高压诱导结构相变

Structural phase transitions in high-pressure wurtzite to rocksalt phase in GaN and SiC

H. Y. Xiao, F. Gao, L. M. Wang, X. T. Zu, Y. Zhang et al.

Citation: Appl. Phys. Lett. 92, 241909 (2008); doi: 10.1063/1.2938724

View online: https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,/10.1063/1.2938724

View Table of Contents: https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,/resource/1/APPLAB/v92/i24

Published by the American Institute of Physics.

Related Articles

Phase transition behavior in microcantilevers coated with M1-phase VO2 and M2-phase VO2:Cr thin films J. Appl. Phys. 111, 104502 (2012)

Dynamical process of KrF pulsed excimer laser crystallization of ultrathin amorphous silicon films to form Si nano-dots

J. Appl. Phys. 111, 094320 (2012)

Microwave-induced transformation of rice husks to SiC

J. Appl. Phys. 111, 073523 (2012)

Evolution of SiHx hydrides during the phase transition from amorphous to nanocrystalline silicon films

J. Appl. Phys. 111, 043510 (2012)

Structural phase transition of graphene caused by GaN epitaxy

Appl. Phys. Lett. 100, 053111 (2012)

Additional information on Appl. Phys. Lett.

Journal Homepage: https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,/

Journal Information: https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,/about/about_the_journal

Top downloads: https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,/features/most_downloaded

Information for Authors: https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,/authors

Structural phase transitions in high-pressure wurtzite to rocksalt phase in GaN and SiC

H.Y.Xiao,1F.Gao,2,a?L.M.Wang,3X.T.Zu,1Y.Zhang,2and W.J.Weber2

1Department of Applied Physics,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu

610054,People’s Republic of China

2Paci?c Northwest National Laboratory,P.O.Box999,Richland,Washington99352,USA

3Department of Material Sciences and Engineering,University of Michigan,Ann Arbor,

Michigan48109-2104,USA

?Received21February2008;accepted29April2008;published online17June2008?

Ab initio molecular dynamics simulations are employed to study the atomistic mechanisms and

pathways of high-pressure phase transformation in GaN and SiC.Our simulations bring a

fundamental level of understanding of the wurtzite to rocksalt phase transformation that undergoes

inhomogeneous displacements via a tetragonal atomic con?guration,and suggest that the transition

path may be independent of the presence of d electrons on the cation in GaN.The discrepancies

between experimental and theoretical studies of transition paths are discussed.?2008American

Institute of Physics.?DOI:10.1063/1.2938724?

Many III-V semiconductor materials adopt the four-coordinate wurtzite?WZ??B4?structures under ambient con-ditions,but they readily undergo transformations to six-coordinate rocksalt?RS??B1?phases under pressure.1–6The similar four-to six-coordinate transition also takes place in the copper and silver halides,and in more ionic materials such as ZnO.7For the B4→B1transformation,two repre-sentative transition models have been proposed through ei-ther a hexagonal path1,8–10or a tetragonal path.11–13It has been argued that the transition path12depends on the elec-tronic con?guration of the cation:For WZ semiconductors containing d electrons,such as ZnO,GaN,and InN,the tran-sition should go through a tetragonal path,whereas for ma-terials without d electrons,such as AlN and SiC,a hexagonal path is preferred.This conclusion was challenged by recent experimental14and theoretical15studies on the preference of the transition path with and without involving d electrons of the cation in ZnO and InN,respectively.

In this letter,Ab initio molecular dynamics?AIMD?method has been employed to study the B4to B1phase transformation under high pressures in two representative semiconductors of GaN and SiC,with the intention of estab-lishing the underlying microscopic mechanisms and identify-ing the role of d electrons in the transition path.Despite great experimental and theoretical efforts devoted to understanding the WZ to RS structural transformation in GaN?Refs.1and 15–17and SiC?Refs.18and19?under high pressure,both the existence of an intermediate state during the phase tran-sition and the atomic pathways of the transition remain con-troversial.

All the calculations were performed using density func-tional theory method within the framework of local density approximation,20as implemented in the SIESTA?Ref.21?code.The electron-ion interactions were described by norm conserving Troullier–Martins22pseudopotentials,including the valence3s and3p electrons and nonlinear core correc-tions.In our constant-pressure AIMD simulations of64or 128atom con?gurations,the convergence of our calculations has been tested,and we found?-point sampling in the Bril-louin zone,single-?basis sets,and a90Ry cutoff for the real space mesh can give good converged results.The system was ?rst equilibrated at300K and zero pressure.The external pressure was applied via the method of Parrinello and Rahman23and increased with an increment of10GPa.The equilibration period is2000time steps,with a time step of 1fs.However,a large number of time steps?up to6000?were simulated when the pressure was close to the transition pressure.In order to check whether the transition is repro-ducible,several different runs of MD simulations for GaN and SiC have been carried out,and the results show similar transition path and mechanisms.

Based on the variation of the enthalpies of GaN and SiC with the pressure,obtained from a single point energy calcu-lation,the B4→B1structural phase transition pressures are predicted to be43and102GPa for GaN and SiC,respec-tively,in excellent agreement with available experimental and ab initio theoretical results.17,18,24,25In the AIMD simu-lations,a slightly higher pressure is applied to accelerate the phase transformation.It is found that GaN keeps the B4 structure up to50GPa,and a phase transformation to the B1 structure occurs when the pressure is increased to60GPa. The structural transformation path and mechanism are shown in Fig.1.Upon structural transformation,the WZ structure mainly expands along the?12ˉ10?direction and compresses along the?101ˉ0?direction,resulting in a tetragonal interme-diate phase.After overcoming the transition barrier,the at-

oms move mainly along the?0001?direction,resulting in the

formation of the RS structure.The present simulations dem-

onstrate a path that is due to an inhomogeneous displacement ?as shown in Fig.1?,leading to an intermediate state with a tetragonal con?guration.The high-pressure WZ to RS phase

transition of GaN has been experimentally studied using Ra-

man scattering and optical absorption spectroscopy,16but no

evidence of a h-MgO intermediate state was reported during

the phase transition.A smooth evolution of the spectra from

the phonon lines suggests that the transition occurs instanta-

neously on a local scale,resulting in the high degree of local

disorder.Interestingly,the present AIMD simulations indi-

cate that the phase transition is a very fast process,and oc-

curs within about0.1ps at60GPa?see below?,which is too

a?Electronic mail:fei.gao@https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,.

APPLIED PHYSICS LETTERS92,241909?2008?

0003-6951/2008/92?24?/241909/3/$23.00?2008American Institute of Physics

92,241909-1

fast for observation under normal experimental conditions.Although the quenched structure shows a tetragonal state,the dynamics con?gurations are highly distorted,forming a local disordered structure.The rapid nature of the transition and the local disordered con?gurations in the dynamics processes may account for the challenge of the experimental observation.16In the present studies,Ga 3d electrons are frozen in the core,and nonlinear core corrections are in-cluded.Limpijumnong and Lambrecht 26studied the relative stability of WZ and RS phases in GaN,where d electrons were included,and concluded the phase transition from WZ to RS occurs via a tetragonal con?guration.However,the same transition path found with d electron pseudopotentials in a previous study 26and without d electron pseudopotentials in the present study suggests that the tetragonal path during the pressure-induced B4→B1phase transition may be inde-pendent of d electrons of the cation in GaN.12

To further demonstrate this,the high-pressure induced phase transition in SiC has been investigated for comparison.The WZ structure of SiC remains stable until the pressure is increased to 140GPa.Surprisingly,it is found that SiC goes through the same transition path as that of GaN,i.e.,via a tetragonal intermediate state.This ?nding strongly supports the above observation on GaN that the WZ to RS phase transition mechanism is independent of the presence of d electrons on the cation.It is found that the transition path for SiC differs from that reported for a recent AIMD simulation 18that suggested the B4→B1phase transforma-tion occurs ?rst via a hexagonal phase and then an ortho-rhombic intermediate state at 600–700GPa.

