-6, IL-8, MCP-1, MIP-1alpha, MIP-1beta and RANTES expression was significantly increased and showed a significant amount of
Effect relationship. Western blot analysis found that the role of HA protein in A549 cells, the induction of STAT1, JAK2, JAK3, and phosphorylation of NF-κB
Of. Selective JAK3 inhibitors can down-regulate HA protein-induced IRF-1 and IP-10 gene expression, cytokine / inflammatory factors and suppressing the increase
System JAK3 and NF-κB phosphorylation.3, targeting JAK3 for HA-mediated immune injury has a protective effectJAK3 + / +
After tracheal infusion of HA protein in mice lung tissue pathology showed diffuse alveolar damage, and JAK3-/ - mice was significantly more lung injury
Light; JAK3 + / + mice spleen swelling, local structural damage germinal center, there are vacuolar changes, lymphopenia, and JAK3-/ - mice spleen
Was normal.Conclusion:A, H5N1 AIV HA protein by activating the JAK-STAT and NF-κB signal transduction pathway induced inflammation
Cascade.Two, JAK3 HA protein molecules are immune and inflammatory response triggered by the key early signaling molecules.Third, the election
Selective inhibition of JAK3 can induce immunity against the HA protein of the pathological damage, there will be potential drug targets; selective inhibition of JAK3
Agents may become the treatment of virus-related immune injury with promising agents.Degree Year: 2009
Air conditioning scroll compressor starting characteristics optimized rotor noise and vibration control
Title: Air conditioning scroll compressor starting characteristics optimized rotor noise and vibration control ofAuthor: Qi JilongDegree-granting units: Jilin UniversityKeywords: rolling piston compressor;; permanent magnet synchronous motor;; sensorless control;; noiseSummary:In this paper, and Qingdao fast to the company's cooperation project "air conditioning compressor controller software development" topics, the main research air-conditioning
With a rolling piston compressor Magnetic lifter drive and performance optimization issues. Through this study to optimize the compressor starting process, proposed
Compressor vibration and noise to improve the performance of the program. This work is divided into the following sections.1, through the rolling piston compressor
Structural characteristics and working principle of the analysis, simulation of the rolling piston compressor in the work of the suction chamber and compression chamber pressure changes in order to
And pressure changes and vane rotor and other parts of the force acting on the rolling machine with rotor angle changes. Established a rolling piston compressor work
Load torque for the resistance model.2, the compressor through the simulation http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter model tested the open-loop start-up programs, and by increasing the
Constant torque load and the load resistance of the compressor to debug and improve the starting performance of the compressor. Verified through simulation proposed start-up programs
Rationality and the parameters involved in the testing method.3, in order to improve the rolling piston compressor starting performance, this paper adopts DSP
Chip presents a relatively simple way to start and build a test system. Through theoretical analysis and experimental optimization of a repeated start over
Process accelerated curve, starting the compressor to shorten the process time, enhanced reliability, even under pressure in a smaller smooth start
.4, in order to improve the rolling piston compressor noise and vibration performance, proposed to improve the compressor's drive from the effect of the compressor
Vibration and noise performance improvement program. Confirmed by simulation using the torque side of the control system, speed control to the side
Sampling time and change programs to reduce the speed of the compressor-driven process fluctuations. This article also through the use of different drive systems in the consumer
Interior of the compressor-driven sound vibration and noise performance is tested. The results show that different vibration on the compressor drive system
And noise performance have a significant impact.Degree Year: 2009
With a rolling piston compressor Magnetic lifter drive and performance optimization issues. Through this study to optimize the compressor starting process, proposed
Compressor vibration and noise to improve the performance of the program. This work is divided into the following sections.1, through the rolling piston compressor
Structural characteristics and working principle of the analysis, simulation of the rolling piston compressor in the work of the suction chamber and compression chamber pressure changes in order to
And pressure changes and vane rotor and other parts of the force acting on the rolling machine with rotor angle changes. Established a rolling piston compressor work
Load torque for the resistance model.2, the compressor through the simulation http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter model tested the open-loop start-up programs, and by increasing the
Constant torque load and the load resistance of the compressor to debug and improve the starting performance of the compressor. Verified through simulation proposed start-up programs
Rationality and the parameters involved in the testing method.3, in order to improve the rolling piston compressor starting performance, this paper adopts DSP
Chip presents a relatively simple way to start and build a test system. Through theoretical analysis and experimental optimization of a repeated start over
Process accelerated curve, starting the compressor to shorten the process time, enhanced reliability, even under pressure in a smaller smooth start
.4, in order to improve the rolling piston compressor noise and vibration performance, proposed to improve the compressor's drive from the effect of the compressor
Vibration and noise performance improvement program. Confirmed by simulation using the torque side of the control system, speed control to the side
Sampling time and change programs to reduce the speed of the compressor-driven process fluctuations. This article also through the use of different drive systems in the consumer
Interior of the compressor-driven sound vibration and noise performance is tested. The results show that different vibration on the compressor drive system
And noise performance have a significant impact.Degree Year: 2009
New high-current switch design theory and application
Title: New high-current switch design theory and application ofAuthor: Zheng XiangshenDegree-granting unit: Dalian University of TechnologyKeywords: vacuum generator circuit breaker;; main interrupter;; auxiliary interrupter;; current transfer;; permanent bodySummary:With increasing energy consumption and energy use patterns of the high function, high-current technology to become the electricity production, transmission
, Transformation, control, etc. is rapidly Magnetic lifter emerging field. In this paper, two high-current switching power projects as the background, a new study
Parallel double fracture type vacuum generator circuit breaker and load large current aluminum dedicated switching switch design theory and application.
