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ТОСС ищет сотрудничества с научно-исследовательскими экспериментальными группами для тестирования стеклоизделий, предназначенных для различных применений. Отправить заявку:Введите, то что написано в окне ниже:
应用

用于在高压下储存氢的多毛细管棒

目前可持续和经济上可接受的世界能源供应观念,是使用核燃料与纯天然水释放的氢的“循环”相结合。已知氢具有较高的能量含量(33.3kWh / kg),而汽油为13kWh / kg,天然气为13.9kWh / kg。具有许多优点同时,氢具有两个显着的缺点,即密度非常低和易爆炸性。微孔结构中储存氢的方式,主要在微球和毛细管中,有很好的前景。

氢气蓄电池

室温下在玻璃微球中可以达到质量含氢量为26%、相对液态氢密度0.6;而在石英微球体,在温度为80 K、可以达到质量含量为42%、相对液态氢密度1.25。这种方法的一个显著缺点是要求加热微结构到470-900 K的温度以填充和提取氢气,这导致增加能量消耗,而在氢电池用于机动车辆时,微孔结构的加热需要重复进行,这种方法从能量方面看是无利可图的。

使用毛细管可以获得高含量的氢气和其他气体。在这种情况下,使用具有薄包层的毛细管,可以创建一个不是靠氢的扩散来填充的结构,而是通过将高压气体直接经毛细管的一个开口端填充。由于毛细管拉伸技术确保了毛细管的相似性,即保持包层的厚度与毛细管直径的比例关系,具有大直径的初始毛细管的强度特性和具有小直径的细长毛细管应该是相同的。在这种情况下,具有小直径的毛细管可以通过减薄包层并减少其中的结构缺陷来增加其强度特性。

具有通过开口端填充气体的多毛细管结构能够用于生产多种结构和几乎任何尺寸的氢蓄电池,从便携式电源(移动电话、计算机、家用电器)的氢蓄电池,到用于运输工具和航空航天器的氢蓄电池。同时,氢的高含量、不存在损失,例如低温储存和运输时的损失,而且具有高的爆炸和消防安全性,所有这些,为发展基于核电站的氢气生产和储存创造了良好的先决条件。

我们公司专家开发了基于多毛细管棒的氢存贮样品技术,圆柱形部分毛细管直径约为100μm,填充入口狭窄区域为5μm,由高强度玻璃制造。所生产的样品表明气体压力可达到150Mpa以上。此外,还制造了用于储存高压气体的长单毛细管(大于50m)的样品。

具有金属内镶物的玻璃结构

如果预成型件中的一些通道用金属填充,金属熔点稍低于预成型件被拉伸的温度,则获得这种结构。在这种情况下,所得结构中的一些通道将被填充金属。所得细丝的最小直径取决于与玻璃边界处的熔融金属的表面张力,可以是几十纳米。金属内镶物的布放取决于结构的用途。

玻璃结构技术和设备公司开发的含有金属内镶物结构的样品示例:

    • 微结构纤维,内镶与芯平行的金属线。这种纤维可用于产生光辐射的二次谐波,可以通过控制施加到导线上的电压调制光辐射的相位,并且还可以作为偏振光辐射的光纤装置;

    • 金属介电介质,基于玻璃基体中有序排列的金属细丝。这种材料可以具有双曲线色散,可用作无线电、兆赫辐射和电磁辐射光频段的偏振器;

    • 加速度传感器原型,带有偏移和控制测量质量移动的电容传感器。

      加速度计

 

微电机

微电机

玻璃-金属结构可以用作微电机的定子,其转子是铁磁材料(例如,NdFeB)的径向磁化圆柱体。圆柱形定子具有安装转子和平行于气缸的金属的中心孔。借助外部开关切换导体,可以产生旋转磁场,带动转子。使用玻璃纤维技术可以制造定子直径小于1mm的电动机。

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玻璃结构技术和设备公司开发出了制造这种定子的技术,并生产了一系列微电机原型,转速高达10000 rpm,电源电压为0.5 V,外径为2.5 mm。

玻璃结构技术和设备公司的科研人员和技术人员多年来一直在研究和制造各种玻璃结构的实验样品,已被俄罗斯和国外领先科学团体用于科学研究和高科技产品的开发中。以下是开发的产品:

光子晶体纤维

光子晶体

 

这些纤维通过包层的不断周期性反射传导光,其对多个传播方向和辐射波长具有禁带作用。 在这种情况下,光可以在中空纤维中传播,因此在这种纤维中非线性小,材料(光学玻璃)吸收损耗也小。 这种纤维的实例是:

  • 用于传导大功率光的空心光纤[1]

  • 具有较大正交极化波传播常量差异的空心光纤 [2]

微结构纤维

微结构 电子显微镜下的显微结构电子显微镜下的显微结构电子显微镜下的显微结构

 

在这些纤维中,光沿着实心的或具有一定结构的纤芯传播,,包层具有周期性或接近周期性结构,其平均有效折射率小于纤芯。因为磁场在纤芯中局部化,纤维的非线性程度非常高,并且它们可以用于非线性效应,如由短纤维和强大的光脉冲激发下产生超连续谱、光学谐波、总频和差频的观察。使用多组分光学玻璃制造的非线性比石英玻璃高出约2个数量级的纤维,可以观察到在短长度纤维中的非线性影响,从而可以降低光学玻璃中可能达到3dB / m那样的损耗的影响。这种纤维的实例是:

  • 具有较大正交极化波传播常量差异的实心光纤

  • 用于生成超宽频超连续能谱的光纤,频宽超过2个八度音阶。 其生成使用在包层中形成基本单元格的两个边缘相交叉形成的纤芯。

  • 用于观察与纳米孔包层形成频率转换的光纤。

纤维开发过程包括计算光纤横截面中的场分布和计算所选光纤横向模式的群速度色散以及非线性系数。

计算使用平面波方法,该方法考虑到制造光纤的材料可能存在各向异性,还使用波束传播法,使用我们自己的软件模块。