To shed light on the transition mechanism at the micro-scopic level,the variations of the MD cell vectors as a func-tion of time at 60GPa for GaN and 140GPa for SiC are shown in Figs.2?a ?and 2?b ?,respectively.The A ,B ,and C

cell vectors are along the ?12

ˉ10?,?101ˉ0?,and ?0001?direc-tions in the B4phase,respectively,and the dotted vertical line represents the intermediate phase.As soon as structural phase transformation takes place,the increase in the A cell vector and decrease in the B cell vector occur simulta-neously,corresponding to signi?cant expansion along the ?12

ˉ10?direction and compression along the ?101ˉ0?direction ?see Fig.1?.Consequently,the ?A ?and ?B ?become nearly equal to each other,leading to a tetragonal intermediate state.

After this stage,the C cell vector decreases considerably,with the small variation of the A and B cell vectors.The three cell lengths become equal to each other as the phase transi-tion is completed.The cell variation of SiC is similar to that of GaN,as shown in Fig.2?b ?,because the same transition mechanism appears.

The changes of the c /a ratio as a function of the b /a ratio at 60and 140GPa for GaN and SiC,respectively,are shown in Fig.3,where the points in the upper right corner and bottom left corner correspond to WZ and RS structures,respectively.For the initial WZ structure,the c /a ratio is determined to be 1.622for GaN and 1.643for SiC,and the b /a ratio is 1.733for both cases.Limpijumnong and Lambrecht 1proposed a linear variation of the c /a with the b /a ,for the corresponding transition in GaN.In the present simulations,the transition paths do not follow a straight-line relationship,especially in the case of GaN.The transition barrier occurs at b /a ?1.12and c /a ?1.27,as compared with c /a and b /a values of 1.2reported previously.1For SiC,the structural transformation has to overcome a barrier at b /a ?1.48and c /a ?1.52,much larger than those of GaN.

Following the path marked by the squares in Fig.3,a series of atomic con?gurations has been minimized using the conjugate gradient method to calculate the enthalpy ?H =E +PV ?.The energy barrier is determined to be 0.33eV /pair for GaN,which is in good agreement with the value of 0.38eV /pair reported by Cai and Chen 15and the results cal-culated by Limpijumnong and Lambrecht.1For SiC,the tran-sition barrier is 0.56eV /pair.

To explore if there is any bond breakage taking place and to characterize the chemical bonding,the charge density

difference ??in a ?101

ˉ0?plane along the transition path

at FIG.1.?Color online ?Transformation path and mechanism from wurtzite ?WZ ?to rocksalt ?RS ?structure.The red and blue spheres represent Ga and N atoms,respectively.The arrows in the structures show the directions along which atoms move:?a ?WZ structure,?b ?intermediate state,and ?c ?RS

structure.

FIG.2.?Color online ?Variation of MD cell length with time evolution at 60GPa for GaN and 140GPa for SiC.

the transition pressure was investigated.A contour plot of the charge density difference is shown in Fig.4?a ?for nearly perfect WZ GaN.The ??map at t =1.94ps ?Fig.4?b ??shows that some charges begin to accumulate on the nonbonded regions,as indicated by the black arrows,corresponding to the decrease of the nonbonded N–Ga distances from

3.49to 3.18?,and from 3.31to 3.13?.At an intermediate state ?t =2.0ps ?,the charge density in regions of bonding decreases,while the charge density accumulated in the non-bonded space increases.This striking pro?le is indicative of the formation of two Ga–N bonds.At t =2.08ps,two Ga–N bonds form,and the two initial covalent bonds become more ionic,as indicated by the overlap population changing from

+0.30?e ?to +0.17?e ?.The four Ga–N bonds in the ?101

ˉ0?plane are nearly equivalent to each other,corresponding to the RS structure.It is evident that the transformation does not involve any bond breakage,but bond formation.For SiC,the chemical bonding and the variation of charge density show similar behavior.

In conclusion,the transition mechanisms of the B4→B1structural transformation in GaN and SiC have been identi?ed via AIMD simulations.We have shown that the completion of the B4→B1structural transformation in GaN and SiC occurs within 0.1ps,which may account for no intermediate state being observed experimentally.The phase transition passes through a tetragonal transition state in both GaN and SiC,which is independent of d electrons of the cations.The discrepancy with the hexagonal and orthorhom-bic intermediate states in SiC suggested by recent AIMD simulations 18may be due to the overapplied transition pres-sure in those simulations.

F.Gao,Y .Zhang,and W.J.Weber were supported by the Of?ce of Basic Energy Sciences,U.S.Department of Energy.H.Xiao and X.Zu were supported by the National Science Foundation of China ?10647111?.

1

S.Limpijumnong and https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,mbrecht,Phys.Rev.Lett.86,91?2001?.2M.Catti,Phys.Rev.Lett.87,035504?2001?.3

M.S.Miao and https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,mbrecht,Phys.Rev.Lett.94,225501?2005?.4

F.Shimojo,I.Ebbsj?,R.K.Kalia,A.Nakano,J.P.Rino,and P.Vashishta,Phys.Rev.Lett.84,3338?2000?.5

N.Funamori and R.Jeanloz,Science 278,1109?1997?.6

M.D.Knudson and Y .M.Gupta,Phys.Rev.Lett.81,2938?1998?.7

F.Decremps,J.Pellicer-Porres,F.Datchi,J.P.Itié,A.Polian,F.Baudlet,and J.Z.Jiang,Appl.Phys.Lett.81,4820?2002?.8

J.Serrano,A.Rubio,E.Hernández,A.Mu?oz,and A.Mujica,Phys.Rev.B 62,16612?2000?.9

A.Zaoui and W.Sekkal,Phys.Rev.B 66,174106?2002?.10

M.Wilson and P.A.Madden,J.Phys.:Condens.Matter 14,4629?2002?.11

M.D.Knudson,Y .M.Gupta,and A.B.Kunz,Phys.Rev.B 59,11704?1999?.12

A.M.Saitta and F.Decremps,Phys.Rev.B 70,035214?2004?.13

S.H.Tolbert and A.P.Alivisatos,J.Chem.Phys.102,4642?1995?.14

H.Liu,Y .Ding,M.Somayazulu,J.Qian,J.Shu,D.H?usermann,and H.K.Mao,Phys.Rev.B 71,212103?2005?.15

J.Cai and N.X.Chen,Phys.Rev.B 75,134109?2007?.16

M.P.Halsall,P.Harmer,P.J.Parbrook,and S.J.Henley,Phys.Rev.B 69,235207?2004?.17

G.Y .Gao,K.L.Yao,Z.L.Liu,Y .L.Li,Y .C.Li,and Q.M.Liu,Solid State Commun.138,494?2006?.18

M.Durandurdu,Phys.Rev.B 75,235204?2007?.19

K.Karch,F.Bechstedt,P.Pavone,and D.Strauch,Phys.Rev.B 53,13400?1996?.20

J.Perdew and A.Zunger,Phys.Rev.B 23,5048?1981?.21

J.M.Soler,E.Artacho,J.D.Gale,A.Garcia,J.Junquera,P.Ordejon,and D.S.Portal,J.Phys.:Condens.Matter 14,2745?2002?.22

N.Troullier and J.L.Martins,Phys.Rev.B 43,1993?1991?.23

M.Parrinello and A.Rahman,J.Appl.Phys.52,7182?1981?.24

P.Perlin,C.Jauberthie-Carillon,J.P.Itie,A.S.Miguel,I.Grzegory,and A.Polian,Phys.Rev.B 45,83?1992?.25

M.Ueno,M.Yoshida,A.Onodera,O.Shimomura,and K.Takemura,Phys.Rev.B 49,14?1994?.26

S.Limpijumnong and https://www.sodocs.net/doc/e16771277.html,mbrecht,Phys.Rev.B 63,104103?2001?