This design principle based on the current transfer control technology combined with the parallel double fracture type vacuum generator circuit breaker (Vacuum
Generator Circuit Breaker, VGCB). Different from the traditional design approach, this paper asynchronous dual action opening interrupter
Way off, you can choose different parameters of http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter vacuum interrupter in parallel. Main interrupter (Main Vacuum Interrupter, MVI) load-bearing
Tam rated current, while the auxiliary interrupter (Auxilary VacuumInterrupter, AVI) is mainly responsible for breaking fault current task. By
Appropriate structural arrangement allows two circuit interrupter branch current distribution values with VGCB design requirements. According to the nature of breaking current
Different set VGCB in breaking load current and fault current flow when the appropriate action to reduce contact erosion. Obtained through experiments
Rated short time withstand current distribution under current circumstances, and as a basis to calculate the VGCB various parts of the force. Effect and thermal effect by force
Should be a comprehensive analysis, VGCB closing can be achieved in the state long-term stability.Source through the system, as well as out of step generator source
Fault current equation analysis of current changes, combined with the mathematical model of the current transfer process, get three sources of dynamic fault current diverted
Process changes the formula, and based on the simulation results obtained current trends in the transfer process and influencing factors, and to determine the MVI and AVI Tripping time
With the method. Through the current simulation, the new VGCB can achieve at rated short-circuit breaking current under the conditions of current transfer and the current
Transfer process and the type of fault current source, the initial phase angle, the system device parameters, the main interrupter contact separation time and other factors
Related to some scholars, only a single break current, fixed sub-transfer analysis of the current gate time limitations.Combination of applied research, the
Wen a parallel double fracture type vacuum generator circuit breaker prototype. By testing agencies Tripping coil permanent magnet excitation time, further reducing
Short excitation time requirements. Through the current distribution experiments to prove the design of the switch circuit structure can achieve a reasonable current distribution. By
Current transfer experiments and simulation analysis compared to determine the reasons for the transfer and current trends, and identify the reasons for the simulation error.
By temperature experimental prototype to meet state regulations, propose ways to further improve the thermal conditions.In this paper, groups of small
Sub-parallel synchronous switching method of closing the current design of a large load switching switch to non-power switching cell to achieve the purpose. This
Developed a work flow switch switching, and switching by calculating the electrical parameters of the switching process simulation, this switch is designed
To achieve large current is transferred. By switching the dynamic thermal stability analysis, multi-switch parallel structure to meet the relevant fracture
Co-state stable operation needs.Degree Year: 2009
, Transformation, control, etc. is rapidly Magnetic lifter emerging field. In this paper, two high-current switching power projects as the background, a new study
Parallel double fracture type vacuum generator circuit breaker and load large current aluminum dedicated switching switch design theory and application.
This design principle based on the current transfer control technology combined with the parallel double fracture type vacuum generator circuit breaker (Vacuum
Generator Circuit Breaker, VGCB). Different from the traditional design approach, this paper asynchronous dual action opening interrupter
Way off, you can choose different parameters of http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter vacuum interrupter in parallel. Main interrupter (Main Vacuum Interrupter, MVI) load-bearing
Tam rated current, while the auxiliary interrupter (Auxilary VacuumInterrupter, AVI) is mainly responsible for breaking fault current task. By
Appropriate structural arrangement allows two circuit interrupter branch current distribution values with VGCB design requirements. According to the nature of breaking current
Different set VGCB in breaking load current and fault current flow when the appropriate action to reduce contact erosion. Obtained through experiments
Rated short time withstand current distribution under current circumstances, and as a basis to calculate the VGCB various parts of the force. Effect and thermal effect by force
Should be a comprehensive analysis, VGCB closing can be achieved in the state long-term stability.Source through the system, as well as out of step generator source
Fault current equation analysis of current changes, combined with the mathematical model of the current transfer process, get three sources of dynamic fault current diverted
Process changes the formula, and based on the simulation results obtained current trends in the transfer process and influencing factors, and to determine the MVI and AVI Tripping time
With the method. Through the current simulation, the new VGCB can achieve at rated short-circuit breaking current under the conditions of current transfer and the current
Transfer process and the type of fault current source, the initial phase angle, the system device parameters, the main interrupter contact separation time and other factors
Related to some scholars, only a single break current, fixed sub-transfer analysis of the current gate time limitations.Combination of applied research, the
Wen a parallel double fracture type vacuum generator circuit breaker prototype. By testing agencies Tripping coil permanent magnet excitation time, further reducing
Short excitation time requirements. Through the current distribution experiments to prove the design of the switch circuit structure can achieve a reasonable current distribution. By
Current transfer experiments and simulation analysis compared to determine the reasons for the transfer and current trends, and identify the reasons for the simulation error.
By temperature experimental prototype to meet state regulations, propose ways to further improve the thermal conditions.In this paper, groups of small
Sub-parallel synchronous switching method of closing the current design of a large load switching switch to non-power switching cell to achieve the purpose. This
Developed a work flow switch switching, and switching by calculating the electrical parameters of the switching process simulation, this switch is designed
To achieve large current is transferred. By switching the dynamic thermal stability analysis, multi-switch parallel structure to meet the relevant fracture
Co-state stable operation needs.Degree Year: 2009
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