软模成型工艺中软模的膨胀行为及压力平衡研究

软模的膨胀加压行为匹配性是复合材料软模成型的关键,为了实现软模成型工艺中软模压力的可控,本文研究了软模材料的压缩泊松比、膨胀行为及压力平衡特性。将软模成型工艺中软模膨胀加压过程分为软模自由膨胀、半自由膨胀加压、体积受限膨胀加压三个阶段,对软模不同阶段进行变形及压力理论分析,采用软模升温测试系统测试软模的尺寸及压力变化。基于上述理论设计了软模尺寸,优化了固化工艺,采用优化后的软模成型工艺制备了C形梁和工字梁,并表征了C形梁和工字梁内部质量和尺寸精度。结果表明,软模材料的压缩泊松比为0.495,软模不同阶段的的膨胀行为及压力平衡特性与理论分析相符,通过软模尺寸设计及固化工艺优化实现了软模成型过程中压力的精确控制,由此制备出了内部质量好、尺寸精度高的复合材料C形梁和工字梁。

不同材料冠状动脉支架膨胀行为分析

冠状动脉支架作为经皮穿刺冠状动脉成形术中保持病变血管畅通的核心器件,其在手术过程中受球囊作用的扩张特性以及球囊撤出后的反弹行为对支架植入术的成功有着重要的影响。利用有限元的方法系统,建立专有支架单独膨胀和血管支架膨胀模型,分析了316L不锈钢和L605钴铬合金两种材料支架筋尺寸和支架扩张尺度的变化及血管对其膨胀行为的影响。结果显示,支架所选材料是决定支架膨胀行为的主要因素,L605材料支架所需的临界内压力及反弹行为明显大于316L不锈钢支架;材料一定时,增加支架筋的宽度或厚度提高支架迅速扩张临界内压力;支架轴向长度的变化只与结构和最终膨胀状态相关。有限元模拟对支架性能的评价和设计有一定指导意义。

矿物外加剂与水泥石的膨胀行为

通过实验测定了水泥的安定性和水泥石的膨胀率、膨胀应力，分析探讨了粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物外加剂与游离氧化钙之间的相互作用机制及其对水泥石膨胀行为的影响机理．结果表明，粉煤灰等低活性矿物外加剂并不能从根本上有效地改善水泥的安定性，它们对水泥安定性的作用只是外加剂的一种稀释效应而已．只要水泥石内部的膨胀应力大于粘结应力，水泥石就会产生表观体积膨胀．高钙粉煤灰用作矿物外加剂时，必须严格控制其掺加量，以防止水泥安定性不良或混凝土产生膨胀破坏．

冠状动脉支架膨胀行为的有限元分析

冠状动脉支架作为经皮穿刺冠状动脉成形术中保持病变血管畅通的核心器件,其在手术过程中受球囊作用的扩张特性以及球囊撤出后的反弹行为对支架植入术的成功有着重要的影响。利用有限元的方法系统地研究了专利支架设计,其筋的尺寸变化和支架扩张尺度的不同对支架膨胀行为的影响。结果显示,增加支架筋的宽度或厚度提高了使支架迅速扩张所需的临界内压力,支架轴向长度的变化只与其结构和最终膨胀状态紧密相关。在结构一定的情况下,支架所用材料可能是影响支架反弹指标的主要因素。模型校核和SEM观察表明,有限元模拟可以在一定程度上替代支架原型测试工作。

LiOH对碱-硅酸反应产物膨胀行为的影响

研究了硅酸与KOH,NaOH以及LiOH反应后所形成产物的吸水能力,结果表明:KOH与硅酸反应后的产物的吸水能力最强,其次是 NaOH,而 LiOH与硅酸反应的产物的吸水能力最弱.通过SEM/EDS对比研究了硅质集料在 LiOH,KOH,LiOH+KOH介质中的膨胀行为,结果表明: LiOH-硅酸反应生成的结构致密的非膨胀性产物硅酸锂L S H包裹在未反应的集料周围,阻止了碱-硅酸反应的继续进行,而 LiOH-硅酸反应过程本身不会引起膨胀;在LiOH存在时,硅酸与KOH反应后形成的 K S H中的 K+被Li+取代生成L S H,而L S H阻碍了碱-硅酸反应的继续进行,故 LiOH能够抑制碱-硅酸反应发生膨胀.