.

FIG.3.?Color online ?Changes of c /a ratio as a function of b /a ratio at 60and 140GPa for GaN and SiC,

respectively.

FIG.4.?Color ?Charge density difference contour plot for WZ GaN in ?101

ˉ0?plane along the transition path:?a ?t =1.89ps,?b ?t =1.94ps,?c ?t =2.00ps,and ?d ?t =2.08ps.

材料相变原理总复习题

材料相变原理 复习题 第一章： 1说明成分、相、结构和组织四个概念的含义，并讨论45#钢室温平衡状态下的成分、相、结构和组织。 2 试述金属固态相变的主要特征。 3 哪些基本变化可以被称为固态相变？ 4 简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。 5 简述固态相变形成新相的形状与界面能和界面应变能的关系， 6 扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点？ 第二章： 1 试述钢中奥氏体和铁素体的晶体结构、碳原子可能存在的部位以及碳原子在奥氏体和铁素体中的最大理论含量和实际含量。 2 以共析钢为例说明奥氏体的形成过程，并说明为什么在铁素体消失的瞬间还有部分渗碳体未溶解。 3 试述影响奥氏体晶粒长大的因素。 4 解释下列概念： 惯习面，非均匀形核，奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度，钢在加热时的过热现象，钢的组织遗传和断口遗传。 第三章： 1 试述影响珠光体转变动力学的因素。 2 试述钢中相间沉淀长生条件和机理。 3 概念解释：伪共析组织，魏氏组织，“派敦”处理。 第四章： 1 试述马氏体的晶体结构及其长生原因。 2 简述马氏体异常正方度的长生原因。 3 试述马氏体转变的主要特点。 4 试述钢中板条状马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。 5 Ms点的定义和物理意义。 6 试述影响Ms点的主要因素。 7 试述引起马氏体高强度的原因。 8 概念解释：奥氏体的热稳定化，奥氏体的机械稳定化，马氏体的逆转变，伪弹性，相变冷作硬化，形状记忆效应。 第五章： 1 试述贝氏体转变的基本特征。 2试述钢中上贝氏体和下贝氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。 3 试述影响贝氏体性能的基本因素。 4 试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。 第七章： 1 什么是回火？回火的目的是什么？ 2 试述淬火钢回火转变的基本过程。

10kv高压开关柜结构工作原理

10kv高压开关柜结构及工作原理 10kv高压开关柜结构及工作原理 10kv高压开关柜 KYN28A铠装型开式交流金属封闭开关柜，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器，防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室、防止带电时误合接地开关等连锁功能。进线开关配备ABB公司的VD4真空断路器，负荷开关配ZN63A-12型真空断路器和JCZR16-7.2J型接触器-熔断器组合开关。 一、结构概述： 1. 型号含义： 2. 结构：

图中：A---母线室 B---断路器手车室 C---电缆室 D---继电器仪表室 1—泄压装置；2—外壳；3—分支小母线；4—母线套管；5—主母线；6—静触头； 7—触头盒；8—电流互感器；9—接地开关；10—电缆；11—避雷器；12—接地母线； 13—装卸式隔板；14—隔板（活门）；15—二次触头；16—断路器手车；17—加热装置； 18—可抽出式水平隔板；19—接地开关操作机构；20—控制小线槽；21—电缆封板。 开关柜的柜体为组装式结构，开关柜不靠墙安装。柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。 2.1 手车：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车采用中置式结构，通过一台专用转运车可方便地进行手车进出柜的操作。以断路器为例：手车的下部为推进用的底盘车，断路器固定安装在底盘车上。底盘车内设置有推进机构，用以实现对断路器手车的进出车操作。底盘车内还设置有连锁机构，用以实现断路器和柜体之间的各项连锁

2.2 手车室：

隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动打开；手车反方向移动时，活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路器的合、分闸显示、储能状况等状态。 2.3 主母线室：

材料相变与相结构实践教材

2015 年秋季学期研究生课程考核 （研究报告） 考核科目:材料相变与相结构分析实践学生所在院（系）:材料科学与工程学院 学生所在学科:材料工程（锻压） 学生姓名: 学号:15S 学生类别:应用型 考核结果阅卷人

实验一 X射线光电子能谱仪的工作原理及基本操作 实验地点：新教学楼（格物楼）108 实验仪器：Thermo 250 Xi X射线光电子能谱仪 实验目的： 1、学习X光电子能谱仪的结构和分析原理 2、学习定性分析元素的方法 3、学习定量分析成分的方法 4、熟悉X光电子能谱仪的操作 5、掌握X光电子能谱谱图的识别与解析能力 操作方法： 一、开机 1、开总电源ON 2、开设备电源ON 3、开冷却循环水的电源开关ON 4、设备控制柜电源开关ON 5、开计算机电源，进入设备控制程序 6、将机械泵和分子泵开启，气压降至8E-8 mbar 7、开启进样仓仓门，放入测试样品，抽气至真空度低于E-6 mbar 8、开启准备仓仓门，将进样仓的样品通过转样台送入准备仓 9、关闭准备仓仓门，随后打开分析仓仓门，将样品推入分析仓，关闭分析仓门 10、开启X射线枪，中和枪等相关测试枪进行测试

二、关机 1、关闭X射线枪、中和枪电源 2、开启分析仓仓门，将样品移至准备仓，并关闭分析仓仓门 3、转移样品至送样台，并开启准备仓仓门，将样品拉回进样仓 4、关闭准备仓仓门，开启进样仓仓门，取出样品，同时抽真空 5、利用电脑控制系统，关闭分子泵，手动关闭机械泵 6、关闭冷却循环水电源OFF 7、关闭控制电源柜电源 8、关闭总电源OFF 主要原理： X-射线光电子能谱仪，是一种表面分析技术，主要用来表征材料表面元素及其化学状态。其基本原理是使用X-射线，如Al Ka=1486.6eV，与样品表面相互作用，利用光电效应，激发样品表面发射光电子，利用能量分析器，测量光电子动能(K.E)，根据B.E=hv-K.E-W.F，进而得到激发电子的结合能（B.E)。 有原理公式：E K=hν-E b-Φsp （E b：电子结合能；Φsp：谱仪的功函数，一般为常数；E K：电子动能，可实验测得；hν：X射线能量，已知）

高压开关柜结构

高压开关柜结构 一、KYN高压开关柜（出线柜）结构 KYN高压开关柜由固定的柜体和真空断路器手车组成。就开关柜而言，进线柜或出线柜是基本柜方案，同时有派生方案，如母线分段柜、计量柜、互感器柜等。此外，尚有配置固定式负荷开关、真空接触器手车、隔离手车等方案。本章以出线柜（如图1）为例说明KYN开关柜结构：外壳隔板、面板、断路器室、断路器手车、母线室、电缆室、低压室和联锁/保护等等。 图1 KYN进线或出线柜基本结构剖面图 A、母线室 B、断路器室 C、电缆室 D、低压室 1、母线 2、绝缘子 3、静触头 4、触头盒 5、电流互感器 6、接地开关 7、电缆终端 8、避雷器 9、零序电流互感器 10、断路器手车 10.1、滑动把手 10.2、锁键（联到滑动把手） 11、控制和保护单元 12、穿墙套管 13、丝杆机构操作孔 14、电缆夹 15.1电缆密封圈 15.2、连接板 16、接地排 17、二次插头 17.1联锁杆 18、压力释放板 19、起吊耳 20、运输小车 20.1、小车锁定把手 20.2、调节螺栓 20.3、锁舌 1. 外壳和隔板 开关柜的外壳和隔板由优质钢板制成，具有很强的抗氧化、耐腐蚀功能，且刚度和机械强度比普通低碳钢板高。三个高压室的顶部都装有压力释放板。出现内部故障时，高压室内气压升高，由于柜门已可靠密封，高压气体将冲开压力释

