学生基础性实验报告
实验课程名称：燃烧法制备发光材料
学院：软件与通信工程学院
实验班级专业： 08
指导教师： XXXX
学生姓名： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
学号： XXXXXX
实验地点：紫电楼
二○一○年三月二十一日
学生实验报告正文
实验报告正文
一、实验目的：
1. 了解燃烧法反应的基本原理及其影响因数；
2. 掌握SrCO3：Tb3+0.011，Li+0.022发光粉的制备工艺及其影响因数；
3. 理解和掌握相关高温合成设备的基本使用方法。
二、实验仪器及设备：
试剂：碳酸锶(AR.)，碳酸锂(AR.)，氧化铽(99.99%)，尿素(AR.)。
仪器：箱式电阻炉及温控装置（1200℃），电子天平，玛瑙研钵，大瓷坩埚，烧杯，磁力搅拌器，FL-2500荧光分光测试仪。
三、实验原理：
1）反应机理：
在较低炉温(600～620 ℃)下 ,以尿素和碳酸盐为基质的混合溶液受热被蒸干 ,温
度达到着火点即被点燃,燃烧以自蔓延的方式持续进行 ,直至反应完全.物充分反应.
CO(NH
2)
2
发生氧化还原反应 ,生成产物并放出N2气、NH3气等惰性气体和还原气体。由
于各种反应物均匀地分配在凝胶中,所以各物质之间可以看成是分子内发生氧化还原,反应物可以达到分子、离子间的充分接触,这样使得反应更加容易进行,即反应在几分钟内完成,大大提高反应速率。生成的气体既可以充当保护气,又可以起到还原气氛作用 ,防止Tb3+被氧化。研究发现,燃烧反应是一个氧化还原反应和以Tb3+ ，Li+ 参入基体（Sr CO
3
）的过程，反应原理如下：
3T
4bO
7
+ CO(NH
2
)
2
6Tb
2
O
3
+CO
2
+N
2
+2H
2
O
CO(NH
2)
2
NH
3
+ HCNO
2）合成方法：
依次称取碳酸锂(AR.)，氧化铽(99.99%)，用稀硝酸溶解，加热搅拌至澄清的溶液A；再依次称取碳酸锶(AR.)，尿素(AR.)放入大坩埚中，用15mL左右的蒸馏水溶解，并加热搅拌，形成溶液B；将溶液A用氨水调节PH至中性后，倒入溶液B中，此时的溶液B便是基体和稀土离子的混合溶液，蒸发部分水后，立即将前躯体溶液转入高温电阻炉中（此时的高温电阻炉已预热至600o C），迅速关闭炉门。前躯体溶液立刻受热沸腾，溶液反应剧烈，此时炉内散发出一股臭氨气的气味，在之后的五分钟内，臭气味越来越浓，并且观察出炉边冒出烟雾！当温度至680o C时，臭气味已经消失，此时立刻关闭电炉，并且打开电炉，用坩埚钳夹出大坩埚。待坩埚冷却完毕时，用玛瑙研钵研磨粉体！
学生实验报告正文四、实验步骤及数据分析：
1）称量：
用称量纸称量Tb
4O
7
0.1029g，Li
2
CO
3
0.0407g，SrCO
3
7.4g, CO(NH
2
)
2
20g。
2）溶解：
●将Tb4O7及Li2CO3放入一个小烧杯中，并加入8mL稀硝酸，将烧杯放入磁力搅拌器中加热，至溶液变为澄清时，加入稀氨水，调节PH至中性！
●将SrCO3及尿素装入大坩埚里，并加入15mL蒸馏水，并且在磁力搅拌器下加热溶解。
3）反应：
将烧杯中澄清的溶液倒入大坩埚内，继续加热坩埚直至温度接近1000C时，用坩埚钳夹起坩埚，将其平稳的放入已经预热至5000C的箱式电阻炉内。将箱式电阻炉的温度设定为7000C。
4）现象：
放入的反应物在温度为5700C时，开始闻到一股丑氨气味，随着温度的上升，气味越来越浓；当温度为6400C时，从箱式电阻炉里出现大量白色烟雾；当温度为6500C时，气味已消失完全；立即打开箱式电阻炉，并用坩埚钳夹出坩埚，放于实验台上冷却；此时坩埚内的粉体成孔状型微黄色粉体，且粉体内部仍出现火光。
5）研磨：
当坩埚温度降至常温时，用玛瑙研钵研磨粉体数分钟，至粉体研磨均匀，且粉体颗粒细小！然后将粉体装袋，贴好标签纸！
6）测试：
●目测：将袋装粉体放于紫外光发射器下，并关闭室内灯光，在紫外光的照射下，
粉体发出微弱的黄绿光。
●精测：将粉体正确地装入测试盒内，打开FL-2500荧光分光测试仪及相关软件，
设置好参数（先测试激发光谱，监控波长设置为544nm），再测试激发光谱对应
波峰波长下的发射光谱。
利用荧光分光测试试样在激发和发射时候的波形，对所合成的试样进行分析。
具体的分析数据如下图：
以上两图是表示激发波形图，由图不难看出，在280nm左右激发出现峰值，此时发光强度达到最大值。
以上这四图就是在发射激发波情况的发光情形，不难看出在不同波段的监控下，样品有三段峰值——分别是在380nm，490nm，550nm。其中在550nm波的监控下，发光强度达到最大，发出蓝光。
五、实验心得：
微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法制备Ｙ ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋ 发光材料芯片＊ 王 懿，侯丽雅，章维一 （南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４） 摘 要： 采用基于微流体数字化技术的微纳米干粉 体脉冲喷射燃烧法制备了Ｙ ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋发光材料芯 片，用紫外分析仪和荧光光谱仪对材料芯片进行了分析和表征。与组合液滴喷射法的间接作业不同，微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法直接喷射原材料粉体进行材料芯片制备作业，无需配制溶液或悬浮液，简化了制备工艺流程、提高了材料芯片制备效率。 关键词： 组合材料学；发光材料；脉冲惯性力；粉体喷射；燃烧法 中图分类号： Ｏ４８２．