由膨胀土内比表面及孔径分布来评价其膨胀行为

要更完全和精确地预测膨胀土隆胀变形,需先确认其微观结构性质与胀缩性能间的相关性。按最新研究,膨胀土的孔径分布和表面积两微观性质相关参数被试着用于鉴定、检验对膨胀行为的协同影响。为深入该项研究,从膨胀土地区取8种土样,对压实样开展常规一维膨胀试验及新型三维体积膨胀变形试验;用压汞仪法(MIP)测微结构孔隙分布;用化学乙二醇乙醚法(EGME)测内比表面积,分析孔径分布和比表面积两参数预测其宏观膨胀性能。模型分析结果表明:所选土样膨胀行为取决于粘土矿物成分及内部孔隙分布的新引入参数,新建膨胀模型在描述选定土样重要矿物成分和孔隙结构细节的同时能准确预测土的膨胀变形。

无机填料对环氧/聚酰胺固化体系热膨胀行为的影响研究

分别研究3种无机填料氧化铝（Al2O3）、氮化硼（BN）和二氧化硅（SiO2）以及这3种填料经表面处理后对环氧树脂／200#聚酰胺体系热膨胀行为的影响。研究表明，表面处理后的无机填料能在树脂基体中分布均匀，其固化体系的热膨胀行为变化比较均匀且有规律。

准晶增强铝基复合材料的微观组织及热膨胀行为

以铝粉(+200目)为基体、准晶颗粒(粒度≤30μm)为增强相,采用粉末冶金法制备了准晶颗粒增强铝基复合材料。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪分析了该复合材料的微观组织及界面结合特征,并用TMA设备研究了复合材料在25～500℃的热膨胀行为。XRD和SEM分析结果均证明准晶具有良好的结构和热稳定性。准晶颗粒与Al基体之间存在成分均匀且界面厚度均匀的过渡层(厚度<1μm),且准晶颗粒在Al基体内均匀分布。TMA结果表明:颗粒尺寸对复合材料的热膨胀系数影响最为显著,当颗粒尺寸为10～30μm时,其线膨胀系数达到最小值16.25×10-6/℃;复合材料的热膨胀系数随着颗粒含量的增加而减小。

氧化锆改性镁基复相材料热膨胀行为研究

为了研究氧化锆对镁基复相材料热膨胀行为的影响,通过实验考察了氧化锆掺量对镁基复相材料热膨胀率、膨胀系数和受热后物理力学性能指标和热稳定性的影响,提出最佳的氧化锆掺量。结果表明:当温度超过1100℃时,镁基复相材料会发生明显的热膨胀,直至温度为1300℃时,膨胀率保持稳定;随着氧化锆掺量的增多,膨胀率和膨胀系数逐渐减小,当氧化锆掺量超过6%时,膨胀率和膨胀系数的变化幅度较小。氧化锆的加入会降低试样受热后的体积密度,同时提高试样受热后的抗折强度和显气孔率。随着氧化锆掺量的增多,镁基材料受热后的耐压强度和耐压强度保留率都呈现先增大后减小的变化规律,当氧化锆掺量为6%时,两者出现最大值,此时镁基材料具有最佳的热稳定性。综合考虑,镁基复相材料中氧化锆的最佳掺量应为6%。

煤干馏过程中膨胀行为的研究

对7种单种煤进行膨胀行为试验,结果表明单种煤在干馏过程中有两段膨胀行为,黏结性越差的煤膨胀性能越小,胶质层最大厚度Y值和膨胀性能最大值呈正相关关系。

超短超强激光场中大尺寸团簇的动力学膨胀行为

提出了有效介电常数模型，利用“流体动力学”模型分析了超短超强激光与团簇相互作用过程中高价电离态离子产生的机制，以及不同波长激光对高价电离态离子产生机制的影响．并在此基础上采用粒子模拟计算了不同电荷态离子的能谱以及总的离子能谱分布．计算结果表明在高电荷态离子的能谱分布上有很长的高能尾部，表明产生了几百 ｋｅＶ的高能离子．

超高效厌氧生物反应器床层膨胀行为的研究

采用厌氧颗粒污泥和实验室模拟产气,系统研究了超高效厌氧生物反应器的床层膨胀行为。以床层膨胀率、最大污泥量和最大泥水接触时间作为膨胀行为表征参数,分别建立了固定态、流化态和输送态行为模型,模型计算值与试验值吻合较好。固定态时,ul≤0.45mm·s-1,床层膨胀率为0,最大污泥量为4867mL(床层有效体积为7850mL),最大泥水接触时间逐渐逼近860s(HRT最大值为2222s);流化态时,0.45mm·s-1<ul≤6.88mm·s-1,床层膨胀率、最大污泥量和最大泥水接触时间分别为5.28%～255.69%、1368～4559mL和104～732s(HRT范围为145～2222s);输送态时,ul>6.88mm·s-1,颗粒污泥洗出床层。反应器高效稳定运行时,床层处于流化态,其床层膨胀率、最大污泥量和最大泥水接触时间分别逼近160%、1860mL和104s。

上升流式生物流化床反应器膨胀行为的数学建模与分析

基于Richardson-Zaki液固流态化方程,运用数值模拟分析的方法针对上升流式生物流化床反应器的膨胀行为展开了研究,并建立了相应数学模型.同时以厌氧膨胀颗粒污泥床反应器为例进行了数值模拟研究,数值模拟研究结果很好反映了该反应器的特点且两次相关实验结果的平均相对误差分别为4.74%和8.3%.所得结果显示所建模型以及所采用的数值模拟分析方法基本可行.

