冷却介质对YG8硬质合金热疲劳性能的影响

采用V型缺口试样,研究了YG8硬质合金在10～650 ℃热循环下冷却介质分别为pH=5.2的盐酸溶液、pH=7.4水、pH=8.8的氢氧化钠溶液的热疲劳行为.通过扫描电镜和变焦体显微镜观察疲劳断口形貌和疲劳裂纹形貌,研究热疲劳裂纹形成与扩展机制.结果表明：冷却介质对热疲劳性能影响显著,同样循环次数下在pH=5.2的盐酸中冷却先出现裂纹,且扩展速率较快;pH=8.8的氢氧化钠溶液次之,水(pH=7.4)是三者中抗热疲劳性能最好;在中性介质中,裂纹的扩展方式主要为WC相缺少Co粘结相的粘接作用而不断被剥落产生微孔洞,随着微孔洞尺寸不断变大,相邻的孔洞将相连形成微裂纹,沿WC/Co相界面扩展,在腐蚀介质中,疲劳裂纹形成过程变得十分复杂,扩展方式主要为裂纹穿过腐蚀疲劳坑和通过大尺寸的团聚物扩展.     

SiC-W层状复合材料增韧机理分析

为分析SiC－W层状复合材料增韧性机理，对以SiC陶瓷胶片为基体层，金属W为夹层的SiC－W层状复合材料进行了力学性能测试，并用电镜法得到其断面显微结构照片。试验结果表明：1）与SiC单材料断裂韧性相比，SiC－W层状复合材料的断韧性增大；2）在基体层厚度不变，夹层厚度为10－50μm时，SiC－W层状复合材料的断裂韧性随夹层厚度的增加而增大，而抗弯强度随之下降；3）材料在不同方向断裂韧性不同。SiC－W层状复合材料裂韧性增大的原因是：1）夹层晶体颗粒大于基体体层的，其沿晶断裂形式延长了裂纹扩展路径；2）断裂过程中有晶片拨出消耗了能量；3）二级层状结构中片层间的微裂阻止了断裂裂纹的扩展。     

SiCp/FVS1012薄板微观结构及高温性能的研究

利用OM,XRD和TEM等方法研究了喷射沉积-挤压-轧制SiC颗粒增强FVS1012(SiCP/FVS1012)薄板的微观结构以及退火对该复合材料硬度的影响.结果表明,本工艺制备的SiCP/FVS1012薄板具有优异的高温力学性能,在315℃时,σb=308 MPa,σ0.2=290 MPa,δ=5.69%;在415℃时,σb=201 MPa,σ0.2=182 MPa,δ=3.65%.微观组织分析表明:类球状细小弥散的Al12(Fe,V)3Si相的生成是该复合材料具有优异高温力学性能的主要原因,此外,SiC颗粒的加入对提高该复合材料的高温力学性能也有重要作用.     

涂层对三维碳纤维编织体/Al2O3陶瓷复合材料性能的影响

从自制的SiO2和SiC涂层/三维碳纤维编织体出发,采用溶胶浸渍-原位分解法得到三维碳纤维编织体/涂层/Al2O3陶瓷复合材料.采用等温氧化失重、XRD、SEM、电子拉伸试验等测试手段研究了涂层对碳纤维编织体抗氧化性、复合材料力学性能的影响及复合材料的强韧化机理.结果表明:涂层可明显提高碳纤维编织体的抗氧化性能;梯度SiC涂层可明显改善纤维与陶瓷颗粒的界面结合性能,使复合材料的强度、断裂韧性和弹性模量分别增加5~10倍,材料的断裂呈层间紧密的复合断裂;裂纹扩展和断口分析表明,复合材料的强韧化机理为Cf的拔出、桥接和诱导裂纹偏转.     

