Ni-P-纳米SiC化学复合镀层显微硬度的试验研究

以镀液pH值、镀液温度、镀液中纳米SiC添加量为试验参数,进行三因素五水平二次正交旋转组合试验设计;并采用超声波工艺分散纳米微粒,研究了试验参数对Ni-P-纳米SiC化学复合镀层的显微硬度的影响规律。结果表明:镀液pH=6±0.5,施镀温度为(86±1)℃,镀液中纳米SiC浓度为3g/L时,所获得的复合镀层经480℃热处理后显微硬度可达1700HV。     

表面改性粉末冶金件耐磨性影响因素分析

用纳米Al2O3与铁粉相混合作为铁基粉末冶金件的表面改性材料，通过激光熔覆试验对冶金件进行表面改性。运用优化设计法。在MM-200摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验，纳米Al2O3与铁粉涂层激光熔覆后，粉末冶金件表面耐磨性显著提高，得出影响耐磨性因素的回归方程。方程表明：纳米Al2O3的质量分数与载荷都是影响耐磨性的显著因素，且载荷的影响较纳米Al2O3质量分数显著。磨损量对比曲线显示，当纳米Al2O3质量分数为4％、8％时，随载荷增大磨损量趋于一致。     

纳米润滑油添加剂润滑机制的研究进展

【目的】纳米颗粒具有体积小、比面积大等特点,在摩擦润滑方面具有很好的应用前景。纳米颗粒作为润滑油添加剂应用在摩擦过程中,可以明显改善润滑油的润滑性能,起到抗磨减摩的效果。但是摩擦过程比较复杂,纳米颗粒作为添加剂的润滑机制尚不明确。【方法】通过试验研究和仿真分析两个方面综合表述了纳米颗粒的润滑机制。目前针对纳米颗粒摩擦润滑机制研究的仿真方法主要有分子动力学法和有限元分析法。分子动力学法主要研究单个分子的运动,可以探究现象的本质以及各个分子的运动规律,尤其可以对理论分析以及试验观察中难以理解的现象作出解释。有限元分析法主要是建立在接触力学和弹塑性力学基础之上的一种计算方法。【结果】通过试验研究和仿真分析,得出了纳米颗粒在摩擦过程中的填充作用、成膜特性、滚珠效应和抛光作用四种润滑机制。【结论】纳米颗粒作为润滑油添加剂具有很好的应用前景;分子动力学仿真技术可以辅助试验研究,验证纳米颗粒的润滑机制,但是针对仿真分析的优化、纳米颗粒在润滑油中的分散稳定性等方面还需要进一步深入研究。     

激光熔覆Ni基WC复合材料制备自磨刃割刀

为提高农用割刀耐磨性并使割刀形成自磨刃，利用半导体激光器，采用同轴送粉方式在65Mn刀具刃口一侧表面制备Ni基WC复合材料。使用SEM、EDS及XRD分析激光功率对熔覆层材料的微观组织、化学成分和物相组成的影响；采用显微硬度计、摩擦磨损试验机对熔覆层材料的硬度和耐磨性能进行检测。结果表明:激光熔覆形成的复合材料层与基体之间形成冶金结合，组织均匀致密；熔覆过程中部分WC颗粒熔解并与Ni基合金粉作用，形成了大量WC、W2C、Ni31Si12、Fe3Ni3B、Cr7C3、Cr23C6及CrB等硬质相，使得熔覆层硬度提高。随着激光功率的提高，熔覆层与基体之间元素扩散增加，但是熔覆层硬度有所降低。熔覆层平均硬度在1000（HV 0.2）左右，耐磨性能提高，满足农用割刀形成自磨刃的性能要求。      

微通道内纳米制冷剂流动沸腾传热预测模型

以R141b制冷剂为基液,Al_2O_3为纳米颗粒,采用两步法制备了质量分数分别为0.2%、0.5%和0.8%的Al_2O_3-R141b纳米制冷剂,并进行了纳米制冷剂及R141b纯制冷剂在水力直径为1.33 mm的矩形微通道内流动沸腾传热实验。实验工况范围:饱和压力为176 k Pa,入口过冷度为6~12℃,体积流量为20~50 L/h,热流密度为11.1~26.6 k W/m~2。实验结果与7个纯工质传热模型、2个纳米制冷剂传热模型进行比较评价。结果发现,在本实验研究范围内,纯工质传热模型不适用于纳米制冷剂传热系数的预测;Peng-Ding纳米制冷剂传热模型与KimMudawar纯工质传热模型组合对纳米制冷剂传热系数的预测值最接近实验值,平均绝对误差为17.22%,且能较好地反映纳米颗粒对流动沸腾传热影响的规律;结合实验数据对Peng-Ding模型的纳米影响因子(纳米制冷剂与纯制冷剂的传热系数之比)关联式进行修正,新关联式具有较好的预测效果,平均绝对误差为15.2%,且与Bertsch模型的组合能较好地预测微通道内纳米制冷剂传热系数,平均绝对误差降为16.4%。     