放板释放出来。相邻的开关柜由各自的侧板隔开，拼柜后仍有空气缓冲层，可以防止开关柜被故障电弧贯穿熔化。低压室D装配成独立隔室，与高压区域分隔开。隔板将断路器室B和电缆室C隔开，即使断路器手车移开（此时活门会自动关闭），也能防止操作者触及母线室A和电缆室C内的带电部分。卸下紧固螺栓就可移开水平隔板，便于电缆密封终端的安装。 2. 开关柜面板 开关柜面板分为二部分：仪表门，开关仪表门。仪表门主要完成仪表检测、带电检测、信号灯监视和就地电气操作；开关仪表门主要完成开关接地开关的就地机械操作。 图2 开关柜面板 1 仪表； 2 电磁分合闸按钮； 3 机械分合闸按钮；4名牌；5 丝杆机构手柄插口；6 观察窗； 7 柜内照明开关；8 高压带电显示；9 指示灯；10 电气接线图；11 接地开关操作插 3. 断路器室 断路器手车装在有导轨的断路器室B内，可在运行、试验（隔离）两个不同位置之间移动。当手车从运行位置向试验（隔离）位置移动时，活门会自动盖住静触头，反向运行则打开。手车能在开关柜门关闭的情况下操作，通过门上的观察窗可以看到手车的位置、手车上的ON（断路器合闸）/OFF（断路器分闸）按钮、合分闸状态指示器和储能/释放状况指示器。

聚氨酯相变材料研究综述

《材料结构与性能》 课程论文 题目：聚氨酯弹性相变材料研究进展 学号：xxx 姓名：xx 学院：材料科学与工程学院 专业：化学

聚氨酯弹性相变材料研究进展 摘要：综述了相变储热材料的研究进展及应用，简要介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的特性。综述了聚氨酯弹性相变材料的结晶原理及研究现状，包括材料的合成，软、硬段种类及含量对结晶性能的影响；介绍了影响相变材料结晶、储热、形状稳定性和导热等性能的因素，论述了对其各性能的改性方法。 关键词：聚氨酯；相变材料；储热；弹性 Progress of Polyurethane Elastic Phase Change Materials Ze Ding ( Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: This paper introduces research progress and application of phase change materials. The classification of phase change materials and the characteristics of phase change materials are introduced. The crystallization principle and research status of polyurethane elastic phase change materials are reviewed, including the synthesis of materials, the types and contents of soft and hard segments, and the influence on crystallization properties.The factors that influence the properties of phase change materials such as crystallization, heat storage, shape stability and thermal conductivity are introduced. Key words: polyurethane; phase change material; heat storage; elasticity 0 引言 随着人类社会经济的不断发展及能源的大量消耗，节能环保已成为全球关注的话题，新能源的开发利用以及提高能源利用效率已经成为各国研究开发的重点。利用储热材料实现能量供应与需求的平衡，能有效提高能源利用效率，达到节能环保的目的，在能源、航天、建筑、农业、化工等诸多领域具有广阔的应用前景，已成为世界范围内研究的热点。 材料储热的本质是将一定形式的能量在特定的条件下储存起来，并在特定的条件下加以释放和利用。热能存储有3种形式：显热储热、潜热储热和化学反应储热。显热储热是利用材料自身的温度变化来存储和释放热能，而不发生任何其它的变化[1]，这种储热方式简单，成本低，在工作过程中温度会随储存或释放的能量大小发生持续性变化。潜热储存是利用储热材料在发生相变时吸收或放出热量来储热与放热[2]，也称为相变储热。化学反应储热是利用储热材料相接触时发

【材料分析方法】相变研究以及相变温度的确定方法

相变研究以及相变温度的确定方法 材料科学与工程1121900133 缪克松 关键词：相变研究是材料科学与工程中重要的一门研究，温度、压力等因素会诱发材料的相变，相变前后材料的微观结构的差异将使材料在物理性质、化学性质等方面发生较 大程度的改变，从而决定了材料的应用范围。温度作为材料在制备、加工、应用中 常常面对的环境变量，对于相变的影响最为直观可控，本文就确定材料的相变温度 介绍了几种方法。 关键词：相变温度；膨胀法；差示扫描量热法；X射线法；声发射法；电阻法 1相变概述 从广义上讲，构成物质的原子或分子的聚合状态、相状态发生变化的过程均称为相变。[1]例如液相到固相的凝固过程、液相到气相的蒸发过程等。相变前的相状态称为旧相或者母相，相变后的相状态成为新相。固态相变发生后，新相与母相之间必然存在某些差别。这些差别或者表现在晶体结构上（同素异构转变），或者表现在化学成分上（调幅分解），或者表现在表面能上（粉末烧结），或者表现在应变能上（形变再结晶），或者表现在界面能上（晶粒长大），或者几种差别兼而有之（过饱和固溶体脱溶沉淀）。 相变的发生往往收到外界环境的激发，温度是最直观也最容易控制的参数，通过对材料在不同温度下几种不同类型的相变的控制，就可以获得预期的组织和结构，充分发挥材料体系的潜能，因此，确定材料的相变温度十分有意义。 随温度的变化，材料在相变前后的差别可以作为检测材料相变温度的依据，本文所述的几种方法其基本原理都是通过比对材料随温度变化发生的改变从而来确定相变温度。 2 膨胀法 2.1 原理 物质的热膨胀是基于构成物质的质点间平均距离随温度变化而变化的一种现象，晶体发生相结构变化的同时总是伴随着热膨胀的不连续变化，因此相变过程中的热膨胀行为的测量是研究相变的重要手段之一。 将样品放入加热炉内，按给定的温度程序加热，加热炉和样品的温度分别由对应的热电偶进行测量，样品长度随温度变化而变化，同时样品支架和样品推杆的长度也发生变化，测量的长度变化结果是样品、样品支架和推杆三者长度变化总和。样品推杆将该长度变化总和传递给位移传感器后，使位移传感器的铁芯发生位置变化而产生电动势，该电动势由测量放大器按比例转换为直流电压，由计算机记录下来。