基于SEM、分形理论分析谷子籽粒内部裂纹产生与扩展机理

[目的]谷子籽粒在收获、贮藏及加工过程中由于内力或外力会产生裂纹,籽粒内部裂纹严重影响其贮藏期、降低发芽率,内部裂纹的形成主要由热湿内应力和机械作用引起,为了探明谷子籽粒内部裂纹的产生与扩展机理。[方法]采用SEM(扫描电镜)技术对谷子籽粒内部裂纹及淀粉颗粒拍照,结合分形理论、能量平衡理论分析计算谷子籽粒内部裂纹在不同扩展模型下的分形维数、临界扩展力(Gc)及扩展速率。[结果]谷子籽粒形成新的表面积的大小与输入能量的大小有关。当谷子籽粒内部局部应力大于等于8γG ky-1dg-1/2时,籽粒内部形成微裂纹。沿淀粉颗粒断裂、穿淀粉颗粒断裂、沿淀粉颗粒与穿淀粉颗粒耦合形式断裂的分形维数分别为:1.262、1.365、1.255,而分叉扩展的分形维数与分叉角呈正相关。对于同一γ值,沿淀粉颗粒与穿淀粉颗粒耦合扩展的Gc为6.85γ,沿淀粉颗粒扩展的Gc为7.086γ,穿淀粉颗粒扩展的Gc为11.652γ,分叉扩展的Gc为250γ,所以,耦合扩展的微观裂纹最容易发生,穿淀粉颗粒和分叉扩展的微观裂纹较难发生。同一种扩展模型,谷子籽粒内部淀粉颗粒的直径越大,微观裂纹的扩展速率越快;同一直径的淀粉颗粒,耦合扩展的速率最快(0.095 V0～0.309 V0),沿淀粉颗粒扩展的速率次之(0.09 V0～0.299 V0),分叉扩展的速率最小(0.0001 V0～0.01 V0)。[结论]研究分析了谷子籽粒内部裂纹产生与扩展机理,其研究成果可以为谷子贮藏、加工、种子发芽率等方面研究提供参考依据。     

搅拌铸造SiCp/2024复合材料的研究

利用工程计算ANSYS有限元软件对搅拌坩埚内流场进行了数值模拟,分析了搅拌器结构对熔体流场的影响,模拟结果表明,多级搅拌器有助于搅拌混合过程.对搅拌制备工艺参数对颗粒分布状态的影响规律进行了系统的研究,并确定了最佳工艺参数.力学测试结果表明,与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了材料的抗拉强度和硬度,延伸率略有下降.拉伸断口观察表明,铸态SiCp/2024复合材料主要断裂方式为SiC颗粒断裂和界面脱粘.     

1 300℃下MoSi2/SiC复合材料氧化性能研究

对直接浸渗法制备MoSi2/SiC复合材料在1 300℃下的氧化试样的质量变化进行了研究.观察与分析了氧化层的形貌和相组成.结果表明,复合材料在该温度下保温时间较短时其氧化模式为硅、钼同时氧化,复合材料表现为失重,形成的氧化层结构疏松,存在大量气孔;保温时间较长时氧化模式为硅的选择性氧化,材料表面形成致密的SiO2氧化层,复合材料表现为增重.同时复合材料的抗氧化性与材料的孔隙率和SiC颗粒大小有关,孔隙率越高,SiC颗粒越小,抗氧化性越差.研究表明MoSi2/SiC复合材料可用作1 300℃下的抗氧化材料.     

循环压制对喷射沉积7075/SiCp致密化的影响

采用循环压制工艺对多层喷射沉积大尺寸7075/SiCp复合材料(高度H>140mm)进行了致密化加工.研究了循环压制工艺对复合材料沉积坯和挤压坯密度及显微组织的影响规律,测试了复合材料的力学性能.结果表明,循环压制过程中在大的静水压力和剪切应力的共同作用下,复合材料中大部分孔洞逐渐被拉长闭合,致密化效果良好.沉积坯多次循环压制后,SiC颗粒取向平行于基体金属流动方向.挤压坯二道次压制后SiC颗粒破碎明显,分布得到改善,强度可以达到600 MPa以上.     

坩埚移动式喷射共沉积制取铝基复合材料的技术

提出了坩埚移动式喷射共沉积制备铝基SiC颗粒增强复合材料的装置和方法,并与传统的喷射共沉积装置进行了比较.在SiC颗粒增强相加入方法中,新工艺采用了双环缝复合雾化器和螺杆给料负压引流输送装置,解决了大尺寸、高SiC体积百分比复合材料坯制备技术问题.通过上述装置已经制备出Φ800×1000mm,SiC含量为20wt%,重达1t的铝基复合材料.经后续挤压、锻造加工,制备出了性能优异的6000Al/SiCp,FV0812Al/SiCp,7075Al/SiCp的大尺寸复合材料.讨论了喷射共沉积过程中金属液体对SiC颗粒的捕获机理、喷射共沉积过程中的传热与凝固特征,分析了SiC颗粒的加入对金属液粒凝固的影响.     

