碳纤维增强碳基复合材料的介电性能对应力的自感知

碳纤维增强碳基复合材料(C/C)具有优异的力学和导电性能,但其介电性能的报道较为罕见。文中采用LCR测量仪测量C/C的相对介电常数,采用电流源和纳伏表通过四电极法测量C/C的电阻率,研究了C/C的相对介电常数和电阻率随压应变的变化规律。研究表明,单位应变下相对介电常数的变化率(528±8)是电阻率变化率(111±5)的4.7倍,说明C/C复合材料的介电性能对其微观结构的改变更敏感。此外,压应变下C/C介电性能的增强归因于应变诱导的微缺陷提供了部分电子和空穴参与空间电荷极化的场所,以及压应变改善了极化连续性。单位压应变下增加的参与极化的电子或空穴的数量为(1.37±0.02)×10^(10)。C/C的相对介电常数低于碳纤维和石墨,可归因于碳基体中较高的孔隙率及较多的界面。

基于文献计量和关键词共现网络的磷烯材料近十年的研究进展

磷烯作为一种与石墨烯类似的新型单元素二维原子晶体材料,受到科研人员的广泛关注。但是,当前磷烯研究领域的研究发展动态仍缺少综述文献整体性和系统性概括。本文采用文献计量学方法和关键词共线网络方法对磷烯进行了较为完整的调研分析。以Web of Science为数据来源,利用VOSviewer软件和CiteSpace软件设计实验进行关联性分析和聚类分析,对2014年1月1日到2023年4月30日十年间磷烯有关领域文献进行定量评估,比较了近年来发文量、发行趋势、研究国家/机构等数据的变化,绘制了关键词共现网络图。主要结果如下:(1)推测磷烯的研究停留在平稳研究阶段;(2)磷烯的相关研究以磷烯的性质和结构为主;(3)未来磷烯领域可能的研究方向为在性质和结构上继续探索磷烯材料界面的物理、化学特性,将其与其他二维材料进行比较分析;在应用上扩大磷烯材料的功能性应用并逐渐实现其商业化应用。

含裂缝水泥基材料的渗透溶蚀及其自愈

研究了含裂缝硬化水泥净浆、砂浆和混凝土试件中的渗透溶蚀过程及其对水泥基材料细观结构的影响。结果表明:在裂缝宽度和水力梯度相近情况下,硬化水泥净浆裂缝试件渗透性最高,而混凝土裂缝试件渗透性最低;在渗透的初始阶段,水泥基材料存在裂缝自愈过程,其中砂浆裂缝试件的自愈作用最大,而硬化水泥净浆裂缝试件的自愈作用最小;水泥基材料的渗透过程会导致硬化水泥浆体中Ca2+的溶出,破坏水泥石细观结构;当渗透速率较小,水泥基材料裂缝表面粗糙容易附着CaCO3晶体时,硬化水泥浆体中溶出的Ca2+可能与溶于水中的CO32–结合形成CaCO3结晶而成为混凝土裂缝自愈的原因之一。

碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的性能与硬化浆体结构(英文)

为充分利用磷渣和粉煤灰两种工业废渣生产高性能胶凝材料,研究了不同磷渣/粉煤灰配合比的碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料性能,并用扫描电子显微镜和压汞仪分析了硬化浆体的细观结构和孔结构。结果表明:碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的凝结时间正常,在粉煤灰掺量为0～30%(质量分数)范围内,随粉煤灰的掺量的增加,碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的凝结时间略有延长。与普通硅酸盐水泥相比,碱–磷渣胶凝材料的抗压强度较高,其3d和28d抗压强度分别可达到30.9MPa和98.8MPa,但其抗折强度相对较低。掺加粉煤灰后碱胶凝材料的抗压强度降低,而抗折强度提高。碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料的耐蚀性和抗冻性能均显著优于硅酸盐水泥,其干缩比硅酸盐水泥的大。用部分粉煤灰取代磷渣粉可一定程度减小干缩。碱–磷渣–粉煤灰胶凝材料硬化浆体的结构非常致密,其孔隙率和平均孔径均小于普通硅酸盐水泥硬化浆体。

碱磷渣胶凝材料硬化浆体及其与骨料界面结构

为研究碱磷渣胶凝材料的高强机理,用扫描电子显微镜研究了碱磷渣胶凝材料硬化浆体结构及其与骨料界面的结构,用压汞法研究了硬化浆体孔结构,并与硅酸盐水泥浆体的结构进行了对比.结果表明,与硅酸盐水泥浆体相比,碱磷渣胶凝材料浆体结构非常致密,孔隙率很低,孔径细小,浆体与骨料界面结构紧密,不存在如硅酸盐水泥浆体与骨料界面区常存在的Ca(OH)2定向生长及较非界面区疏松的情况.

