偏高岭石基土聚水泥的研究

以偏高岭石为原料,氢氧化钠溶液和水玻璃的混合溶液为激发剂,在室温条件下制备了土聚水泥。通过XRD,IR和SEM研究了土壤聚合反应的机理并观察了土聚水泥的形貌。结果表明:在氢氧化钠溶液和水玻璃的混合溶液的激发下偏高岭石发生了土壤聚合反应,生成了无定形的土聚水泥;该土聚水泥呈层状结构并含有非结合水;该土聚水泥具有早强的特性,其强度和密度均随着激发剂中碱强度的增加而增大。

不同活性高岭土矿物聚合反应的研究

使用 8M氢氧化钠溶液和模数为 3.2的硅酸钠水玻璃的混合溶液为激发剂 ,选用两种不同活性的高岭土在室温、4MPa的压力条件下制备了矿物聚合物材料。通过XRD、IR和SEM等手段研究了矿物聚合反应的机理 ,考察了高岭土的活性对矿物聚合反应的影响 ,观察了基于高岭土的矿物聚合物材料的形貌。结果表明 ,较高活性的高岭土在激发剂作用下发生了较完全的矿物聚合反应 ,其产物可以用XRD得到明显的鉴别 ,而低活性高岭土与激发剂的作用产物XRD上没有明显的特征识别 ;两种活性高岭土基的矿物聚合反应产物均为层状结构 ,基于高活性高岭土的矿物聚合反应产物的层的连续性和致密性比基于低活性高岭土的好。

材料化学性质影响微生物污垢的神经网络分析

用神经网络技术对微生物垢诱导期和平均污垢量建立了评价及预测模型。对文献及作者实验获得的共 18个样本进行了拟合评价 ,结果表明 ,对诱导期 18个样本的评价结果与实测结果全部相符合 ,准确率达到 10 0 % ;对平均污垢量 ,有 15个样本的评价结果与实测结果相符合 ,准确率达到 83.3%。对 5个样本进行了预测 ,结果表明 ,对诱导期和平均污垢量 ,均有 4个样本的预测结果与实测结果相符 ,准确率达到 80 %。

高频三角波电磁场防治水系统中微生物污垢的研究

工业水系统中微生物污垢广泛存在,实验采用高频三角波对模拟工业水系统中的微生物污垢的防治进行了研究。主要考察了不同流速的流体在未处理和经过不同频率高频三角波处理后,不同材料表面上微生物污垢的生长量的差别以及微生物污垢的生长厚度和形态方面的差异。结果表明:一定流速下5000Hz高频三角波电磁场对实验中使用的非金属材料有明显抑制其表面微生物污垢生长的作用,但是对实验中的金属材料没有抑制作用;高频三角波的抑制作用在距离加载位置较近的实验段比在距离较远的实验段的作用突出,随着与加载位置距离的增大,抑制作用逐渐减弱。

一种高碳钢低温干摩擦行为的研究

在20℃至-55℃范围内以球-盘摩擦形式考察了一种1.08%C高碳钢在滑动速度0.319 m/s,载荷在0.5～2.5 N下与GCr15钢球干摩擦时的摩擦磨损行为,利用SEM、EDS、XPS等观察了磨痕形貌,考察了磨屑中氧含量的变化,分析了摩擦氧化反应.结果发现,与常温环境相比,在0℃以下的低温环境显著提高了该钢铁摩擦副之间的摩擦系数,且摩擦系数基本不随温度发生变化.随着温度的降低该高碳钢的磨损量增加,黏着磨损程度增强,屑中氧含量减小.分析认为温度的降低伴随着湿度的降低,低温、低湿度环境减弱了摩擦氧化反应,减少了起隔离作用的金属氧化物的生成,加剧了摩擦副之间的黏着,从而导致摩擦系数和磨损量增大.