双环缝喷射共沉积SiC颗粒的捕获与分布研究

采用坩埚移动式喷射共沉积装置及其双环缝复合雾化器制备了SiC颗粒增强铝基复合材料坯件,研究了过程中增强颗粒的捕获机制及特点.实验结果表明,双环缝复合雾化器所引入的SiC颗粒捕获率较高,分布均匀;增强颗粒主要在雾化初时阶段被雾化液滴所捕获,而沉积坯表面因基本呈固相且温度较低,对SiC颗粒的直接捕获效果不明显;沉积坯快冷凝固界面前沿捕获对SiC颗粒的分布影响不大,SiC颗粒在沉积坯中的最终分布主要取决于由雾化液滴对增强颗粒的捕获,特别决定于SiC颗粒在单个雾化颗粒内部及空间雾化颗粒群中的分布.     

喷射沉积SiCP/Al-Si复合材料干滑动磨损性能的研究

采用喷射沉积法制备SiCP体积分数为15%，Si质量分数分别为7%，13%和20%的SiCP/Al-Si复合材料，并经热挤压致密化加工.采用环-块式摩擦试验机对复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了测试分析，滑动速度为1 m/s，外加载荷分别为10，50，100，120，150、200和220 N，同时对摩擦层的显微组织和形貌以及复合材料磨损机制进行了分析.结果表明，随着复合材料基体中Si含量的增加，复合材料的磨损性能增强，在低载荷下，复合材料主要以氧化磨损和磨粒磨损为主，在高载荷下，磨损机制则转变为粘着磨损，但对于SiCP/Al-20%Si复合材料仍以氧化磨损为主，并伴有轻微的粘着磨损.     

紫外线光固化竹粉/丙烯酸酯复合材料的性能

为提高木塑复合材料制备效率、节约能源,丰富和完善木塑复合材料的制备技术,通过紫外线光(UV)固化技术制备竹粉/丙烯酸酯复合材料,并研究了竹粉含量对竹粉/丙烯酸酯复合材料动态力学性能、弯曲性能、吸水率的影响。结果表明,竹粉与丙烯酸酯能较好地生成交联网络结构,改善竹粉/丙烯酸酯复合材料的物理性能,其弯曲性能随着竹粉含量增加而增强,并在竹粉含量20%时达到最大值,之后逐渐变弱。竹粉/丙烯酸酯复合材料的储能模量随竹粉含量增加而增加,但竹粉含量超过20%时其储能模量开始下降;竹粉的加入导致竹粉/丙烯酸酯复合材料的玻璃化转变温度(Tg)从84℃提高到105℃。竹粉/丙烯酸酯复合材料具有良好的耐水性,经沸水浸泡后,其吸水率变化不大。当竹粉含量为20%时,竹粉/丙烯酸酯复合材料具有较佳的物理性能:弯曲强度39.4 MPa,弯曲模量2 800 MPa,吸水率5.95%。     

十二烷基苯磺酸钠胶束浓度对 壳聚糖复合膜结构和性能的影响

制备了一系列不同十二烷基苯磺酸钠(SDBS)胶束量的壳聚糖(CS)复合膜(CS/SDBS).通过傅立叶红外(FT-IR)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法研究了SDBS胶束量对壳聚糖结构、形态以及力学性能等方面的影响.红外光谱(FT-IR)表明,在SDBS胶束和壳聚糖之间形成了强的相互作用,适量的SDBS胶束能有效地提高壳聚糖的力学性能.与纯的壳聚糖相比,当SDBS的添加量为0.9%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度(σb)和断裂伸长率(εb)分别提高了25.4%和18.7%.     

Luminescent colloidal silicon suspensions from porous silicon

A procedure for generating colloidal suspensions of Si that exhibit luminescence, attributed to quantum confinement effects, is described. Samples of n- or p-type Si that have been electrochemically etched to form porous Si can be ultrasonically dispersed into methylene chloride, acetonitrile, methanol, toluene, or water solvents, forming a suspension of fine Si particles that luminesce. Transmission electron microscopy analyses show that the Si particles have irregular shapes, with diameters ranging from many micrometers to nanometers. Luminescent, composite polystyrene/Si films can be made by the addition of polystyrene to a toluene suspension of the Si nanoparticles and casting of the resulting solution onto a glass slide.     