碱磷渣胶凝材料的减缩防裂研究

研究了粉煤灰、钙质膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂和聚丙烯纤维对碱磷渣胶凝材料的物理力学性能的影响和减缩防裂作用。结果表明,用适量粉煤灰取代磷渣、添加用硬脂酸铝包覆的钙质膨胀剂都可以一定程度降低碱磷渣胶凝材料的收缩;用10%～15%(质量分数)的粉煤灰取代磷渣虽使碱磷渣胶凝材料的抗压强度有所降低,但其抗折强度提高;钙质膨胀剂会使碱磷渣胶凝材料的凝结时间略有缩短,强度稍有降低,而掺加硫铝酸钙膨胀剂会导致碱磷渣胶凝材料速凝,无法正常使用;添加聚丙烯纤维可大幅度提高碱磷渣胶凝材料的抗裂性。

工业工程的回顾与展望

工业工程学科的发展经历了一百多年的历史,伴随着科学技术的发展,其研究的范围、手段也日益扩大和综合,学科体系亦日趋完善。中国工业工程理论的研究必须结合我国的国情,分层次、分地域、分类型地进行,它将对我国经济增长方式的转换发挥巨大的作用。

等通道转角挤压制备Ag/Ti3AlC2复合材料及其热处理研究

采用等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)并结合热处理制备了Ag/Ti3AlC2复合材料。通过XRD、SEM分析物相和形貌,探讨了不同热处理条件下Ag/Ti3AlC2材料的电阻率和力学性能。结果表明:采用ECAP可以明显致密化Ag/Ti3AlC2疏松坯体,且在ECAP的剪切作用下,层片状Ti3AlC2颗粒沿基面分层并按一定方向排列。Ti3AlC2的定向排列使材料性能呈现各向异性:垂直于Ti3AlC2排列方向时,Ag/Ti3AlC2材料的电阻率和压缩强度更高。后续热处理提升了Ag/Ti3AlC2的电阻率和压缩强度,并发现在800℃时增幅显著。这主要归因于Ag与Ti3AlC2在高温下明显增强的界面反应。本研究表明采用ECAP方法可以在致密化Ag/MAX复合材料的同时调控其显微组织,而结合热处理可以进一步调控界面反应并优化材料性能。

高性能减水剂与胶凝材料适应性研究

文章针对高性能减水剂工程应用,从基础理论和工程应用两方面剖析了影响高性能减水剂与水泥、矿物外掺料适应性的主要因素。

铂镓合金板材焊接接头组织与力学性能研究

探索及分析铂镓合金板材的焊接工艺,旨在为铂镓合金催化网的焊接提供理论基础。试验制备了Pt-2Ga、Pt-3Ga-2Ru与Pt-5Ga的1 mm厚度板材,采用氩弧焊与不同功率的激光焊对合金进行焊接,对其焊接后的拉伸性能、断口形貌、热影响区宽度、焊接区域的微观组织以及焊接区域元素成分的偏析程度等进行研究。结果表明,Pt-5Ga合金脆性较大无法满足催化网制备条件,Pt-3Ga-2Ru合金的焊接性能优于Pt-2Ga合金,同时晶粒尺寸有大幅减小的趋势。激光焊焊接件的焊接性能优于氩弧焊焊接件,热影响区的宽度更窄,元素的偏析程度也有所减小。将不同功率下的激光焊接试样进行对比后发现:焊接功率设定在350 W时对Pt-3Ga-2Ru合金的拉伸性能最好。