水系统中微生物与碳酸钙混合垢形成过程的研究

目的:由微生物和钙镁沉积所共同形成的污垢是实际水系统中混合垢的主要成份。对这种混合垢的形成过程进行研究不仅更接近实际情况,而且可以深入认识微生物与钙镁离子之间的相互作用、成垢顺序等结垢的机理问题,并为开发适宜有效的控制混合垢形成的新技术奠定理论基础。方法:将发酵罐中培养的荧光假单胞菌以及Na2CO3与CaCl2溶液各自按设定流量加入到三级过滤水中以形成模拟工业循环冷却水。将10种由不同固体材料制成的实验件嵌入平行平板流道的底面上,并在不同碳酸钙饱和程度及主体流速下,用称量法测定不同材料表面上形成的混合垢重量,从而获得各种条件下混合垢随时间的生长曲线。荧光假单胞菌和碳酸钙在固体表面上附着过程与沉积的顺序以及混合垢的结构则采用显微摄像技术进行实时观测与记录。结果:聚合物材料上形成的混合垢量明显多于金属材料上的,但在CaCO3饱和程度很高时,这些差异变小。在无壁面加热的条件下,各种材料表面上形成的平均混合垢量随水体中CaCO3饱和程度及流速的增加而减少。研究结果还表明,混合垢的结垢诱导期随流速的增加而缩短。当饱和程度小于1而大于0时,结垢诱导期长于纯生物垢的诱导期。当CaCO3饱和程度大于等于1之后,混合垢的诱导期随CaCO3饱和程度的增加而减小。此外。

聚苯酯填充聚四氟乙烯复合材料的力学及摩擦学性能研究

采用共混—冷压—烧结工艺制备了聚苯酯(POB)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察了POB含量对PTFE/POB复合材料机械性能和摩擦学性能的影响,探讨了材料的磨损机制和POB的减磨机制。结果表明复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着POB含量的增加而降低,压缩强度随着POB含量的增加而增大;随着POB含量的增加材料摩擦因数呈现增大趋势,POB质量分数在16%～27%范围内材料摩擦因数为0.20～0.24;在与AISI1045钢的对磨中复合材料发生了黏着磨损,磨损率随着POB质量分数的增加呈现下降趋势,POB质量分数超过25%后继续增加其含量复合材料磨损率降低幅度逐渐变小。

表面粗糙度对UHMWPE微动摩擦磨损性能的影响

采用SRV-4微动摩擦磨损试验机,研究了在干摩擦和水润滑条件下,表面粗糙度对UHMWPE微动摩擦磨损性能的影响.结果表明:干摩擦时,随着UHMWPE表面粗糙度的增加,摩擦系数先降低后升高,比磨损率则单调递增.利用光学显微镜和扫描电子显微镜对磨损表面形貌进行分析观测,发现干摩擦时表面粗糙度较小的UHMWPE磨损表面有少量犁沟,并伴随轻微的塑性变形,随着表面粗糙度的增加,摩擦副接触表面间的黏合点增多,黏着磨损加剧,且在对偶钢球的表面形成转移膜.而在水润滑条件下,摩擦系数和比磨损率显著降低,随着表面粗糙度的增加,摩擦系数和比磨损率同干摩擦时的变化趋势一致,磨损以磨粒磨损为主.

聚酰亚胺薄膜的制备及其摩擦学性能研究

通过浸渍得到了聚酰胺酸薄膜 ,采用适当的方法对薄膜进行处理之后再进行热亚胺化得到聚酰亚胺薄膜。用DF PM型动静摩擦系数精密测定装置考察所得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能。用SEM考察了聚酰亚胺薄膜的磨痕形貌和对偶Si3N4 陶瓷球表面的转移膜的形貌。结果表明 ,聚酰亚胺薄膜在与Si3N4 陶瓷球对磨时 ,由于在摩擦过程中 ,聚酰亚胺能够在对偶面上形成均匀的并且低剪切强度的转移薄膜 ,因此表现出了优异的减摩与抗磨性能。聚酰亚胺薄膜的摩擦和磨损行为主要取决于薄膜的制备条件。