松木粉聚醚砜树脂复合材料的选择性激光烧结成型工艺参数优化

用松木粉、聚醚砜树脂粉末按照1∶4的质量比,制备松木粉聚醚砜树脂复合材料;用HRPS-ⅢA型快速成形机,选择性激光烧结加工木塑制件试验;用差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜,对复合材料的热性能、微观组织结构进行表征。结果表明:当激光功率为8.8 W、扫描速率为1 800 mm/s、烧结间距为0.1mm、单层厚度为0.1 mm时,木塑复合材料的力学性能达到最优值。     

负载型纳米零价铁对硝基苯的还原及铁形态变化

以短孔道有序介孔氧化硅材料Zr-Ce-SBA-15为载体,采用等体积浸渍-气相还原法制备铁硅摩尔比为0.15的纳米零价铁复合材料NZVI/Zr-Ce-SBA-15。以硝基苯(NB)为目标污染物考察复合材料对环状硝基化合物的还原性能,并对复合材料中铁粒子的存在形态进行分析。结果表明,复合材料比未负载纳米零价铁对NB具有更好的还原性能。NB溶液初始浓度为20 mg/L,复合材料投加量为1 g/L,反应12 h时溶液中NB的去除率可达93.6%,苯胺为最终还原产物。反应前材料中的铁以α-Fe0的形式存在,反应后大部分以非晶态铁氧化物的形式附着在材料的铁颗粒表面。     

重组竹/玻纤/PET泡沫复合多层结构保温板制备及性能评价

  目的  为了促进木质结构保温板(SIP)的可持续发展,引入具有优良力学性能及装饰效果的可再生重组竹,结合环保型粉状环氧树脂胶黏剂,制备了重组竹/结构保温板复合材料。  方法  通过差示扫描量热法(DSC法)、力学性能测试和导热系数测试研究粉状环氧树脂胶黏剂的固化特性及复合材料的结合强度、抗弯强度、导热系数及耐热水性。  结果  ①粉状环氧树脂胶黏剂的最佳固化条件为84 ℃开始发生固化反应,在116 ℃时充分固化,于180 ℃下体系完全固化。②当涂胶量为150 g·m?2,热压时间为15 min时,重组竹/结构保温板复合材料的结合强度和抗弯强度分别可达0.83和19.80 MPa,导热系数为0.054 2 W·m?1·K?1(25 ℃)。在80 ℃热水浸泡3 h后,复合材料的结合强度仍达0.15 MPa。  结论  获得综合性能优异且具有良好耐热水性的重组竹/结构保温板复合材料。图6表2参21     

疲劳/蠕变交互作用下竹木复合层合板断裂损伤研究

该文研究了在疲劳/蠕变交互作用下竹木复合层合板的断裂损伤行为.结果表明,在交变载荷最大值为竹木复合层合板破坏载荷的75%时,其疲劳/蠕变断裂曲线为三段式曲线;在交变载荷最大值为破坏载荷的55%时,6h内其疲劳/蠕变曲线为两段式曲线.随着蠕变时间的增加,层合板的断裂寿命降低.在交变载荷最大值为破坏载荷的75%时,蠕变时间为300s时,层合板的疲劳/蠕变负交互损伤程度大于蠕变时间为180s的.疲劳/蠕变交互作用下层合板的破坏形式主要为纤维撕裂、界面剪切破坏和层间开裂3种形式的综合表现.     

生物炭负载Fe3O4纳米粒子的制备与表征

为了推进可再生资源的综合利用,本文以水稻秸秆为原料,利用高温热解有机前驱体法成功制备磁性Fe_3O_4纳米粒子/生物炭复合材料。用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG)、综合物性测量系统(PPMS)、元素分析仪(EA)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)及全自动快速比表面与孔隙度分析仪(BET)对其进行了表征。结果表明:复合材料上生成了形貌均一、结晶度较高、粒径范围为3~10 nm的Fe_3O_4纳米粒子;复合材料的饱和磁化强度达到26.64 emu·g~(-1);复合材料相比于原始生物炭具有更好的热稳定性和更大的比表面积;复合材料的微孔数量少于原始生物炭,孔隙结构以中大孔为主;铁元素在复合材料上的含量为12.08 mg·g~(-1)。通过对两种材料物理化学性质的比较与归纳,以期为复合材料的合成及应用提供参考。