Ni-P/纳米TiO2化学复舍镀研究

在Ni—P酸性化学镀镀液中加入TiO2纳米颗粒，以Ni—P最佳工艺为基础，采用三因素二水平正交实验的方法获得优化的Ni—P／TiO2复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XaD）对镀层的表面形貌和微观结构进行观察。结果表明：Ni～P／TiO2复合镀层中的Ni—P镀层包裹着少量纳米颗粒，但纳米颗粒团聚现象明显，大部分沉积在镀层表面。同时，Ni—P／TiO2复合镀层在不同温度的热处理后，由于非晶态的Ni—P镀层中复合了高硬度TiO2纳米颗粒，从而增强了镀层的抗局部变形能力和弥散强化的效果，而且也强化了Ni—P合金基体，使得其显微硬度性能都得到了一定程度的提高。此外，Ni—P／TiO2复合镀层由于TiO2纳米颗粒加入，使复合镀层孔隙率和界面增加，从而使其耐腐蚀性略有降低。     

Ni—P／纳米TiO2化学复合镀研究

在Ni—P酸性化学镀镀液中加入TiO2纳米颗粒，以Ni—P最佳工艺为基础，采用三因素二水平正交实验的方法获得优化的Ni—P／TiO2复合镀层。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XaD）对镀层的表面形貌和微观结构进行观察。结果表明：Ni～P／TiO2复合镀层中的Ni—P镀层包裹着少量纳米颗粒，但纳米颗粒团聚现象明显，大部分沉积在镀层表面。同时，Ni—P／TiO2复合镀层在不同温度的热处理后，由于非晶态的Ni—P镀层中复合了高硬度TiO2纳米颗粒，从而增强了镀层的抗局部变形能力和弥散强化的效果，而且也强化了Ni—P合金基体，使得其显微硬度性能都得到了一定程度的提高。此外，Ni—P／TiO2复合镀层由于TiO2纳米颗粒加入，使复合镀层孔隙率和界面增加，从而使其耐腐蚀性略有降低。     

发动机用铝合金化学复合镀研究

阐述了Ni-P-SiC化学复合镀表面技术应用于铝质发动机重要零部件上的优越性。借助扫描电镜、能谱仪、磨损机、显微硬度计等设备对复合镀层的表面状态、组织结构及性能进行综合分析，结果表明，随着镀液中SiC粒子添加量的增加，镀层中SiC的含量也不断增加，复合镀层中SiC粒子均匀分布于Ni-P合金基体。通过一系列的工艺试验，找出了SiC的最佳添加量。同时对复合镀层的高硬度、高耐磨性进行了分析说明。     

改性材料固化黄土的微观机理研究

针对传统改性材料粉煤灰、新型改性材料纳米粘土和纳米硅溶胶,进行改性黄土的激光粒度分析、电镜扫描分析、工业CT扫描分析和BET比表面积分析实验,从微观角度探讨改性材料对黄土结构、孔隙及比表面积等方面的影响.结果表明:随着3种改性材料的掺量由1％、3％到7％,黄土颗粒间的填充物明显增多,架空孔隙逐渐减少;掺量为7％的3种改性黄土孔隙率的降低率依次为10.99％,15.10％和30.84％,黄土比表面积的增加率依次为15.02％,46.15％和68.22％.通过孔隙数量及体积分布可知,这是因为改性材料将黄土中的大中孔隙转化为比表面积更大的小孔隙.添加纳米粘土的黄土颗粒的表面及边缘更为粗糙多孔,且纳米粘土对于黄土中占大多数体积的中孔隙的填充作用较强.研究结果为后续污染物在改性黄土中的吸附及迁移规律的研究奠定了基础,为黄土地基改性处理技术的发展提供了理论依据.     

农业装备再制造工程及关键技术

提出了农业装备再制造工程的概念,指出了开展农业装备再制造的意义并介绍了热喷涂技术、纳米电刷镀技术和激光熔覆技术等先进再制造技术。以发动机再制造为例分析了农业装备发动机再制造的效益。     

纳米材料改性土壤力学性质的研究综述

近年来,纳米材料以其新特性被广泛应用于环境领域,在包括土壤改性和废物利用等方面有十足的潜力.回溯了纳米材料(包括纳米黏土、纳米氧化物、纳米碳等)在土壤中的应用历程,总结综述了近30 a来纳米颗粒对土壤力学性能改善方面的重要成果.针对不同类型的土壤,梳理了纳米材料对土壤的结构、强度、水力性能方面的影响,并从纳米颗粒的结构和改性土壤的结构出发,归纳了纳米材料提升土壤力学性质的机理.丰富了纳米材料改性土壤领域的研究成果,为改性土壤材料种类的选择、材料掺量的确定提供了参考和理论依据.     