水系统中微生物与碳酸钙混合垢的形成过程

对模拟工业水系统中荧光假单胞菌与碳酸钙在固体壁面上形成混合垢的过程进行了实验研究,考察了在不同碳酸钙饱和程度及主体流速下混合垢在不同材料表面上的结垢行为,获得了不同材料表面上混合垢随时间的生长曲线。结果表明:平均混合垢量少于平均生物垢量;在碳酸钙不饱和水体中,平均混合垢量极少;在碳酸钙饱和水体中,随碳酸钙过饱和程度及主体流速的增大,平均混合垢量减少,混合垢生长的诱导期缩短;非金属表面上的平均混合垢量多于金属表面上的;碳酸钙颗粒首先吸附到材料表面上,然后是微生物的黏附生长;碳酸钙的存在抑制微生物与材料表面的结合,而微生物的生长繁殖又抑制了碳酸钙的沉积。

淬火工艺对聚四氟乙烯结晶度、拉伸性能和硬度的影响

采用冷压-烧结工艺制备了聚四氟乙烯(PTFE)材料,考察了随炉冷却以及4种淬火冷却工艺对PTFE材料结晶度、拉伸性能和硬度的影响,这些淬火工艺包括:(1)25℃空气淬火,(2)10℃水淬火,(3)0℃冰水混合液淬火,(4)-25℃酒精干冰混合液淬火。结果表明,与随炉冷却工艺相比,4种淬火工艺都降低了PTFE的结晶度、拉伸屈服应力、拉伸强度和硬度,都提高了PTFE的断裂伸长率。除了酒精干冰混合液以外,PTFE的结晶度、拉伸屈服应力、拉伸强度和硬度都随着冷却介质温度的降低而降低。伸长率的提高和硬度的降低意味着材料柔韧性的提高,可见淬火工艺提高了PTFE的柔韧性。酒精干冰混合液对结晶度的影响与空气的相近,但是会引起材料表面不平整。相比之下,常温下的水是一种高效而实惠的提高PTFE柔韧性的淬火介质。

环氧粘合剂粘接聚四氟乙烯板/不锈钢的耐温性研究

考察了经表面化学活化的3种纯聚四氟乙烯(PTFE)板和1种聚苯酯填充PTFE板在室温和高温下的拉伸性能,用两类环氧粘合剂DG–3S和JF205–1对这4种PTFE板与不锈钢进行了粘接,研究了室温和高温下这两种粘合剂的粘接效果。结果表明,4种活化PTFE板经高温老化后的拉伸性能变化不明显;室温下两种环氧粘合剂对4种PTFE板与不锈钢的粘接性能均良好,但DG–3S粘合剂不适合高温下对PTFE板/不锈钢的粘接,经耐热改性的JF205–1粘合剂在300℃下的粘接性能则较好;JF205–1粘接聚苯酯填充PTFE板/不锈钢的实际粘接性能较好且具有高的耐磨性能和抗蠕变性,在满足实际粘接要求的情况下可应用于制造发动机零部件。

火焰喷涂FEP涂层的制备及其摩擦行为

利用火焰喷涂设备制备了FEP涂层 ,并对涂层的组成结构和摩擦学性能进行了评价。研究结果表明 :经过对磨屑和FEP原料的红外测试 ,发现涂层无明显的降解和氧化 ;FEP涂层在与GCr1 5钢球对磨时 ,表现出优良的摩擦学性能。涂层的摩擦系数随着载荷的增大而降低 ;在相同载荷下 ,随着速度的增加 ,摩擦系数有逐步降低的趋势 ;相同载荷下 ,FEP涂层在低速情况下的磨损呈现出明显的粘着磨损迹象 ;在高速情况下 ,涂层迅速发生塑性变形 。