纳米材料相变

纳米材料相变 一、纳米金属结构与相变 1、纳米金属颗粒的结构受周围条件的影响而呈现不同，高温相容易呈现热稳定化。 比如：≤20nm的Co颗粒在室温下呈fcc晶体结构，而这正是大块的Co颗粒在420℃以下才呈现的稳定的结构。 比如：从Cu-Fe合中时效析出的γ-Fe固溶体（2～20nm）与基体共格（同为fcc结构），如将析出相剥离基体萃取出来，则呈现为fcc结构，但部分残留下来的Y—Fe固溶体(奥氏体)冷致液氦温度也不转变。 2、晶体结构决定于晶粒大小 比如经机械合金化（MA）球磨所得到10nm的γ-Fe粉，经570～670K退火1h在bcc晶界处原子重排，呈现具有磁性的有序γ-Fe，而这种γ-Fe比较稳定，但经920K退火1h由于界粒长大至几十纳米，而导致了γ→α的转变，γ-Fe 不复存在。 二、纳米材料的马氏体相变 1、Ms值受晶粒大小及制备方法的影响 比如：①以氢等离与金属反应方法制备的20～200nm直径的Fe-Ni （11.9at%～35.2at％Ni）颗粒；②在溅射所得Fe-Ni薄膜和蒸发沉积Fe-Ni薄膜的纳米颗粒（＜10nm＝；③以悬浮凝固（液N冷却）得到Fe（25～35％w）Ni 超细粉（10～200nm）；④以机械合金化（MA）制备Fe l00-x Ni x纳米晶。这些均表明与γ区溶解度较大块的Fe-Ni（α含10at％Ni γ含20at％Fe）要大，并且纳米晶体的尺寸效应抑制了γ→α的相变，但对α→γ逆相变几乎无影响。 又比如：以磁控溅射法制成纳米颗粒（10nm）Fe-Ni薄膜（KCl）基片得到≤36at％Ni合金呈bcc结构，≥60at％Ni合金呈fcc结构，（36～60）at％Ni间的合金为混合结构；其α区和γ区不但较大块的合金的宽得很多，也较上述不同方法制备的Fe-N1合金为大。将Fe-32at％Ni和Fe-46at％Ni合金试样在TEM中加热至573～773K，保温20min后观察伴随颗粒的长大而发生逆相变。逆相变的开始温度As与大块的相近，自773K冷致室温仍保持fcc结构；进一步冷却至77K，其结构和组织并不改变。这表明薄膜应力状态对结构有一定的影响。

材料相变原理总复习题只是分享

08年工大材料系材料相变原理总复习题(貌似考研也能用) 题： 材料相变原理 复习题 第一章： 1说明成分、相、结构和组织四个概念的含义，并讨论45#钢室温平衡状态下的成分、相、结构和组织。 2 试述金属固态相变的主要特征。 3 哪些基本变化可以被称为固态相变？ 4 简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。 5 简述固态相变形成新相的形状与界面能和界面应变能的关系， 6 扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点？ 第二章： 1 试述钢中奥氏体和铁素体的晶体结构、碳原子可能存在的部位以及碳原子在奥氏体和铁素体中的最大理论含量和实际含量。 2 以共析钢为例说明奥氏体的形成过程，并说明为什么在铁素体消失的瞬间还有部分渗碳体未溶解。 3 试述影响奥氏体晶粒长大的因素。 4 解释下列概念： 惯习面，非均匀形核，奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度，钢在加热时的过热现象，钢的组织遗传和断口遗传。 第三章： 1 试述影响珠光体转变动力学的因素。 2 试述钢中相间沉淀长生条件和机理。

3 概念解释：伪共析组织，魏氏组织，“派敦”处理。 第四章： 1 试述马氏体的晶体结构及其产生原因。 2 简述马氏体异常正方度的产生原因。 3 试述马氏体转变的主要特点。 4 试述钢中板条状马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。 5 Ms点的定义和物理意义。 6 试述影响Ms点的主要因素。 7 试述引起马氏体高强度的原因。 8 概念解释：奥氏体的热稳定化，奥氏体的机械稳定化，马氏体的逆转变，伪弹性，相变冷作硬化，形状记忆效应。 第五章： 1 试述贝氏体转变的基本特征。 2试述钢中上贝氏体和下贝氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。 3 试述影响贝氏体性能的基本因素。 4 试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。 第七章：

高压开关柜结构及工作原理

高压开关柜结构及工作原理 我厂6kV开关柜使用天水长城开关厂的KYN28A铠装型开式交流金属封闭开关柜，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器，防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室、防止带电时误合接地开关等连锁功能。进线开关配备ABB 公司的VD4真空断路器，负荷开关配备天水长城开关厂的ZN63A-12型真空断路器和JCZR16-7.2J型接触器-熔断器组合开关。 一、结构概述： 1.型号含义： KYN28A-12-□---□ 铠装柜环境特征号 移开式一次方案号 设计序号 户内 2.结构：

1—泄压装置；2—外壳；3—分支小母线；4—母线套管；5—主母线；6—静触头； 7—触头盒；8—电流互感器；9—接地开关；10—电缆；11—避雷器；12—接地母线； 13—装卸式隔板；14—隔板（活门）；15—二次触头；16—断路器手车；17—加热装置；18—可抽出式水平隔板；19—接地开关操作机构；20—控制小线槽；21—电缆封板。 开关柜的柜体为组装式结构，开关柜不靠墙安装。柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。 2.1手车：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车采用中置式结构，通过一台专用转运车可方便地进行手车进出柜的操作。以断路器为例：手车的下部为推进用的底盘车，断路器固定安装在底盘车上。底盘车内设置有推进机构，用以实现对断路器手车的进出车操作。底盘车内还设置有连锁机构，用以实现断路器和柜体之间的各项连锁

2.2手车室： 隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动打开；手车反方向移动时，活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路器的合、分闸显示、储能状况等状态。 2.3主母线室：

第三章材料的相结构及相图_材料科学基础

第三章材料的相结构及相图 第一节材料的相结构 1.1置换固溶体 当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。 金属元素彼此之间一般都能形成置换固溶体，但溶解度视不同元素而异，有些能无限溶解，有的只能有限溶解。影响溶解度的因素很多，主要取决于以下几个因素： （1）晶体结构 晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必要条件。只有当组元A和B的结构类型相同时，B原子才有可能连续不断地置换A原子，如图3-1所示。 (2) 原子尺寸因素 (3) 化学亲和力 (电负性因素) (4)原子价合金中的电子浓度可按下式计算： (3-1) 式中 A--分别为溶剂； B--溶质的原子价； x--为溶质的原子数分数(％)。

图3-2 元素的电负性(虚线表示铁的电负性数值) 1.1.2间隙固溶体 溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。 在间隙固溶体中，由于溶质原子一般都比晶格间隙的尺寸大，所以当它们溶人后，都会引起溶剂点阵畸变，点阵常数变大，畸变能升高。因此，间隙固溶体都是有限固溶体，而且溶解度很小。 1.1.3固溶体的微观不均匀性 为了了解固溶体的微观不均匀性，可引用短程序参数。短程序参数α定义为 1.1.4固溶体的性质 （1）点阵常数改变 （2）产生固溶强化 （3）物理和化学性能的变化 1.2 中间相 1.2.1正常价化合物

1.2.2电子化合物 1.2.3原子尺寸因素有关的化合物 （1）间隙相和间隙化合物 (2) 拓扑密堆相 1.2.4超结构(有序固溶体) 金属间化合物由于原子键合和晶体结构的多样性，使得这种化合物具有许多特殊的物理、化学性能，已日益受到人们的重视，不少金属间化合物特别是超结构已作为新的功能材料和耐热材料正在被开发应用。 第二节二元系相图 2.1 固溶体的类型 置换固溶体示意图 间隙固溶体示意图