深冷循环处理对铁基非晶涂层结构和摩擦磨损性能的影响

针对铁基非晶涂层塑韧性差的问题,对铁基非晶涂层进行了不同循环次数的深冷循环处理,研究了30次和60次深冷循环处理对涂层结构和摩擦磨损性能的影响。结果表明:深冷循环处理后,涂层仍与基体结合良好,呈典型的层状结构。深冷循环处理没有改变涂层的结构和非晶态本质,但提高了涂层的驰豫焓,涂层的自由体积含量增加,发生了回春现象。深冷循环处理的涂层在不同载荷(5,10,20 N)下的平均摩擦系数和磨损率均在30次时最低,H/E和H^(3)/E^(2)值最大,耐磨性最好。未处理涂层在不同载荷下的磨损机制以脆性剥落为主。深冷循环处理后,涂层的磨损机制由脆性剥落向磨粒磨损转变。深冷循环处理有助于提高铁基非晶涂层的耐磨性。

超声波焊接能量对铜/铝导线接头结合性能的影响

以BVR2.5铜线和BLV6铝线为研究对象,采用超声波焊接连接铜/铝异种金属导线,利用SEM,EDS,XRD和万能拉伸试验机分析超声波焊接能量对铜/铝导线焊接接头结合性能的影响.结果表明,超声波焊接可以实现铜/铝异种金属导线的有效连接.随着焊接能量增加,铜/铝界面原子相互扩散距离增加,但未形成中间相,接头抗拉力先升高后降低.当焊接能量较低时,接头抗拉强度取决于铜/铝导线冶金结合面积;当焊接能量超过300 J时,接头抗拉强度取决于铝侧有效承载面积;当焊接能量为300 J时,接头获得峰值拉伸载荷(409.8 N±8.9 N),拉伸时在铝侧断裂,断口为韧性断裂,接头性能较好.

臭氧微纳米气泡-高级氧化耦合工艺深度处理工业废水

工业废水具有水量大、水质复杂、污染物浓度高、毒性强、腐蚀性强及难降解等特点,传统处理技术难以取得良好效果。本研究首次将压力强化臭氧微纳米气泡与高级氧化工艺耦合,构建了新型压力强化臭氧微纳米气泡—高级氧化耦合工艺反应器。从污染物去除率、不同条件下反应器内气泡粒径差异、液体中臭氧浓度、溶解氧浓度及尾气中臭氧浓度等多角度明确了反应器的最优参数为0.3 Mpa的出水压力及0.5 L/min的进气流量,明确了反应器的最佳使用温度范围为15℃至25℃。并从活性自由基的角度阐明了压力强化臭氧微纳米气泡耦合高级氧化工艺去除水中难降解污染物过程中的机制。本研究的研究成果有望为实现控制工业废水处理成本、提高COD去除率和矿化难降解污染物,为臭氧微纳米气泡技术的高效运行及安装优化提供理论依据和技术支持。

基于现代信息技术的课程思政教学研究

高职专业课与课程思政教学的融合是课程改革研究的热点与难点。工科类专业课与课程思政的有机结合是授课的难点,寻找合适的思政融入点,达到润物无声的教学效果是思政教育的关键。高职学生生源结构复杂,在教学活动中要考虑基本学情,结合专业特色,寻找适合高职学生的思政授课方式。现代信息技术是落实课程思政教育的重要手段,选用金课坊平台作为课程资源建设载体,同时采用MATLAB自编软件进行补充,在实践教学中取得了良好效果,为课程思政教学提供了新的思路。

铜尾矿地方、团体标准对比分析研究及应用

针对我国有关铜尾矿在混凝土应用中没有国家标准的问题,对相关地方标准、团体标准的适用范围、技术指标和要求等进行了对比分析,以帮助企业和用户掌握标准,根据需求合理利用铜尾矿。

铈掺杂二氧化钛纳米管的光催化性能

利用溶胶-凝胶法,以多孔有序阳极氧化铝膜为模板制备掺杂稀土铈的二氧化钛纳米管,用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面仪对其进行表征;并以甲基橙为降解物,对未掺杂的二氧化钛纳米粉、纳米管以及掺杂铈的二氧化钛纳米粉和纳米管进行了光催化降解性能研究,并对降解机理进行了分析。结果表明:适量的掺杂有利于提高二氧化钛纳米管的光催化性能,提高对甲基橙的降解率;掺杂存在一个最佳量,本试验条件下为铈与钛的摩尔数比值在2%时,掺杂的二氧化钛纳米管光催化性能优于掺杂的纳米粉,在光照150 min后,甲基橙的降解率达80%以上。