３１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１０）１１－２０２２－０４ １ 引 言 组合材料学（Ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ）兴起于２０世纪９０年代中期［１－３］，是组合方法与材料科学相结合而形成的一门新兴交叉学科，其目标是通过采用并行合成、高通量表征的研究策略，短时间内用有限步骤快速合成大量不同的样品，形成材料样品库（材料芯片）、并快速表征它们的性质，来实现新材料的高效筛选／优化。 发光材料是日常生活中不可缺少的材料，为了发展和推广高效、节能照明器具，迫切需要寻找具有高效、稳定、色纯度高等特点的新型发光材料。一般情况，材料工作者依靠经验和直觉，通过＂炒菜法＂或＂试错法＂，采用一次一个组分的方法来寻找新型发光材料。这种研究模式由于周期长、成本高，难以满足社会高速发展的需求。 组合方法的运用有效促进了发光材料的开发，Ｓｕｎ等人采用溶液喷射技术制备了包含１００个微型粉末样品的发光材料库［４］；Ｗａｎｇ等人采用四元物理掩膜与光刻相结合的技术制备了由１０２４个分立样品组成的薄膜样品库，并从中筛选出一种高效蓝色荧光复合材料Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２／ＳｉＯ２［５］；Ｍｏｒｄｋｏｖｉｃｈ等人采用二元及多元组分梯度技术制备样品库，发现并优化了４种低压阴极射线发光良好的ＺｎＯ基荧光粉［６］；Ｃｈｅｎ等人拓展了组合液滴喷射合成技术的应用范围，以悬浮液为前驱体喷射合成的荧光材料库［７］，但是悬浮液需要专用设备花费数小时制备［８］；近年来，Ｇａｏ等人采用组合溶液喷射法对平板显示技术（ＰＤＰ／ＬＥＤ）所需的荧 光材料进行了研究［９－１１］。这些材料芯片制备技术均是使用反应物的溶液点样和混合，挥发掉溶剂后再进行固相反应的间接作业，存在因反应物不同需寻找不同溶剂造成工作量大、甚至因溶解度过低溶液难配制等问题。 本文为提高材料芯片制备效率，采用基于微流体数字化技术的微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法，进行Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋发光材料芯片的制备实验研究，探索直接输送干粉体进行材料芯片合成的新方法。 ２ 原 理 ２．１ 微流体数字化技术 本课题研究起点是南京理工大学微系统研究室发明的、拥有自主知识产权的微流体数字化技术［１２－１４］。微流体数字化技术的原创技术特征如下：方法上以脉冲为微流动基本形态；以脉冲当地惯性力为主动力；以脉冲波形、频率、幅值、相位、波数、波序列为驱动－控制－扰动参量；装置上既无微可动件又无嵌入式微电路；以外部宏驱动器影响微流道内部流动。性能上：适用流体广，包括各种液体和粉体；流动分辨率高达飞升级；脉冲量规整、序列可控的数字化流动；可靠性高、抗固粒堵塞、气泡阻断；工作条件利于保持生物活性；结构简、成本低［１３，１４］。 ２．２ 微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法 微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法的材料芯片合成大致可分为两步：一是微量反应原料向微反应器的精确输送；二是微反应器中化学反应的控制。难点主要在第一步，而第二步则与传统的常规材料合成基本相同。微纳米干粉体脉冲喷射燃烧法采用微流体数字化技术输送微量粉体，之后在反应器内进行燃烧反应生成材料样品库。其输送特点为：直接使用原材料粉体，无需制备溶液或悬浮液。 ３ Ｙ２Ｏ３∶Ｅｕ３＋发光材料芯片的制备 ３．１ 系统构成 本文以电磁铁为作动器搭建了微纳米干粉体脉冲喷射系统，通过撞击产生脉冲惯性力喷射微纳米干粉体至陶瓷点滴板各孔内，由脉冲频率和幅值控制喷射流量，之后经阵列燃烧［１５］得到所需样品库。 ２２０ ２２０１０年第１１期（４１）卷 ＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７５１５２）；南京理工大学自主科研专项计划资助项目（２０１０ＧＪＰＹ００６）收到初稿日期：２０１０－０４－０２收到修改稿日期：２０１０－０９－１５ 通讯作者：侯丽雅 作者简介：王 懿 （１９８６－），男，安徽芜湖人，在读硕士，师承侯丽雅教授，从事组合材料芯片技术及应用研究。
1 02121289.9 一种有机电致发光材料及其应用 2 02134788. 3 稀土高分子光致发光材料及其合成方法 3 01124165.9 一种纳米级超长余辉硅铝复合盐类发光材料及其制备方法 4 01133301.4 电致发光材料包膜 5 02130973. 6 一种电致发光磷光材料及其应用 6 01136619.2 一种非放射性环保蓄能发光材料及其制备方法 7 02134210.5 含硒杂环化合物的聚合物及其在制备发光材料中的应用 8 02125386.2 一种合成长余辉发光材料的新方法 9 02155860.4 允许由给体转移有机材料以便在有机发光二极管器件内形成层的设备 10 02124569.X 亚甲基吡咯金属络合物、使用该络合物的发光元件材料以及发光元件 11 02132760.2 含有高可见发光效率的CdTe纳米晶透明聚合物体相材料的制备方法 12 01804068.3 发光元件材料和使用该材料的发光元件 13 99816847.5 光致发光的半导体材料 14 02124757.9 脂环式环氧化合物、其制造方法和组成物及发光二极管用密封材料 15 02135615.7 有机电致发光材料8-羟基喹啉铝的制备方法 16 01138882.X 超长余辉高亮度蓝紫色发光材料的制备方法 17 01138883.8 铝酸盐高亮度长余辉发光材料及其制备方法 18 02157031.0 用于转移有机材料以形成有机发光装置中的结构层的方法 19 03112784.3 纳米发光复合材料及其制备方法 20 03113677.X 含镉氧化物长余辉发光材料及其制备方法 21 02103614.4 基于纳米材料的发光气敏传感器及纳米材料的成膜工艺