南京理工材料相变讲义重点

材料结构与相变(I) 大纲号：16130901学分：3学时：48执笔人：《材料结构与相变》修订组课程性 质：学科基础课 一、课程的地位与作用 《材料结构与相变》是为材料科学与工程”及材料加工与控制”专业的学生开设的一门学科基础课。课程以晶体结构、合金相图与相平衡、固态相变为基本内容，以金属材料为主，兼顾其它材料，主要讲授材料的结构、结构变化规律及结构与性能之间的内在联系，着重从 微观角度分析材料过程的规律，使学生系统掌握材料科学基础理论，认识材料和材料制备加 工过程的本质，为后续专业课程的学习打下基础。 二、课程的教学目标与基本要求 1. 教学目标 通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生掌握材料的微观结构特点，认识材料形成的几何规律和能量要求，能够分析材料结构变化的内在因素和外在条件，以及材料相变与材料 结构变化的联系，了解研究材料相变的热力学和动力学基础理论和分析方法，初步掌握材料 科学分析研究事物的基本思想。并通过本课程的学习，培养学生抽象思维能力、逻辑推理能力、空间想象能力、探讨研究能力，能够综合运用所学知识去分析问题和解决问题。 2. 基本要求 (1) 了解和掌握材料微观结构特征； (2) 掌握材料相变和相平衡热力学以及二元、三元相图基本知识; (3) 理解材料性能与相结构之间的联系。 、主要内容 1晶体的几何结构 1.1 △几何晶体学 1.1.1空间点阵、晶胞 1.1.2晶系与布拉菲点阵 1.1.3晶向指数、晶面指数、晶面间距1.2 △纯金属的晶体结构 1.2.1典型的金属晶体结构 1.2.2 △★晶体结构的几何性质 1.3原子结合理论 1.4 △合金的晶体结构 1.4.1固溶体 1.4.2中间相 1.5陶瓷的晶体结构 1.5.1离子晶体 1.5.2共价晶体 1.6非晶态结构 2晶体缺陷 2.1点缺陷 2.1.1 △点缺陷的种类 2.1.2点缺陷的热力学分析 2.2 △★位错 2.2.1 △位错的基本概念 4.3.1 △★二元相图的热力学分析 4.3.2 △典型二元相图2.2.2位错应力场与位错运动 2.2.3实际晶体中的位错 2.3 △★界面 2.3.1晶体表面 2.3.2晶界与相界 2.3.3界面的平衡偏析 2.4显微组织与其他缺陷 2.4.1显微组织 2.4.2其他缺陷 3高分子结构 3.1 基本概念 3.2高分子链结构 3.2.1近程结构 3.2.2远程结构 3.3高分子凝聚态结构 3.3.1高分子非晶态与晶态 3.3.2高分子取向结构 3.3.3高分子合金 4相图 4.1 △相图热力学基础 4.2 一元相图 4.3 二元相图 5扩散理论 5.1 △宏观扩散理论 审订人：陈光

低 维 材 料 与 相 变 现 象 简 介

低维材料与相变现象简介 (一) 低维材料： 某些特殊材料的晶体结构含有异向性一维的线性链或二维的平面，这种材料即俗称为低维度材料(low-dimensional materials)。由于这些材料晶体结构的特异性，故而造成许多低维度材料展现非常奇特的物理现象。例如，这些材料中的电子被限制在一维的线性链或二维的平面上做传输，故他们的导电性会在某一(或二)晶格方向特别好，而在其它方向导电性明显较差。那么立刻可能的问题是我们平时常见的铜线或金泊，是不是他们的导电性就只会在铜线线的方向或金泊平面的方向较好呢?答案是否定的。因为在微小电子的世界，铜线或金泊仍然是三维的，电子的传输方向仍然是遵循古典的统计法则而四面八方都有可能。除非铜线的直径或金泊的厚度小于电子的平均自由程(mean-free-path)，那么量子的效应才会显现出来。低维度材料中，一维(或准一维)材料由于其特殊不对称的晶体结构，因而多种此类材料会随着温度的变化展现出各式各样有趣的相变(phasetransition)现象。 (二) 相变与临界现象： 相变是有序和无序两种倾向矛盾斗争的表现。相互作用是有序的起因，热运动是无序的来源，而系统永远趋向于最大乱度与最低能量。在缓慢降温的过程中，每当一种相互作用的特征能量足以和热运动能量kBT 相比时，物质宏观状态可能发生变化。换句话说，每当温度低到一种程度，以致热运动不再能破坏某种特定相互作用造成的秩序时，就可能出现一个新的相(phase)。多种多样的相互作用，导致形形色色的相变现象。愈是走向低温，更为精细的相互作用就得以表现出来。而新相总是突然出现的，同时伴随着许多物理性质急剧变化。譬如说，水(液态)在一大气压下于摄氏零度就会发生一相变现象而变成了冰(固态)，或于摄氏一百度变成了水蒸气(气态)。对于水来说摄氏零度(或一百度)这一特殊温度我们称为临界温度(critical temperature)，而在临界温度时物质因相变而产生物理状态变化的现象称为临界现象(critical phenomena)。 相变一般可以分为『连续相变』(continuous phase transition)或『不连续相变』(discontinuous phase transition)。(不)连续相变就是在相变点上不仅热力学函数(不)

高压开关柜结构

高压开关柜结构 、KYN高压开关柜（出线柜）结构 KYN高压开关柜由固定的柜体和真空断路器手车组成。就开关柜而言，进线 柜或出线柜是基本柜方案，同时有派生方案，如母线分段柜、计量柜、互感器柜等。此外，尚有配置固定式负荷开关、真空接触器手车、隔离手车等方案。本章以出线柜（如图1）为例说明KYN开关柜结构：外壳隔板、面板、断路器室、断 路器手车、母线室、电缆室、低压室和联锁/保护等等。 A、母线室 B、断路器室 C、电缆室 D、低压室 1、母线 2、绝缘子 3、静触头 4、触头盒 5、电流互感器 6、接地开关 7、电缆终端 8、 避雷器9、零序电流互感器10、断路器手车10.1、滑动把手10.2、锁键（联到滑动 、接地排17、二次插头17.1联锁杆18、压力释放板19、 20.1、小车锁定把手20.2、调节螺栓20.3、锁舌 1.外壳和隔板 开关柜的外壳和隔板由优质钢板制成，具有很强的抗氧化、耐腐蚀功能，且 刚度和机械强度比普通低碳钢板高。三个高压室的顶部都装有压力释放板。出现 内部故障时，高压室内气压升高，由于柜门已可靠密封，高压气体将冲开压力释 n口匚 : 匚0s n KYN进线或出线柜基本结构剖面图 图1 1; Da C 4] 血a X0. 1 10.2 二 20.] 2(X2 2D. 3 把手）11、控制和保护单元12、穿墙套管13、丝杆机构操作孔14、电缆夹15.1 电缆密封圈15.2、连接板16 起吊耳20、运输小车

精品文档 放板释放出来。相邻的开关柜由各自的侧板隔开，拼柜后仍有空气缓冲层，可以防止开关柜被故障电弧贯穿熔化。低压室D装配成独立隔室，与高压区域分隔开。 隔板将断路器室B和电缆室C隔开，即使断路器手车移开（此时活门会自动关闭），也能防止操作者触及母线室A和电缆室C内的带电部分。卸下紧固螺栓就可移开水平隔板，便于电缆密圭寸终端的安装。 2.开关柜面板 开关柜面板分为二部分：仪表门，开关仪表门。仪表门主要完成仪表检测、带电检测、信号灯监视和就地电气操作；开关仪表门主要完成开关接地开关的就 地机械操作。 >9 一W 11 图2开关柜面板 1仪表；2电磁分合闸按钮；3机械分合闸按钮；4名牌；5丝杆机构手柄插口；6观察窗; 7柜内照明开关；8高压带电显示；9指示灯；10电气接线图；11接地开关操作插 3.断路器室 断路器手车装在有导轨的断路器室B内，可在运行、试验（隔离）两个不同位置之间移动。当手车从运行位置向试验（隔离）位置移动时，活门会自动盖住静触头，反向运行则打开。手车能在开关柜门关闭的情况下操作，通过门上的观察窗可以看到手车的位置、手车上的0N（断路器合闸）/OFF （断路器分闸）按钮、合分闸状态指示器和储能/释放状况指示器。 2

