【摘 要】
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催化剂在化工生产中对产品生产效率起着至关重要的作用.某些催化剂在生产制造过程中需要进行焙烧加热制得,传统加热方式一般采用电阻丝进行加热.但电阻丝加热不能在较短时间内达到所需温度,并且温度和加热区域较难精确控制.因此,提出一种新型的选区激光加热方式.首先利用Zemax软件模拟对激光进行了光束整形,以达到最终出光面积为200 mm2、区域内能量密度均匀(5 W/cm2)的实际催化剂加热要求;其次设计了一套承载装置,实现了激光器、透镜加持装置、试管夹持装置的模块化拆装,便于后续更换、维修;最后提出了一套温度检测
【机 构】
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北京化工大学机电工程学院,北京100029
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催化剂在化工生产中对产品生产效率起着至关重要的作用.某些催化剂在生产制造过程中需要进行焙烧加热制得,传统加热方式一般采用电阻丝进行加热.但电阻丝加热不能在较短时间内达到所需温度,并且温度和加热区域较难精确控制.因此,提出一种新型的选区激光加热方式.首先利用Zemax软件模拟对激光进行了光束整形,以达到最终出光面积为200 mm2、区域内能量密度均匀(5 W/cm2)的实际催化剂加热要求;其次设计了一套承载装置,实现了激光器、透镜加持装置、试管夹持装置的模块化拆装,便于后续更换、维修;最后提出了一套温度检测控制方案,通过Ansys模拟高斯光源加热,发现热源功率与催化剂材料受热点的最高温度呈线性相关,而后据此利用Matlab中的Simulink模拟PID算法,获得了 PID控制激光功率与温度的合适参数.
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为研究激光直接物标标识技术(laser direct part marking,DPM)对铝合金2024力学性能的影响,对标识后的铝合金2024进行了标识深度测量、显微硬度检测、静力学拉伸和高周疲劳试验.研究结果表明:不同工艺参数下的标识深度相差很大,深度范围5.26～525.7μm;在标识区域会形成重熔区,显微硬度51～62 HV,明显小于材料基体显微硬度值;标识深度会对铝合金2024的抗拉性能和疲劳性能造成影响,在一定标识深度下,标识后的铝合金2024的拉伸性能和疲劳性能满足材料的性能要求.
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激光作为一种先进加工方法,广泛用于木质材料切割、改性等领域,能够显著提高加工效率及产品性能.采用Co2激光辐照竹黄表面,选择激光功率、移动速度以及移动路径距离为输入变量,探究激光处理参数对竹黄表面颜色变化的影响规律,并建立了二次预测数学模型定量描述竹黄色差与激光处理参数的相关性.研究结果表明:竹黄表面的总色差随激光功率的增强而变大,但随移动速度和移动路径距离的增大而下降.处理后,竹黄表面颜色变暗,其明度变化值的绝对值亦随激光功率的增强而变大,随移动速度和移动路径距离的增大而下降.竹黄总色差最大为19.9,
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针对石化设备激光清洗,首先通过搭建工艺平台,进行了不锈钢焊接件黑皮的激光清洗工艺研究,获得了最佳清洗效果及最高清洗效率的工艺参数,其次进行了未清洗、激光正常清洗及激光过度清洗后的不锈钢焊接件拉伸和弯曲试验,发现过度清洗试件的抗拉强度测试结果比标准中的值高17.3％,且弯曲试验中受拉面焊缝和热影响区域表面也均未产生裂纹,其符合NB/T 47016-2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》标准的验收要求,证明了激光清洗对石化设备焊接区的静强度力学性能影响符合工程要求,是一种安全的清洗方法;最后通过石化设
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光伏电池作为国家“双碳战略”中的重要一环,其转化效率的提升具有重大意义.针对晶硅等太阳能电池的无效转化区域,通过全反射原理,设计、制备了微结构光增强薄膜,薄膜的微结构为周期、槽深都是80μm的三角槽型正交光栅.对贴合薄膜样品的光伏电池组件进行测试的结果表明,三组组件的转化效率都提升了 2％以上.相对其他提高光伏电池效率的方法,该方法简易、可行且有效,有望广泛用于光伏电池组件,为国家的“双碳战略”做出贡献.
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