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 燃烧新技术的应用与发展 燃烧新技术的应用与发展随着经济的发展，我国能源消耗量愈来愈大，同时对环境造成的污染也愈来愈严重。 近来我国对节能减排的要求越来越高，尤其是当前全球金融危机的不利形势下，能耗水平的竞争也已成为了国家实力竞争的主战场。 而降低能耗不仅要在生产过程中严格把控，更要采用先进的节能技术和配套相应的节能设备才能实现。 针对以上现状，近年来，各类燃烧新技术在很多方面得到应用，得到了很大的发展，比如工业炉的高温空气燃烧技术、多孔介质燃烧新技术、富氧燃烧新技术在马蹄焰玻璃窑炉上的应用等等，以下将分别简单介绍。 一、工业炉的高温空气燃烧技术高温空气燃烧技术（High Temperature Air Combustion-HTAC）是 20 世纪90 年代开发成功的一项燃料燃烧领域中的新技术。 它是在传统的蓄热燃烧基础上发展起来的。 蓄热燃烧在钢铁工业中找已应用，如炼铁的热风炉，已过时的炼钢用的平炉等。 70 年带末，日本学者在英国学者提出的超焓火焰的理念基础上进行了开发。 所谓超焓是指在原有混合气所具有的焓值基础上，再添加一部 1 / 6
分焓之后的状态，不需要借助于外部热源，只要采用常规的工业炉窑燃烧所用的热再循环，就可以维持超稀薄混合气体的稳定燃烧。 日本学者重点对多孔性固体壁的传热和蓄热性能、热的再循环促进燃烧过程的机理及其应用进行了研究，取得了节能降耗的良好效果。 HTAC 包括两项基本技术手段： 一是燃烧产物显热最大限度回收（或称极限回收）；二是燃料在低氧气氛下燃烧。 燃料在高温下和低氧空气中燃烧，燃烧和体系内的热工条件与传统的（空气为常温或低于600℃以下，含氧不小于 21%）燃烧过程有明显区别。 高温空气燃烧技术能把 30%被烟气带走的余热再回收 60%～80%，节能效果显著，但是该技术在改善加热物体的温度均匀性、减少污染物排放方面在国内应用效果不佳。 二、多孔介质燃烧新技术近年来，在燃烧研究领域中，多孔介质燃烧技术越来越多的受到人们的青睐。 其特点是气体混合物在一种既耐高温、导热性能又好的特殊多孔介质材料里完成燃烧，介质做成什么形状，火焰就是什么形状，炉子内部没有火焰，加热物体不是靠火焰，而是靠加热高温介质和温度均匀的烟气的辐射热。 多孔介质燃烧新技术，是继第一代常规气体燃烧技术，第二代蓄热燃烧技术之后，国际最新的第三代气体燃烧技术。
项目名称：燃烧法制备CaMoO4:Dy3+荧光粉 系别： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 时间: 2014年 12 月 30 日
材料专业综合设计实验报告 燃烧法制备CaMoO4:Dy3+荧光粉 1实验目的 1）熟悉和掌握CaMoO4:Dy3+材料制备工艺过程及原理及性能测试与结构表征； 2）理解共沉淀法工艺因素对材料性质与结构的影响； 3）培养学生的创新意识、创新能力、科学态度，使其具有较强动手实践能力、初步的科研开发能力和科技研究能力； 4）培养学生综合设计实验的能力，提高分析问题、解决问题和动手能力，为学生毕业后从事材料生产与检测奠定基础。 2 实验原理及步骤 2.1 概述 对稀土发光材料进行微/纳米级调控,使其具有一系列一般体相材料无法比拟的优异的物理化学性质和丰富的光谱性能,有望在传感器、光电器件、高分辨平板显示以及生物标识等多个领域存在广泛的潜在应用价值。一般来讲,微/纳米发光材料的性质及应用和它的晶体结构、化学组成、尺寸、形貌和维度等相关都很密切。只有精确地控制微/纳米材料的尺寸和形貌,才能使我们获得良好性能的发光材料。因此,调节和控制微/纳米发光材料的形貌,从而获得具有良好的发光性能的新材料,发展新应用,是目前科研工作的难点,也是重点。 半导体白色发光二极管(light emitting diodes,简称白光LED)作为一种新型固态照明器件，具有发光效率高、寿命长、体积小、反应速度快、稳定性好、无污染、节能环保等优点。目前比白炽灯省电80％，比荧光灯省电50％，被称为新一代照明光源。广泛应用于移动通讯.城市景观照明、汽车灯、交通信号灯、LCD 背光源、室内外普通照明等多种照明领域[1]。受到广泛关注，具有广阔的应用前景。但是目前的LED由蓝光和黄光组合得到白光,由于缺少红色光谱的成分,显色指数较低；因为红色荧光粉对调制白光的色温以及提高显色指数有重要作用。 为了获得稳定性高、发光强度高、发光效率高的红色荧光粉，本课题主要研究了钼酸盐红色荧光粉的燃烧法制备和性能表征，以钼酸钙为基质，以Eu3＋为激活剂，研究了掺入Sr2+、Li+、Na+、K+时产物的荧光性质，通过不断调整原料的配比，寻求合成温度、反应时间等条件的最佳值，尝试不同的制备工艺，寻求最佳原料配比和最佳工艺条件，为适用于白光LED红色荧光粉的研究做出一定探索和贡献，促进白光LED的发展。 稀土发光材料的合成方法有传统高温固相法、溶胶－凝胶法、水热合成法、共沉淀法、燃烧法、微波辐射法等，其中高温固相法工艺较成熟，已经广泛应用。目前制备 CaMoO4:Dy3+的试验方法主要有高温固相法[2]沉淀法[3]溶胶-凝胶法[4] 而尚未见用燃烧法合成 CaMoO4:Dy3+的实验报到。 本实验采用燃烧法，燃烧合成 (Combustion Synthesis ，缩写 CS) ，也称自蔓延高温合成，是一高放热的化学体系经外部能量诱发局部化学反应（点燃），形成其前沿（燃烧波），使化学反应持续蔓延，直至整个反应体系，最后达到合成所需材料目的的技术 稀土掺杂的荧光材料历来是众多研究学者在发光领域关注的热点问题。由于其独特的电子构型和特殊的发光性质，使其在固态激光器，传感器，通讯，显示以及照明等领域具有广泛的应用。