含酰胺结构超低膨胀聚酰亚胺薄膜的热膨胀行为

采用联苯二酐与3种含酰胺结构二胺制备了具有不同取代基团的聚酰胺-酰亚胺薄膜,考察了酰胺结构对薄膜力学、耐热及尺寸稳定性的影响,研究了聚集态结构与薄膜热膨胀行为的关系和规律.该系列薄膜具有超高强度和优异的耐热性能,拉伸强度高达280.5 MPa,玻璃化转变温度在389~409℃,并在30~300℃温度范围内表现出超低负膨胀,热膨胀系数(CTE,ppm/℃,即10^6 cm·cm^-1·℃^-1)在-3.05^-1.74 ppm/℃之间.聚集态分析结果表明,酰胺结构使分子链间形成了强氢键相互作用,分子链在薄膜面内方向高度有序取向,并在膜厚方向堆积更为紧密,使薄膜表现出热收缩现象.通过不同体积大小的取代基团进一步调控分子链间相互作用及排列堆积,可实现薄膜在高温下近乎零尺寸形变,为设计制备超低膨胀聚合物基板材料提供了新思路.

磷氮阻燃剂/纯丙树脂光固化复合膨胀阻燃涂层制备及膨胀行为

目的制备一种新型磷氮类紫外光固化膨胀阻燃涂层,研究磷氮复合成分对阻燃性能及膨胀行为的影响。方法采用丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯为原料制备环氧侧基聚丙烯酸酯,进一步利用丙烯酸开环环氧制备光固化聚丙烯酸酯,并结合前期所合成的含磷单体磷杂环丙烯酸酯磷酸酯（PGMH）和含氮光固化单体三嗪基四丙烯酸酯（BDAETH）制备光固化膨胀阻燃涂层。通过热重法和红外光谱研究了PGMH对光固化聚丙烯酸酯固化膜热降解机理的影响。采用极限氧指数对涂层阻燃性能进行研究,设计并自制设备对涂层的膨胀行为进行监测。结果随着磷氮复合阻燃剂的添加,涂层在450∽480℃之间快速膨胀,其最大单向膨胀度可达14。膨胀碳层隔绝氧气,从而提升阻燃性能,将光固化聚丙烯酸酯的氧指数从19提升到28.5。结论磷氮复合阻燃剂的添加可有效赋予涂层在升温或燃烧过程中的膨胀特性,生成隔绝氧气的膨胀碳层,提高涂层的阻燃性能。

自交联共轭亚油酸囊泡的温敏膨胀行为

采用紫外辐照引发共轭亚油酸(CLA)囊泡内聚合反应,获得自交联CLA囊泡.用动态激光光散射(DLS)和冷冻透射电子显微镜(cryo-TEM)等观察自交联CLA囊泡的粒径和形貌变化,结果表明,自交联CLA囊泡的囊泡结构不仅不随温度变化解体,而且表现出明显的温敏膨胀性.自交联CLA囊泡体外释放5-氟尿嘧啶的实验表明其具有温度响应的缓释和控释特性.

低膨胀陶瓷粉体的合成和热膨胀行为研究

本文探讨了用固相反应法,熔胶-凝胶法,水热法合成(Na,K)_(1-x)(Ca,Sr)_(x/2)2Zr_2P_3O_(12)(O≤x≤1)系低膨胀陶瓷粉体。获得了结晶完善,纯度高,粒径均匀且小于0.3μm的粉体。研究了粉体和烧结体热膨胀系数随x和温度的变化规律。某些试样在很大温度范围内显示出“零”膨胀。

水泥结合铝镁耐火浇注料的膨胀行为

为了在钢包应用中获得较好的性能,本文提出并探讨了基于尖晶石和CA6生成的铝镁浇注料的显微结构设计及其对浇注料性能的影响。

无机填料对环氧/芳香胺固化体系热膨胀行为的影响研究

加入无机填料是降低胶黏剂和复合材料热膨胀的常用方法,以环氧树脂/芳香胺固化体系为基体,分别以表面处理后的氧化铝(Al2O3)、氮化硼(BN)、二氧化硅(Si O2)作为填料,制备了含不同质量分数填料的环氧树脂基复合材料。采用TMA、DMA等手段对复合材料的性能进行了分析,探讨了填料的种类和含量等因素对于复合材料热膨胀行为和玻璃化转变温度的影响。研究表明,随着填料的增加玻璃化转变温度向高温区移动,内耗整体上呈现下降趋势。