基于SiCp/6061Al复合材料二维真实微观结构的简化模型

以SiC颗粒增强6061铝基复合材料(SiCp/6061Al)的微观电镜扫描图为基础,建立了含有颗粒真实微观结构的有限元模型,并以此拓展出分别含有圆形、正四边形和正六边形颗粒形状的简化模型。通过使用Abaqus有限元软件以及子模型技术模拟研究了含有不同颗粒形状模型的拉伸性能。研究发现,形状较为圆滑的简化模型(圆形、正六边形),其模拟结果与原始模型出入较大,含有棱角的正四边形模型,其应力-应变曲线与原始模型一致,但应变分布仍有所差异。     

氧化钛纳米颗粒薄膜制备技术及制氢应用进展研究

太阳能作为一种可再生的清洁能源,如果真正有效合理的利用辐射到地球上的部分,人类将会大大缓解或改进能源危机的状况。因此,如何有效利用可见光部分能量和降低光生载流子——空穴的复合率,提高Ti O2纳米颗粒薄膜太阳能分解水制氢效果是近年来人们讨论的重点问题。综述了近年来关于纳米颗粒薄膜制备技术、氧化钛材料特性及催化特性改进技术以及制氢技术应用现状及展望。     

基于SiCp／6061AI复合材料二维真实微观结构的简化模型

以SiC颗粒增强6061铝基复合材料（SiCp／6061A1）的微观电镜扫描图为基础，建立了含有颗粒真实微观结构的有限元模型，并以此拓展出分别含有圆形、正四边形和正六边形颗粒形状的简化模型。通过使用Abaqus有限元软件以及子模型技术模拟研究了含有不同颗粒形状模型的拉伸性能。研究发现，形状较为圆滑的简化模型（圆形、正六边形），其模拟结果与原始模型出入较大，含有棱角的正四边形模型，其应力-应变曲线与原始模型一致，但应变分布仍有所差异。     

河套灌区渠道衬砌混凝土的纳米颗粒改性研究

为了改善河套灌区大量渠道衬砌工程中混凝土的干缩变形性能,采用纳米二氧化硅(NS)和纳米碳化硅(NC)掺入粉煤灰水泥砂浆制备混凝土试样,并对其作用机理进行理论分析。结果表明,纳米颗粒在提高粉煤灰混凝土抗压和抗弯强度得同时也改善了干缩性能;与普通水泥砂浆相比,单掺2%NS和单掺2%NC的水泥砂浆干燥收缩率分别提高了约90%和120%;改性干缩率在早期增加明显,单掺与双掺对混凝土的干缩率影响差异不大;纳米颗粒的表面效应和微观骨料填充效应,增大了骨料得表面能且填充了内部孔隙,是干缩性能有明显提高的原因。研究结果对设计高强度和高干缩性的衬砌混凝土,提高河套灌区渠道使用寿命具有一定指导意义。     

机械力化学在高分子纳米复合材料制备中的应用

机械力在不同的作用方式下使物质的颗粒结构、晶格结构发生变化。由于其实用价值,所以得到广泛的重视。本文综述了机械力化学原理及化学效应,最后阐述机械力高分子纳米复合材料制备中的应用。     

WC含量对合金陶瓷金属性能的影响

采用高频感应熔覆工艺制备不同WC含量的Ni基合金涂层,研究分析WC的晶粒度及其分布对合金涂层金属性能的影响。结果表明:高频感应熔覆工艺可以制备出组织结构均匀、组织缺陷少,硬质相完整的合金涂层;合金涂层中存在WC硬质相的晶粒聚焦现象,未熔化的WC颗粒与镍基合金形成固溶体提高了涂层的组织性能,增加了涂层硬度。     

低浓度纳米流体粘度变化规律试验

测定了不同纳米颗粒、分散剂、pH值和温度下的纳米流体的粘度，分析了粘度随这些因素的变化规律。结果表明，纳米流体粘度较基液有一定程度的增大，增加比例在1．002～1．182之间。在此基础上提出纳米流体粘度修正公式，经检验，在低浓度下该公式能较好地预测纳米流体的粘度。     

纳米SiO_2分散性试验研究

使用不同的表面活性剂对纳米SiO_2颗粒进行了分散,采用悬浮液的吸光度来表征其分散效果。结果表明:在该试验环境中,当表面活性剂A-172的加入量为0.2 mg时,具有最好的分散效果;A-107和A-172混合对纳米SiO_2分散稳定性具有较好的效果。     

金属纳米颗粒在饮用水处理领域的应用与发展综述

纳米技术作为一门新型的技术，在水处理领域已得到了应用。总结了国内在饮用水处理领域中纳米金属颗粒的使用情况以及目前国际上该领域的研究与发展现状，对比了国内外在纳米金属颗粒应用研究上存在的差距，对国内未来的研究方向给出了部分建议。同时指出，纳米技术的应用存在风险，建议将纳米技术的应用控制在合理范围之内。