发光材料的制备方法 随着发光材料基质类型的不断发展，其制备方法也逐渐趋于多样化[7~10]针对各种基质的特点，相应发展出了溶胶－凝胶法、高温固相法、燃烧合成法、微波加热法、水热法、喷雾热解法、化学沉淀法、电弧法等制备技术。这些制备方法的基本原理有着显著的差别，适用性也有所不同，具有较强的针对性。 1、溶胶—凝胶法 溶胶一凝胶法(Sol-Gel)是低温合成材料的一种新工艺，它最早是用来合成玻璃的，但近十多年来，一直是玻璃陶瓷等先进材料合成技术研究的热点，其原理是将组成元素的金属无机或有机化合物作为先驱体，经过水解形成凝胶，这些凝胶经过烘干成为玻璃粉末并进行成型，再在较低温度下进行烧结，形成玻璃陶瓷。溶胶一凝胶法是应用前景非常广泛的合成方法。它是采用特定的材料前驱体在一定条件下水解，形成溶胶，然后经溶剂挥发及加热等处理，使溶胶转变成网状结构的凝胶，再经过适当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法。 利用溶胶一凝胶法(Sol-Gel)制备发光材料时，把选好的基质材料制成溶液，配以激活剂、助溶剂等的有机化合物溶液或化合物的水溶液，混合均匀，溶液静化数小时后形成凝胶，经干燥、灼烧除去有机物后，再在一定气氛下烧结成产品，得到发光材料粉体。范恩荣[11]用溶胶一凝胶新工艺制备出硅酸锌、硅酸钙发光材料。 此方法制备发光材料具有均匀性好，烧结温度低，反应容易控制，材料的发光带窄，发光效率高等优点。但存在着要使用金属有机溶剂，成本高、操作繁琐、生产周期长，凝胶在烧结过程中收缩较大，制品易变形，对发光性能有一定影响等缺点。 溶胶－凝胶技术作为一种先进的工艺方法，具有反应温度低、对基材的尺寸与形状没有过高要求、仪器费用低、操作简单、材料性能调节余地大等特点，可以很方便地通过改变参与反应的有机与无机组分的含量来实现纳米涂层性能的调节。 溶胶是分散介质中基本单元尺寸为1～100 nm的固体粒子而形成的分散体系。在Sol-Gel涂层制备中，溶胶的制备可分为有机途径和无机途径两种。有机途径是通过有机醇盐的水解与缩聚而形成溶胶；无机途径则是通过某种方法制得
材料物理综合实验报告 实验题目：发光材料的制备和特性研究 物理与能源学院材料物理专业 ___2011___级____1___班 学号__106072011274______ 姓名__赖婷婷___________ 指导老师:__林林老师______
发光材料的制备和特性研究（实验报告） 摘要：本实验用高温固相法制备钼酸钇镝，通过紫外分光光度计对材料的激发强度和发射强度进行测试，结果发现钼酸钇镝在波长为353nm时激发峰最强，在波长为383.5nm时的发射峰最强 引言：发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程，是热辐射之外的另一种辐射。要确定某一种材料是否发光并没有明显的界限，一般激发条件下不发光的材料在非常强的能量激发下有微弱的发光。有些材料需要提高纯度，发光才能变强，有些材料则需要掺入一定量的激活剂才能发光发光材料在信息、能源、材料、航天航空、生物技术和环境科学等领域有着广泛的应用前景，对全球信息高速公路的建设及国家经济和科技的发展有着举足轻重的推动作用。稀土离子掺杂材料的上转换发光，是一种吸收两个或两个以上的低能光子发射出一个高能光子的发光过程。掺杂在晶体或玻璃态物质基质中的稀土离子，可以通过激发态吸收和各种能量传递过程被激发至高于泵浦能量的能级而向下跃迁产生上转换发射。 发光材料种类和应用 对固体发光材料而言，发光材料主要包括无机材料和有机材料两大类，根据其被激发的方式不同可以具体划分为以下几种类型:
稀土发光材料的发光原理： 三价稀土离子：La3+： [Xe] 4f0------Lu3+：[Xe]4f14 [Xe]=[Kr]4d105s25p6，三价稀土离子，4f电子能量最高。三价稀土离子的发射和激发绝大多数是由4f电子在f组态内不同能级之间的跃迁而产生的，称为4f－4f跃迁,4f－4f跃迁种类丰富，谱线很多。4f电子能量高于5s和5p，但比5s和5p电子离核近，处于内层。5s25p6形成了良好的电屏蔽，三价稀土离子掺入晶体时，在晶体中比较独，4f能级位置受晶体的影响不大，在所有晶体中都差不多在+3价稀土离子中，Y3+和La3+无4f电子，Lu3+的4f亚层为全充满的，都具有密闭的壳层。因此是光学惰性的，适用于作基质材料。从Ce3+到Yb3+，电子依次填充在4f轨道，从f 1 到 f 13，其电子层中都具有未成对电子，其跃迁可产生发光。这些离子适于作为发光材料的激活离子。 Dieke图：三价稀土离子在LaCl3晶体中的4f电子能级图
多孔介质燃烧技术研究进展及应用 1概述 20世纪70年代,英国学者Weinber首次提出超绝热燃烧概念。多孔介质燃烧是用惰性多孔介质材料取代自由空间,利用其相对于气体而言强大得多的蓄热功能和辐射特性,实现热反馈,即将燃烧产生的热量及尾气中的余热用于加热反应区上游的预混合气,加强火焰中的传热传质过程,从而使燃烧反应大大增强，多孔介质燃烧是用惰性多孔介质材料取代自由空间。在忽略对外热损失的情况下火焰温度可超过未预热可燃混合气的绝热火焰温度,因此也称为超绝热燃烧（Super-adiabatic Combustion）。 图1 超绝热火焰的形成机理 多孔介质燃烧器具有功率大、范围可调、高功率密度、极低的CO和Nox 排放量、安全稳定燃烧、结构紧凑,尺寸大大减小,制造成本低,系统效率较高,消除了额外能耗。 该技术主要包括多孔介质内的预混合气燃烧技术和液体燃料的汽化燃烧技术两部分内容。 2气体燃料在多孔介质中的燃烧 气体燃料在多孔介质中的燃烧可以被应用到诸多领域,包括动力工程、化学工艺、生态学、火灾和爆炸的预防等。实际上,气体在多孔介质中的燃烧又都可
以称为滤过燃烧(FiltionCombustion,FC）。 主要包括以下几个方向:多孔惰性介质(PIM)中的燃烧技术,催化性多孔介质中的燃烧技术,可燃多孔介质中的燃烧,多孔介质的燃烧合成或烧结技术等。 2.1天然气在渐变型多孔介质中的燃烧特性试验研究 惰性多孔介质中的燃烧。多孔介质中火焰受限在多孔介质孔隙中,被分成若干个微小火焰,相互制约相互影响,宏观上又表现为均匀的平面火焰。 图2 惰性多孔介质中预混燃烧机理 钢瓶额定压力为20MPa,高压天然气经过天然气减压器后通入预混室与空气混合。由于天然气在减压过程中会出现结露或者结霜现象,导致减压器出口受堵,引起天然气压力和流量波动,不能保证正常供气,所以天然气减压器需要有伴热装。 图3 多孔介质燃烧试验系统