高压开关柜

高压开关柜 一、产品的分类 1. 按主开关元件的安装方式： 固定式、移开式 2. 按隔室的封闭方式分类： 箱式、间隔式、铠装式 3. 按绝缘介质的分类： 空气绝缘、气体绝緣、固体绝缘 二、符合相关国家标准、行业标准及运行条件 1. 电气间隙与爬电距离 成套开关设备的结构设计满足电气间隙与爬电距离的要求。 2. 电气间隙（空气中相间、相对地） 40.5KV≥300mm,12KV≥125mmm,7.2KV≥100mm 3. 爬电距离:(按污秽等级III 级,II 类设计考虑) 爬电距离：40.5KV≥810mm,12KV≥240mm,7.2KV≥144mm 4. 机械“五防”联锁要求 （1）抽出式及移开式开关柜具有明显的“试验位置”、“工作位置”、“移开位置”等 （2）接地回路的可靠性要求，满足相关的动热稳定要求 （3）电极电场的均匀性要求 （4）开关柜/箱体的外壳防护等级符合外壳防护等级《GB4208 外壳防护等级(IP 代码)》标准的要求,保证操作人员的安全. （5）开关柜/箱体的结构设计满足用户供配电系统的特殊要求。 三、高压开关柜相关定义 1. 外壳的防护等级：开关柜外壳、隔板及其他部分防止人体接近带电部分和触及运动部分以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。 2. 3.

4. 5. 四、KYN28-12 防护等级及实现方法 KYN28-12 开关柜常规情况下要求为：关门操作情况下，防护等级为IP4X；开门操作情况下，防护等级为IP2X，KYN28-12 开关柜一般无防水要求，常规情况按如下方法来实现：所有带视察窗的门均装有防爆玻璃(S=5.0 钢化玻璃，图2.4.1)，门四周和框架接触处均装有密封条(图2.4.2)，当开关柜所有门关闭时， 通过门四周折边处与主体框架接触，门里面通过门内嵌的密封条与主体框架的前后侧板接触，同时断路器室门上的摇把孔在关门时与底盘车紧密接触(图 2.4.3)。通过这样的双重设置，保证开关柜柜前与柜后的防护等级为IP4X。 相邻开关柜的主母排通过穿墙套管连接，当开关柜内部发生故障时可防止事故串到邻柜，每个排列的端柜均设置有端封板，从而保证开关柜两侧的防护等级达IP4X。 开关柜柜顶泄压板均为平实板或满冲网孔板，其中主母线电流1000A 及以下的母线室泄压板选用平实板，主母线电流1000A-2500A 母线室泄压板选用平网板，主母线3150A 及以上的选用M 形的网板，断路器室泄压板1000A 及以下选用平实板，1000A-1250A 选用平网板，1600A 及以上(包括所用变柜和PT 柜)选用M 形网板，电缆室泄压板断路器手车1000A 及以下选用平实板， 1000A-25000A 包括所用变选用平网板，3150A 及以上选用M 形网板。 当断路器手门打开时，通过断路器手车上装的断路器左挡板、断路器右挡板及断路器上挡板与开关柜两侧的左上盖板、右上盖板及手车室上顶板的紧密配合，保证开门操作时防护等级达IP2X。

10KV高压开关柜原理

10KV高压开关柜原理 1、环网柜概述 1.1什么叫环网柜 环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。 实际上，如果柜型按照开关设备分类，有负荷开关柜、断路器柜、GIS等，并无环网柜。环网柜是一个约定俗成的叫法，原指的是负荷开关柜用于环网式供电，现在经常被人当作负荷开关柜的代名词，而不管是否被用于环网式供电，如有些线路要合环运行（俗称手拉手），或有可能进行负荷割接（将一条线上的负荷切换到另一条线上）实现这些功能的配电柜就叫环网柜。故环网柜是一种能实现环网供电的开关设备，常用于环网供电系统，故俗称环网柜，也称“户外箱式环网柜”、“开闭器”。 负荷开关柜可以用于环网式供电、中压分界室派接、中压末端变电室供电，各地区供电部门对允许使用负荷开关加熔断器保护的变压器的规格要求不一，象北京一般要求变压器容量不大于1000KVA，深圳地区可能是1600KVA。负荷开关柜构造简单，成本较低，体积较小，多数可以靠墙安装，一般只有熔断器保护而无继电保护。负荷开关柜主母线载流量一般小于等于630A，负荷开关额定开断电流一般小于等于630A（少数达到1700A），变压器柜（出线柜）额定电流（熔断器）一般不大于125A，高档负荷开关的转移电流可以达到2800A。部分负荷开关柜可以安装专用真空断路器、SF6 断路器或采用压气等灭弧方式，短路分断能力接近或达到开关柜水平。 环网柜用于分合负荷电流，开断短路电流及变压器空载电流，一定距离架空线路、电缆线路的充电电流，起控制和保护作用，是环网供电和终端供电的重要开关设备。 环网柜根据气箱结构分为共箱式与单元式；根据整体结构分为美式与欧式；根据绝缘材料分为固体绝缘式、空气绝缘式与SF6气体绝缘式；根据户内外分户内环网和户外环网。

高压开关柜结构及工作原理

高压开关柜结构及工作原理 我矿6kV开关柜使用山西天正开关厂的KYN28A铠装型开式交流金属封闭开关柜，具有防止带负荷推拉断路器手车、防止误分合断路器，防止接地开关处在闭合位置时关合断路器、防止误入带电隔室、防止带电时误合接地开关等连锁功能。进线开关配备ABB 公司的VD4真空断路器，负荷开关配备天水长城开关厂的ZN63A-12型真空断路器和JCZR16-7.2J型接触器-熔断器组合开关。 一、结构概述： 1.型号含义： KYN28A-12-□---□ 铠装柜环境特征号 移开式一次方案号 设计序号 户内 2.结构：

1—泄压装置；2—外壳；3—分支小母线；4—母线套管；5—主母线；6—静触头； 7—触头盒；8—电流互感器；9—接地开关；10—电缆；11—避雷器；12—接地母线； 13—装卸式隔板；14—隔板（活门）；15—二次触头；16—断路器手车；17—加热装置；18—可抽出式水平隔板；19—接地开关操作机构；20—控制小线槽；21—电缆封板。 开关柜的柜体为组装式结构，开关柜不靠墙安装。柜体分四个单独的隔室：手车室、主母线室、电缆室、继电器仪表室。柜体外壳防护等级IP42,各小室间防护等级IP2X。 2.1手车：手车由开关柜的主元件和推进用底盘车组成。手车采用中置式结构，通过一台专用转运车可方便地进行手车进出柜的操作。以断路器为例：手车的下部为推进用的底盘车，断路器固定安装在底盘车上。底盘车内设置有推进机构，用以实现对断路器手车的进出车操作。底盘车内还设置有连锁机构，用以实现断路器和柜体之间的各项连锁

2.2手车室： 隔室两侧安装了轨道，供手车在柜内移动时的导向和定位。静触头盒的隔板（活门）安装在手车室后侧。手车从断开位置/试验位置向工作位置移动的过程中，遮挡上、下静触头盒的活门自动打开；手车反方向移动时，活门自动关闭，直至手车退至断开位置/试验位置而完全遮挡住静触头盒，形成隔室间有效的隔离。断路器室的门上有观察窗，通过观察窗可以观察隔室内手车所处位置、断路器的合、分闸显示、储能状况等状态。 2.3主母线室：

相变材料种类及优缺点比较.

