基于正交试验的超音速火焰喷涂WC-12Co涂层抗冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(high-velocity oxygen-fuel, HVOF)技术制备WC-12Co涂层,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、能谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS)表征粉末、磨料、冲蚀前后涂层表面/截面的微观形貌和元素变化.设计正交试验并利用冲蚀试验机分析冲蚀距离、冲蚀角度和冲砂量对涂层冲蚀率的影响,探讨了涂层冲蚀机理.结果表明：WC-12Co涂层组织较为均匀、存在少量孔隙,涂层与基体间的结合方式以机械结合为主.极差和方差分析发现,当前工况下冲蚀距离对涂层冲蚀率的影响最为显著、冲蚀角度次之、冲砂量最小;30°冲蚀时冲蚀率最小、60°次之、90°最大.相对于高角度冲蚀,WC-12Co涂层具有较优的抗低角度冲蚀能力.30°冲蚀时涂层冲蚀机理为微观切削和犁削损伤,并伴有局部的脆断和剥落;90°冲蚀时为正向锤击作用引起的脆性断裂和片状疲劳剥落,剥落坑深度远大于30°冲蚀时的切削和犁沟深度,涂层损伤更为严重.     

基于农作物秸秆的环境友好材料研究-玉米芯液化优化工艺的试验

选取反应时间、反应温度、催化剂量和固液比(玉米芯/液化剂)为主要因素,采用二次回归正交旋转组合设计试验方案,建立了玉米芯液化得率的二次回归方程.模型拟合较好,利用Matlab软件确定玉米芯的最优液化工艺.结果表明:各因素对玉米芯液化得率的影响均显著,其影响力大小依次为:固液比＞催化剂量＞反应温度＞反应时间.玉米芯的最优液化工艺为:反应时间50min,反应温度159℃,催化剂量3.61%,固液比20%,液化得率94.64%.     

基于仿生耦合功能表面的离心水泵增效机制研究

海豚特殊的皮肤结构具有减阻功能,模仿其结构,设计了一种具有实际工程应用价值的仿生耦合功能表面,将其应用到离心式水泵的叶轮表面,进行水泵增效试验研究。研究结果表明:这种仿生耦合功能表面可提高离心式水泵效率3%及以上;仿生耦合功能表面面层材料的硬度对水泵的效率影响显著。分析认为其增效机制主要在于:表面面层材料与基底材料仿生结构的耦合变形降低了叶轮流道壁面的摩擦力及吸收流体介质对叶轮进、出口湍动能的方式实现对流体介质的控制,从而降低离心泵水力损失,实现增效。