实验三微波法制备蓝色荧光粉Ca1-x Sr x F2:Eu 一、实验目的 1. 掌握共沉淀-微波法制备荧光粉的方法 2. 熟悉微波反应装置以及具体的实验操作 3. 制备纳米复合荧光粉 二、主要仪器与药品 1、仪器 烧杯，胶头滴管，瓷坩埚（100ml、20ml）各一个，分析天平，离心机，烘箱，微波炉，紫外灯 2、药品 硝酸钙，硝酸锶，三氧化二铕（Eu2O3），氟化铵，硝酸，活性炭（炭粒） 三实验原理与技术 共沉淀法是将沉淀剂加入到混合金属盐溶液中，促使各组分均匀混合沉淀，然后加热分解以获得产物的方法。化学共沉淀法的优势在于它不仅可以将原料提纯与细化，而且可以在制备过程中完成反应及掺杂过程。这种方法具有工艺简单、经济，反应物混合均匀，焙烧温度较低、时间较短、产品性能良好等优点。但制备过程中仍有不少问题有待解决，例如过程中易引入杂质，形成的沉淀呈胶体状态导致洗涤和过滤方面的问题，如何选择适宜的沉淀剂和控制制备条件等。 微波合成法是近年来迅速发展起来的一种新合成方法，应用于光致发光材料的制备，已获得了多种粒度细小、分布均匀、色泽纯正、发光效率高的荧光粉。这种方法是将原料按比例混合后研磨，装入特定的反应器，在微波炉中加热反应20—40min，取出后进行简单的后处理即得成品。微波热合成法的显著优点是反应彻底、快速、高效、节能、洁净、经济，使用方法和设备简单，只需家用微波炉即可。用此法合成的产品疏松．粒度小。分布均匀，色泽纯正，发光效率高，有较好的应用价值； 氟化物性能稳定，不易潮解，透光率好，而且生产成本低，有着有机物和硫化物无法比拟的优点。通过对其进行稀土掺杂，可以制备出与植物光合作用所吸收光谱相匹配的新型高效转光剂。但是目前文献报道的大都是通过高温固相法
实验活动3燃烧的条件 实验报告 【实验目的】 1.加深对燃烧条件的认识,进一步了解灭火的原理。 2.体验实验探究的过程。 【实验用品】 烧杯、镊子、坩埚钳、酒精灯、三脚架、薄铜片、酒精、棉花、乒乓球、滤纸、蜡烛。【实验内容】 1.用棉花分别蘸取酒精和水,放到酒精灯火焰上加热片刻,观察到蘸有酒精的棉花燃着了,蘸有水的棉花没有燃烧,通过此实验可以说明燃烧的条件之一是有可燃物。 2.(1)取一小块乒乓球碎片和滤纸碎片,分别用坩埚钳夹住,放在酒精灯的火焰上加热。 ①实验现象:乒乓球碎片和滤纸碎片都能燃烧。 ②实验结论:乒乓球碎片和滤纸碎片都是可燃物。 (2)从乒乓球和滤纸上各剪下一小片(同样大小),分开放在一块薄铜片的两侧,加热铜片的中部,如图所示。 ①实验现象:一段时间后,乒乓球碎片先燃烧起来,然后滤纸碎片也燃烧起来。 ②实验结论:燃烧的条件之一是温度需达到可燃物的着火点。 3.利用蜡烛和烧杯(或选择其他用品),设计一个简单的实验,说明燃烧的条件之一:需要有氧气(或空气)。 写出你的实验设计方案:取两支蜡烛放在桌面上并点燃,用一只烧杯罩住其中一支蜡烛,观察现象(合理即可)。 【问题与交流】 1.上述实验步骤1中,如果在酒精灯上加热时间较长,会发生什么现象?为什么? 蘸有水的棉花也燃烧起来;因为棉花上的水被蒸干后,温度达到棉花的着火点,并与氧气接触,引起燃烧。 2.如果将实验步骤2(2)中的乒乓球碎片和滤纸碎片换成木屑和煤粉,会发生什么现象?说明了什么? 木屑先燃烧而煤粉后燃烧,说明煤粉的着火点比木屑高。 3.可燃物燃烧的剧烈程度与哪些因素有关? 温度、氧气的浓度、可燃物与氧气的接触面积等。 实验突破 1.如图所示的探究燃烧条件的实验中,能得出燃烧需要的条件是(D) A.可燃物 B.温度达到可燃物的着火点 C.可燃物和氧气 D.氧气(或空气) 2.如图是探究燃烧条件的实验,有关该实验的说法错误的是(C) A.对比实验中a、c处的现象可说明燃烧需要氧气参与 B.对比实验中a、b处的现象可说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点 C.a处白磷燃着后很快熄灭,原因是管内产生了二氧化碳气体 D.管口小气球的使用体现了实验的“绿色化”
实验活动3 燃烧的条件公开课教案 一、教学目标 1、知识与技能： ①通过人类认识燃烧历程，初步了解燃烧的概念；通过实验探究，掌握燃烧的三个条件。 ②能依据控制变量的思想设计实验，探究燃烧条件是否缺一不可。 ③认识完全燃烧的条件和重要性。 2、过程与方法： ①通过实验、探究燃烧的条件,学习对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。 ②通过活动与探究，培养学生的实验操作能力、观察能力、合作与交流能力，在学生体验科学探究过程中，培养学生思维能力，分析问题、解决问题的能力，提高学生科学素养。 3、情感态度与价值观： ①通过燃烧可造福人类，又会给人类带来灾害的事实，学会用辨证的观点看问题； ②通过认识燃烧与人类文明发展练习，感受到化学科学的重要作用，逐步发展科学价值观。 二、学情分析 (1) 知识基础：学过的氧气的主要性质和重要用途、氧化反应和缓慢氧化； (2)生活经验分析：燃烧是生活中最常见的现象，学生积累了较多的感性经验； (3) 学科能力基础：学习交流合作，能进行一些简单的实验操作。 三、重点难点 重点：探究燃烧的条件 难点：控制变量方法设计燃烧条件探究的实验方案 四、教学活动 活动1【讲授】导入 【引入新课】
图片导入（燃烧的图片） 燃烧是人类最早利用的化学反应之一。200多万年前，人类就开始使用火取暖、烧烤食物、驱赶野兽等，近代、生活上人们通过燃烧获得的热量取暖、做饭；工业上利用燃烧提供的高温来炼钢炼铁。现代人类通过燃烧提供的能量，转化为动力，发射太空探测器以了解更为广阔的世界。可见，燃烧密切地关系着我们的生产和生活。同时人类对火的认识、使用以及改进，使人类文明进入了一个崭新的阶段。那么火的出现，是否对人类都是有益的呢？因此认识燃烧的本质，合理利用和控制燃烧尤有必要。我们这一节课就来探究燃烧的条件。 板书：燃烧的条件 活动2：对燃烧条件的猜想 那么燃烧需要什么条件，下面我们来看一个实验，同学们边看边思考、猜想燃烧需要什么条件。 播放实验录像 猜想一：燃烧需要可燃物。 猜想二：燃烧需要氧气（或空气）。 猜想三：燃烧需要达到燃烧所需的最低温度（也叫着火点）。 活动3：探究燃烧的条件 刚才只是同学们对燃烧条件的猜想，到底猜想是对还是错，需要我们通过实验来验证。下面同学们观察给同学们提供的仪器和用品，考虑我们怎么来验证我们的猜想。 探究猜想一：燃烧需要可燃物。 【探究一】燃烧需要可燃物： 分别点燃蘸有酒精和水的棉花，加深对燃烧需要可燃物的认识. 现象：1.棉花蘸酒精的可以燃烧，蘸水的不能燃烧 【得出结论】燃烧需要可燃物： 【问题与交流】1、探究一中，如果在酒精灯上加热时间过长会有什么现象发生？你怎样看这一问题？ 探究猜想二：燃烧需要氧气。