铸铁等离子熔覆铁基合金耐磨涂层

利用等离子熔覆技术,选择合适的工艺参数,在硼铸铁基体上熔覆铁基合金粉末制备具有冶金结合的耐磨涂层。采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度,通过环-块磨损试验评估了涂层的耐磨性。结果表明,硼铸铁等离子熔覆铁基合金涂层组织主要由(Cr,Fe)7C3,α-(Fe,Cr)和Fe3C相组成;涂层的显微硬度可达600~1 200 HV 0.2;在干滑动磨损条件下,涂层的耐磨性约是基体试样的5倍。涂层中高硬度的(Cr,Fe)7C3及Fe3C相的抗磨骨架作用,大量Cr,Si原子溶入基体引起的过饱和固溶强化作用,涂层快速加热及快速凝固产生的细晶强化作用是涂层耐磨性提高的主要原因。

高含量氧化铝对EVA胶膜导热性能的影响

制备了高填充Al2O3/EVA复合胶膜。研究了Al2O3粒径、用量及表面性质等对复合胶膜导热性、力学性能以及粘合性的影响。采用激光闪射法测定了胶膜的导热性,动态粘弹谱仪测定了其动态粘弹性,热重分析仪测定了胶膜热失重曲线,并采用扫描电镜(SEM)观察了复合胶膜中Al2O3的分散和界面结合状态。结果表明,加入乙烯醋酸乙烯酯(EVA)胶膜质量80%的偶联剂改性Al2O3,可使复合胶膜导热系数提高1.2倍以上,Al2O3/EVA界面结合良好;热稳定性提高,而且胶膜具有良好粘合性和较高强韧性。

等径角挤压制备的超细晶AZ91D镁合金块材的腐蚀行为

采用原位腐蚀、全浸泡腐蚀和电化学腐蚀,研究等径角挤压制备的超细晶AZ91D镁合金块材在3.5%(质量分数)氯化钠溶液中的腐蚀行为。结果表明:超细晶AZ91D镁合金中α固溶体晶粒细小(1～2μm);铸态组织中网状β相被破碎、细化成10μm左右的粒子,孤立且均匀分布于α固溶体上;形变细化降低合金在含氯介质中的耐蚀性,表现出更严重的腐蚀形貌、更快的腐蚀速度、极化测试中更大的腐蚀电流密度、电化学阻抗频谱中更小的极化电阻,且合金腐蚀行为由局部腐蚀转变成严重的均匀腐蚀。引起合金块材耐蚀性下降因素有2个:一是形变α固溶体的化学活性较高(源于应变产生的大量高能晶体缺陷,如大角度晶界、高密度位错等);二是细化的β相丧失了阻滞腐蚀介质向α固溶体扩展的屏障作用。

粉煤灰空心微珠的Co-Ni-P化学镀及镀层的吸波性能

为了实现吸波材料的薄型化及轻量化,采用化学镀工艺对粉煤灰空心微珠(5μm级)进行表面电磁改性,制备出"核-壳"结构新型轻质复合粉体吸波材料,探讨了Co-Ni-P化学镀工艺参数对吸波性能的影响。借助SEM,EDS和微波矢量网络分析仪研究了施镀工艺参数对镀层形貌、成分与吸波性能的影响。结果表明,空心微珠表面镀层由粒径0.5～1.0μm的钴镍磷合金球形颗粒堆垛而成,厚度均匀,镀层合金成分与镀液组成存在明显差异;镀覆后空心微珠属于磁损耗介质,具有较强的软铁磁性能;镀液中m(Co2+)/m(Ni2+)为3∶1时,镀层的m(Co)/m(Ni)为1.34,按此配比包覆后的吸波性能最优;增加镀液中还原剂次亚磷酸钠的浓度至50 g/L时,镀层非晶化程度增大,形成双相软磁材料使吸波性能增强,对电磁波反射最低达到-31.5 dB,小于-10.0 dB的有效频宽达到4.5 GHz(在8.2～12.7 GHz),具有良好的吸波效果。