PTFE复合材料与其转移膜的摩擦学对应性研究

利用RFT–Ⅲ型往复摩擦磨损试验机分别在45#钢和2024Al基底表面制备了一系列bronze/PTFE复合材料转移膜,利用JSL–5600LV型扫描电子显微镜和DFPM静动摩擦因数精密测定仪分别对整体材料的磨损表面、转移膜形貌及其摩擦学性能进行了评价。结果表明,随填料含量的增加复合材料的磨损率降低,其相应转移膜的均匀性和耐磨性也提高。bronze/PTFE复合材料与其转移膜间存在良好的对应关系,即材料的磨损率越低其转移膜的耐磨性越好,且这种对应关系不受基底材料变化的影响。

几种共聚型聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能研究

多年来 ,对共聚型聚酰亚胺薄膜的摩擦学研究报道较少 ,为了对其摩擦学应用提供试验依据 ,以均苯四甲酸酐、邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺为原料 ,利用具有不同组成的 2种二胺的混合溶液与以均苯四甲酸酐进行反应 ,通过 2步法在玻璃表面制备了共聚型聚酰亚胺薄膜。采用热分析仪考察了聚酰亚胺薄膜的热稳定性 ,用DF PM型动静摩擦因数精密测定装置考察了其摩擦学性能。结果表明 ,由邻苯二胺以及邻苯二胺含量较高的混合溶液与以均苯四甲酸酐反应得到的聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能明显优于由其他物质制成的聚酰亚胺的性能。

二硫化钼填充高岭土基矿物聚合物复合材料的摩擦学性能研究

研究了MoS2填充量对高岭土基矿物聚合物复合材料的力学性能和摩擦磨损性能的影响,利用XRD、SEM分析了材料的微观结构和磨损表面形貌。结果表明,填充MoS2后矿物聚合物材料的力学性能会有一定程度的降低,但其摩擦磨损性能可以得到有效改善,当MoS2体积分数为30%时,摩擦因数和磨损率均达到最低,分别为0.423和1.23×10-4mm3/(N.m)。研究发现,当二硫化钼含量较低时,磨损机制主要是磨粒磨损;当二硫化钼含量较高时,磨损机制是磨粒磨损和粘着磨损。

石墨填充高岭土基矿物聚合物复合材料的摩擦学性能研究

采用万能材料试验机和M 2 0 0 0型摩擦磨损试验机考察了石墨填加量对矿物聚合物复合材料的机械性能和摩擦磨损性能的影响 ,利用XRD对材料的晶体结构进行了表征 ,利用SEM观察了材料的断面和磨损表面形貌并分析了其磨损机理。结果表明 ,填加石墨对矿物聚合物材料的机械性能会有一定程度的影响 ,但可以有效地改善矿物聚合物复合材料的摩擦磨损性能 ;随石墨填加量的增大 ,材料的摩擦系数和磨损率都有明显的降低 ,当石墨体积含量为2 5v%时 ,摩擦系数和磨损率均达到最低 ,分别为 0 .4 4 3和 5 .0 5× 10 - 5mm3 N·m。研究发现 ,当石墨含量较低时 ,磨损机理主要是磨粒磨损 ,当石墨含量较高时 ,磨损机理除了磨粒磨损外还有粘着磨损。

聚四氟乙烯复合材料的摩擦学二次转移行为研究

采用冷压成型、自由烧结工艺分别制备了青铜粉、聚酰亚胺、二硫化钼和石墨填充改性的聚四氟乙烯复合材料,在改装的M-2000型摩擦磨损试验机上考察了材料的二次转移摩擦学性能;用扫描电子显微镜对磨损表面进行观察和分析。结果表明:增加载荷有利于提高转移膜与基底的结合强度;填料种类对PTFE复合材料二次转移膜的摩擦学性能有影响,在本实验条件下(干摩擦、室温、滑动速度为0.42m/s、接触载荷为30N),以PTFE复合材料作为润滑剂提供源使用时,PTFE/MoS2、PTFE/Graphite复合材料形成的二次转移膜最好,PTFE/Bronze复合材料二次转移膜次之,PTFE/PI复合材料形成二次转移膜的能力最差。