多孔介质（PM）发动机技术 作者：MMM 指导老师：MMM 0 摘要 多孔介质(PM)发动机是基于多孔介质燃烧技术的新型发动机，能够实现均质和稳定燃烧。 1 引言 能源危机与环保是人类日益关注的两大焦点，随着排放法规的愈加严格，对发动机的排放提出了更高的要求。由于均质压然（HCCI）发动机具有高热效率、低 NO和微粒排放的 X 突出优点而成为发动机领域当前最大的研究热点。但目前HCCI技术还面临着预混合气均质形成、全工况适应性差及自然着火速率缺乏有效控制等困难。基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机在解决这些问题上具有明显的优势。多孔介质发动机能够实现发动机内的均质和稳定燃烧。 多孔介质内的可控燃烧是一种新型燃烧技术，该技术不仅可以大幅度降低排放，在提高效率方面也有很大潜力，同时兼有燃烧稳定、结构经凑、负荷调节范围广等特点。基于多孔介质燃烧技术的超绝热发动机概念，已得到各国学者的广泛关注。 2 PM发动机的工作过程 多孔介质发动机一般有两种形式,一是多孔介质与气缸周期性接触，另一种为多孔介质与气缸保持永久性接触。 （1）多孔介质与汽缸周期性接触模型介绍： 如图1所示，多孔介质燃烧室安装在气缸顶部，在TDC附近，新鲜空气进入缸内，此时PM室与气缸隔离，PM室内是燃油蒸汽．进气、压缩过程与传统发动机一样，为绝热过程。压缩过程末期(TDC前)PM室阀门开放，压缩空气进入PM室发生瞬时回热，实现完全气化，回热近似为等容过程。空气与燃油蒸汽在PM室内迅速混合并自点火燃烧，燃烧放出大量热量，一部分存储在PM内，一部分推动活塞做功，燃烧近似为等温吸热过程。在绝热膨胀冲程末期，PM室阀门关闭，燃油喷射到PM室内，实现气化。此过程持续时间很长(直到下一循环压缩末期)，可以保证燃油完全气化。经过排气冲程后，开始新一循环的进气冲程。每次循环，PM在压缩末期放热，在燃烧过程吸热。
本技术涉及发光材料技术领域，提供一种发光材料的制备方法及制备的发光材料，所述方法包括：(1)按照化学计量比称取原材料La2O3、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O、H3BO3、Er2O3在研钵中充分研磨，使材料混合均匀；其中，Er3+掺杂的含量为330％；(2)放入坩埚中，在马弗炉中400600℃预烧结1.53h；(3)取出研磨2060min；(4)放入坩埚，置于马弗炉中9001000℃烧结610小时；(5)冷却后，取出烧结体，充分研磨，得到Er3+掺杂的 LaMgB5O10荧光材料。本技术方法简单、成本低廉，所制备的发光材料粒径小、稳定性好，而且发光效率得到了很大提高。 技术要求 1.一种发光材料的制备方法，其特征在于，包括： (1)按照化学计量比称取原材料La2O3、4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O、H3BO3、Er2O3在研钵中充分研磨，使材料混合均匀；其中，不同化学计量使Er3+掺杂的含量为3-30％； (2)放入坩埚中，在马弗炉中400-600℃预烧结1.5-3h； (3)取出研磨20-60min； (4)放入坩埚，置于马弗炉中900-1000℃烧结6-10小时； (5)冷却后，取出烧结体，充分研磨，得到Er3+掺杂的LaMgB5O10荧光材料。 2.根据权利要求1所述的发光材料的制备方法，其特征在于，研磨时间为40-90min。 3.根据权利要求1所述的发光材料的制备方法，其特征在于，所述坩埚为氧化铝坩埚。 4.根据权利要求1所述的发光材料的制备方法，其特征在于，预烧结的温度为500℃。 5.根据权利要求1或4所述的发光材料的制备方法，其特征在于，预烧结的时间为2小时。 6.根据权利要求1所述的发光材料的制备方法，其特征在于，烧结的温度为900℃。 7.根据权利要求1或6所述的发光材料的制备方法，其特征在于，烧结时间为8小时。
中南民族大学 实验报告 实验课名称：化学综合实验指导老师：唐万军 学生姓名：专业：班级：学号： 实验名称：燃烧法制备SrAl2O4:Eu,Dy超长余辉发光材料 实验日期：组别：实验成绩： 一、目的要求 1、了解稀土掺杂铝酸盐长余辉材料的合成方法与应用领域。 2、设计实验方案，采用燃烧法合成SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，测试其发光特性。 3、学会使用LS-55光度计和屏幕亮度计，根据X射线粉末衍射谱图，分析鉴定多晶样品的物相。 二、基本原理 长余辉发光材料也被称作蓄光材料，或者夜光材料，指的是在自然光或其它人造光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下（指室温），缓慢地以可见光的形式释放这些存储能量的光致发光材料。 20 世纪90 年代以来，开发的以碱土铝酸盐为基质的稀土长余辉发光材料, 以其优异的长余辉发光性能，引起了人们对长余辉发光材料的广泛关注。目前稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉材料已进入实用阶段。国内较大的生产厂家有大连路明、济南伦博、重庆上游等。市场上可见的产品除了初级的荧光粉外，主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤维等, 主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。随着长余辉材料的形态从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，对长余辉材料应用的探讨也从弱光照明、指示等扩展到信息存储、高能射线探测等领域。长余辉材料受到人们越来越多的重视。 从基质成分的角度划分，目前长余辉发光材料主要包括硫化物型、碱土铝酸盐型、硅酸盐型及其它基质型长余辉发光材料。不同长余辉发光材料的发光性能见表1。 表1 不同长余辉发光材料的发光性能 发光材料发光颜色发光谱峰波长/nm 余辉时间/min BaAl2O4:Eu,Dy 蓝绿色496 120 CaAl2O4:Eu,Nd 蓝紫色446 1000 Sr4Al14O25:Eu,Dy 蓝绿色490 2000 SrAl2O4:Eu,Dy 黄绿色520 4000 Sr2MgSi2O7:Eu,Dy 蓝色469 2000