为了提高热导率，相变材料装在浅而大的盘状容器中；也可以将PCM装入有导热流体包围的小圆柱管中；或者是壳管换热器的壳中。 部分填充PCM的蜂窝结构，以及将PCM置于球状的塑料容器中（即相变胶囊），很好的解决了相变时体积变化导致泄漏、导热面积减小引起热阻增大的问题。 组合相变材料 直接接触的换热器 固—固相变材料 水和盐与不溶流体的使用，扰动解决了PCM的过冷和相隔离的问题，而且微/纳胶囊较大的面积/体积比，使得导热率加强。 材料在固态、液态、气态中发生转变的过程叫做相变。材料在相变过程中，会放热或者吸 热，而物体会维持恒温。而这种特性为我们热控制带来了福音。 相变材料是由多组分构成的,包括主储剂、相变点调整剂、防过剂、防相分离剂、相变促进

相变材料的分类： 按照其相变过程可分为固——固相变、固——液相变、固——气相变和液——气相变材料 四种，目前应用较多的是固——液相变材料。 按照其化学组成可分为无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。无机相变材料包括 结晶水合盐（可逆性不好）、熔融盐、金属合金等无机物;有机相变材料包括石蜡、羧酸、酯、多元醇等有机物;混合相变材料主要是有机和无机共融相变材料的混合物。（多种相变材料混合可以获得合适的相变温度） 三种各自的特点 存在的问题： 过冷、相分离、相变时体积变化、腐蚀容器、液相泄露；有机相变材料熔点低，易燃、导 热率低。 近年来出现的产品： 为解决固液相变时泄露和腐蚀，产生了胶囊相变材料，为增加表面积/体积比，微/纳米胶囊相变材料及其应用；定型相变材料综合了是将相变材料与高分子材料复合，既避免固-固相变材料潜热低的问题，又回避了固——液相变材料液体泄露的问题；金属泡沫相变材料等 相变材料,应满足的要求有:合乎需要的相变温度;足够大的相变潜热;性能稳定,可反复使用;相变时的膨胀收缩性小;导热性好,相变速度快;相变可逆性好,原料廉价易得等。 改善相变材料导热性能的办法是，在相变材料中加人金属、陶瓷材料和热解石墨等导热系数 高的填料，填料通常有以下结构形式:粉末、纤维、肋片及蜂窝；利用2种或者3种相变温度不同的材料按相变温度高低顺序进行放置，可得到合适的相变温度点，同时加快导热速度。 1)、添加粉末、纤维填料会导致导热系数增加程度有限。例如，在石蜡中添加20%重量比的A1粉末，表观导热系数为0.48W/m"K，导热系数增加了不到3倍(原石蜡导热系数为0.15W/m"K);相变热控装置的温度均匀性难以保持。在相变材料中添加粉末、纤维填料，很 难保证填料始终均匀分布在相变材料中，长期运行会导致聚集、沉淀等不良后果，导致其强化传热性能逐渐降低，并使得相变热控装置的温度均匀性变差;2)、添加肋片、蜂窝填料会 导致相变材料的充装性差。使用填料增加相变材料导热性能，需保证相变材料的可充装性。 使用肋片、蜂窝填料时，由于每个肋片或蜂窝间没有空隙，相变材料充装时非常困难，只有采取打孔或预留空间等办法解决，但会影响装置的强度及传热性能，效果不好;肋片、蜂窝填料与相变热控装置壳体热阻大。由于肋片、蜂窝坟料是由很薄的金属片制成，无法用焊接工艺将它和壳体金属板联接，只能采用胶粘的方法，显然，这将增加接触热阻，降低装置传 热性能。 2002年，南京理工大学将高孔隙率通孔型泡沫铝或泡沫石墨等材料用于相变储热单元， 设计、制造了高传热性能的相变储热装置(见图5所示)，试验侧试结果表明泡沫功能材料增 加了相变材料的导热系数，提高了相变储热单元的传热性能，提高了相变热控装置的温度均 匀性、可充装性及可靠性。例如，孔隙率为92 %的泡沫铝与石蜡的组合表观导热系数可达 5W/m.K以上，导热系数提高了30倍以上。而且，由于所采用的泡沫铝为通孔型，且孔径 在4mm以上，相变材料很容易充满整个装置，不会产生死角，泡沫铝相变热控装置充装性 能好。另外，由于泡沫铝的孔隙率大(92%以上)，相变传热装置使用的泡沫铝重量轻，用于 航天器或行星登陆车热控将不会使相变装置的重量及储能量有太大变化[4]0 应用和封装方面的总结（民用产品的启示，包括封装结构和预冷预热等）: 储能利用，如用在建筑、太阳能热水器、工业废热利用、太阳帆板电池、功能工质、医用暖 片 作为散热器的中间部分，缓冲散热：

材料学中的相和组织的区别

相与组织的概念 一、相的概念 在金属或合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分叫做相。液态物质为液相，固态物质为固相。 固态合金中有两类基本相：固溶体和金属化合物 1.固溶体 合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。与固溶体晶格相同的组元为溶剂，一般在合金中含量较多；另一组元为溶质，含量较少。 固溶体用α、β、γ等符号表示。A、B组元组成的固溶体也可表示为A(B), 其中A 为溶剂, B为溶质。例如铜锌合金中锌溶入铜中形成的固溶体一般用α表示, 亦可表示为Cu(Zn)。 2.金属化合物 合金组元相互作用形成的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新相即为金属化合物, 或称中间相。金属化合物一般熔点较高, 硬度高, 脆性大。合金中含有金属化合物时, 强度、硬度和耐磨性提高, 而塑性和韧性降低。 二、组织的概念 将一小块金属材料用金相砂纸磨光后进行抛光, 然后用侵蚀剂侵蚀, 即获得一块金相样品。在金相显微镜下观察，可以看到金属材料内部的微观形貌。这种微观形貌称做显微组织(简称组织)。 组织由数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成。

金属材料的组织可以由单相组成，也可以由多相组成。 例如, 图(a)为纯铁的室温平衡组织。这种组织叫铁素体，由颗粒状的单相α相(也称铁素体相)组成。 图(c)是碳质量分数为0.77%的铁碳合金的室温平衡组织, 叫珠光体。它是由粗片状的α相和细片状的Fe3C相两相相间所组成。 (a) 0.01%C 铁素体 500倍 (b) 0.45%C 铁素体+珠光体 500倍 (c) 0.77%C 珠光体 500倍 (d) 1.2%C 珠光体+二次渗碳体 500倍 三、相与组织的区别 相：是指合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分； 组织：是指合金中有若干相以一定的数量、形状、尺寸组合而成的并且具有独特形态的部分。 铁渗碳体相图中所有的物质都是由渗碳体和铁素体构成的，这两个是相，但由于结晶方式的不同，它们两个的形态，相对数量会有所不同，造成宏观上形貌的不同，即构成不同的组织了。如珠光体和莱氏体，它们本质都是由两种相构成，但是比例不同，当然形貌不同，它们就是不同的组织。 铁碳合金相图中的相有：铁素体、奥氏体、渗碳体三种。 铁碳合金相图中的组织有：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、回火马氏体、魏氏组织。 其中铁素体、奥氏体、渗碳体三种既是相也是组织，具有双重身份，其他的都是混合物。如何区分？ 1、根据含碳量：铁素体含碳0~0.0218%，奥氏体0~2.11%，渗碳体6.69%， 2、根据冷却速度：珠光体、索氏体、托氏体、贝氏体、马氏体一个比一个冷速快。 3、根据相变反应：珠光体是共析转变产物、莱氏体是共晶转变产物。 4、根据金相分析，这是最主要的区分方法：不同的组织形态不同，有很大区别，比如：