上转换发光材料的合成与应用 杨志萍杜海燕孙家跃* (北京工商大学化工学院,北京100037) 摘要综述了目前国内外上转换发光材料的几种合成方法,包括传统的高温固相合成法、溶胶-凝胶法、水热合成 法、共沉淀法等。总结了不同方法的优缺点,对上转换材料合成方法的发展进行了展望。并介绍了上转换技术的一些应 用。 关键词上转换,发光材料,合成方法 Synthetic methods and application of upconversion luminescence materials Yang Zhiping Du Haiyan Sun Jiayue (School of Chemical Engineering,Beijing Technology and Business University, Beijing 100037) Abstract This paper generalized several synthetic methods of this materials used presently at home and abroad. The synthetic methods included high temperature solid method, so-l gel process, hydrothermal synthesis, co-precipitation method and so on. The advantages and disadvantages of every method were discussed. Moreover, the synthetic methods of upconversion luminescence materials for further development were prospected. The application of upconversion technology was introduced. Key words upconversion, luminescence material, synthetic methods
本科生实验报告 实验课程材料设计与制备综合实验 学院名称材料与化学化工学院 专业名称材料科学与工程 学生姓名冯有增 学生学号201202040223 指导教师邱克辉 实验地点C201 实验成绩 二〇一五年五月——二〇一五年六月
填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 3、格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右 2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）； 页码用小五号字底端居中。 ③具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
实验一燃烧法合成红色发光材料Li2CaSiO4:Eu3+ 一、实验名称：燃烧法合成红色发光材料Li2CaSiO4:Eu3+ 二、实验目的： 1、掌握燃烧法的实验原理和材料的基本测试方法； 2、掌握燃烧法合成Li2CaSiO4:Eu3+粉体的制备过程； 3、研究Eu3+浓度变化对荧光粉发光性能的影响； 三、实验原理 燃烧法是指通过前驱物的燃烧合成材料的一种方法。当反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，随后的反应即由放出的热量维持，燃烧产物就是拟制备的目标产物。其基本原理是将反应原料制成相应的硝酸盐，加入作为燃料的尿素（还原剂），在一定的温度下加热一定时间，经剧烈的氧化还原反应，溢出大量的气体，进而燃烧得到产物。 nSi(O2C2H5)4+nH2O== nSi(OH) 4+4nC2H5OH 6LiNO3+3Ca(NO3)2+ 3Si(OH) 4+ 12CO(NH2)2 ==3Li2CaSiO4+12CO2+4NH3+24H2O+16N2用燃烧法合成发光材料具有相当的适用性，燃烧过程产生的气体还可充当还原保护气氛，并具备不需要复杂的外部加热设备，工艺过程简便，反应迅速，产品纯度高，发光亮度不易受损，节省能源等优点，是一种很有意义的高效节能合成方法。 四、实验药品及仪器 药品：三氧化二铕（Eu2O3），硝酸钙（Ca(NO3)2·4H2O），尿素，正硅酸乙酯（Si(OC2H5)4），硝酸锂（LiNO3），浓HNO3，去离子水。 仪器：电子天平，量筒，烧杯，移液管，磁力搅拌器，恒温干燥箱，刚玉坩埚，马弗炉，X射线粉晶衍射仪（XRD），荧光光谱仪（FL）。 五、注意事项 1、准确称量样品； 2、严格按照实验流程操作； 3、注意安全；
多孔介质燃烧技术 1 多孔介质燃烧技术 加入多孔介质的燃烧器由于对流，导热和辐射三种换热方式的存在，使燃烧区域温度趋于均匀，保持较平稳的温度梯度。在燃烧稳定的同时还具有较高的容积热强度。与自由空间燃烧相比，预混气体在多孔介质中的燃烧具有功率密度大，调节范围广，污染物排放低和结构紧凑等优点。多孔介质预混燃烧特点是燃烧设备的热效率较高，其原因有以下两个方面：①燃气与空气预先充分混合, 在过剩空气很小的情况下也可达到完全燃烧, ②由于辐射作用, 多孔介质的高温后部对低温的前部进行加热, 从而达到对未反应的燃气混合物的预热作用, 加快了燃烧速度。因此对多孔介质传热传质和燃烧的研究具有重大的学术价值，已成为当前最活跃最前沿的研究领域之一[1]。 传统的气体燃料燃烧主要是以自由火焰为特征的燃烧。这种燃烧需要较大的空间，火焰周围温度梯度大，容易产生局部高温。当温度高于1500℃时， NO生 x 成变得明显[2]。由于 NO的剧毒性，减少其排放也显得非常重要。传统燃烧器的 x 换热器主要以烟气辐射和对流换热为主，换热系数小。 多孔介质燃烧技术是一种新颖独特的燃烧方式[3]。其与自由空间燃烧的区别在于：（1）多孔介质的空隙率很大相对于自由空间有较大的固体表面积，因而有较强的蓄热能力[4]；（2）多孔介质的存在使混合气体在其中产生剧烈的扰动，强化了换热。（3）相对于气体来说多孔介质有较强的导热和辐射能力，可以使预混气体燃烧产生的部分热量从下游的高温区传递到上游的低温区预热未然混合气体，这样就提高了燃烧速率并可使燃料完全燃烧，减少了CO的排放；（4）多孔介质良好的换热特性是燃烧区域温度迅速趋于均匀，保持了平稳的温度梯 NO生成量；（5）辐射燃烧效率最高可达度，降低了最高温度水平，减少了 x 80%-90%，而常规辐射燃烧器对辐射的转换效率充其量为30%[5]，在相同的热负荷下,多孔介质预混燃烧热效率较高，比本生式燃烧节约燃气30-50%[6]。与自由燃烧相比，多孔介质燃烧具有燃烧速率高、燃烧稳定性好、负荷调节范围大、容
. 实验活动 1 氧气的实验室制取与性质 实验目的： 1、学习实验室制取氧气的方法； 2、加深对氧气性质的认识。 实验用品：集气瓶、水槽、玻璃片、带导管的单孔橡胶塞、试管、铁架台、燃烧匙、镊子火柴、高锰酸钾、铁丝、木炭。 实验步骤与方法： 1.实验室制取氧气 实验原理： 1．（） 2．（） 3．（） ① 查：检查，双手握住试管，观察玻璃管水柱变化。 ② 装：将药品在试管里，在试管口放 （）装好带导管的橡皮胶塞。 ③ 定：将试管固定在铁架台，铁夹应夹在试管的处，试管口应。 ④ 点：点燃酒精灯，用酒精灯的加热，先试管，使试管， 然后将火焰集中在药品处加热。 ⑤ 收：采用收集气体，理由是。 ⑥ 离：将导管移开水槽。 ⑦ 熄：用酒精灯灯帽熄灭酒精灯。 注意：离，熄操作顺序不能颠倒，否则 2.氧气的性质 （1）木炭在氧气中燃 烧现象：（空气中） （氧气中） Word 资料
结论：（）（2）硫在氧气中燃 烧现象：（空气中） （氧气中） 结论：（）（3）铁丝在氧气中燃 烧现象： 结论：（）注意：盛有氧气的集气瓶中要留有，理由 实验活动 2 二氧化碳的实验室制取与性质 【实验目的】 1、练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体 2、加深对二氧化碳性质的认识 【实验用品】 烧杯、集气瓶、量筒、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、双孔橡胶塞、铁架台（带铁夹）试管、试管夹、 玻璃片、酒精灯、石、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蜡烛木条、蒸馏水、火柴、胶头滴管 【实验步骤】 （一）制取二氧化碳 1、连接装置 2、检查装置气密性 方法是 3 、装入药品：先加入，再加入，立即用带有导管的橡胶 塞塞住试管口，看到的现象有： 4、验满方法是 5、检验方法是 （二）二氧化碳的性质 1、把二氧化碳倒入烧杯中 步骤：把一支短蜡烛固定在烧杯，点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯缓慢倾倒二氧化碳，现象： _________________________ 结论 2、二氧化碳与水的反应 （ 1 ）向两支试管中分别加入2 mL蒸馏水，然后各滴入1-2mL滴石蕊溶液，现象是
多孔介质燃烧实验报告 班级：08081801学号：0808180122 姓名：黄锦宏指导老师：谭洪 一、实验背景： 多孔介质，即由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙构成的介质。多孔介质是由多相物质所占据的共同空间，也是多相物质共存的一种组合体，没有固体骨架的那部分空间叫做孔隙，由液体或气体或气液两相共同占有，相对于其中一相来说，其他相都弥散在其中，并以固相为固体骨架，构成空隙空间的某些空洞相互连通。多孔介质是一种具有大孔隙率和光学厚度的透气性固体。多孔介质的存在使燃料和氧气的接触面积变大，燃烧过程中，多孔介质内气相的燃烧放热、内部导热、对流、传质和固相内部导热、辐射及气、固两相之问的对流换热互相耦合，这种复杂的传热和化学反应过程就构成新颖、独特的燃烧方式。 燃料和氧化剂(氧气或空气)按一定的比例预先均匀混合，再送入燃烧室中进行燃烧的方法称为预混合燃烧。多孔介质内预混合燃烧是指预混合气体通过颗粒或小球填充床、蜂窝陶瓷或泡沫陶瓷、毛毡滤芯、金属薄片叠层、纤维膨化结构等多孔介质固体框架缝隙内的燃烧。 多孔介质燃烧优点有很多，相对于气体，多孔介质具有更良好的热交换特性，使燃烧区域温度迅速趋于均匀；相对于自由空间，多孔介质有更大的固体表面积，因而具有很强的蓄热能力。由于多孔介质的存在，在燃烧过程中，通过各种换热形式，尤其为辐射放热，大部分反应区产生的热量回流有效预热未燃混合气体，使燃烧保持更好的稳定性。大量的研究表明多孔介质中的预混燃烧可大幅度提高燃烧速率，显著增强火焰稳定性，提高火焰温度，扩展贫燃极限，降低有害污染物的排放量。 二、实验目的： 研究可燃气体混合物在耐高温、导热性能较好的多孔介质里的燃烧情况，并且与无多孔介质时加以对比。通过监测分析燃烧室各处的温度变化来分析多孔介质对燃烧的促进作用。 三、实验系统与设备 本研究的实验装置结构系统包括燃烧器、供气系统和测量系统三个部分。燃烧器由预混室和燃烧室组成。燃烧室下部装置厚20mm,孔径为1mm的直孔陶瓷板，用以对预混气体进行整流，使预混气体尽量均匀地进入燃烧室燃烧。燃烧室中填充的多孔介质为泡沫陶瓷片（主要成分为SiC） 四、实验系统图：