关于室温磁制冷材料的评价

如何评价开发的新型材料是否适合在室温磁制冷机中使用,有不同的看法。将最近报道的有影响的磁制冷材料如Gd Si Ge系列合金,La Fe Si系列合金与金属钆进行对比,说明不能仅仅根据等温磁熵变的数据判断它是否适用于磁制冷机中。应该以金属钆作为室温磁制冷材料的基准材料,全面评定各个新开发的磁制冷材料的绝热温变、使用温度区间、单位体积磁熵变等参数。数据说明,金属钆在综合性能上具有优势,是目前室温磁制冷机主要采用的磁制冷剂。

(Gd_(1-x)RE_x)_5Si_4(RE=Dy,Ho)系列材料磁熵变研究

对(Gd1-xDyx)5Si4(x=0.1,0.2,0.3,0.35)和(Gd1-xHox)5Si4(x=0.05,0.15,0.25)系列合金的居里温度、磁相变、磁熵变等磁性质进行了研究。结果发现:该系列合金保持了Gd5Si4的Sm5Ge4正交型晶体结构,居里温度随着引入的x量的增加而呈近似线性减小趋势;在居里温度附近样品的磁特性符合二级相变规律;通过调节Dy或Ho的含量调节居里点,样品中不含贵重元素Ge,大大降低了成本;在较宽的温度范围和低场下(<2T)具有较大的磁熵变值从而使其适合于被制成梯度功能复合材料。研究表明(Gd1-xREx)5Si4(RE=Dy,Ho)系列材料有望成为较好的室温低场磁制工质。

磁制冷材料表面保护膜附着性能的研究

利用直流磁控溅射技术在Gd基体上分别镀不锈钢和Ti。用扫描电镜(SEM)、能谱仪、XPS对薄膜表征,用引拉法测定了薄膜的附着强度。结果表明:采用溅射法在Gd基体上镀膜表面质量好,膜基界面结合良好,附着强度大(15MPa)。

室温磁制冷材料Gd与Cu的真空扩散焊工艺

针对室温磁制冷材料Gd本身导热系数低特点，提出了采用真空扩散焊方法改善（甜导热性能的成型工艺方案，在温度为550～620℃，压强为12-20Mpa，保温时间为30～120min条件下，实现了钆和铜异种材料连接，并比较了在钆基体上溅射一层铜薄膜和不溅射薄膜两种条件下的工艺性能。结果表明，溅射对钆基体无明显的影响，同时铜的加入对钆的磁性能影响很小，可忽略不计，本丁艺方案切实可行。

VC-WC-Fe基表面复合材料的显微组织研究

应用SEM和XRD研究了原位生成VC陶瓷颗粒及外加WC陶瓷颗粒增强Fe基表面复合材料的显微组织。结果表明,VC和WC能根据各自的含量相互固溶,这对增强相与基体的结合强度会产生有益的影响,将能明显提高表面层的抗冲击性和耐磨性。

室温磁制冷材料的成型工艺研究

由于室温磁制冷材料在磁制冷机工作中存在许多问题,致使磁制冷机工作频率不高,制冷功率低。针对不同形状、不同种类的磁制冷材料本身导热系数低和金属间化合物的特点,分析比较了几种成型工艺方法,提出了一种新的成型工艺方案。

磁制冷材料绝热温变测试数据自动控制分析系统

磁制冷是目前全球公认取代氟利昂的最佳制冷方式。具有循环效率高、节能、运动部件少、无污染等优点而更富有竞争力,被誉为绿色制冷技术。评价一种磁性制冷材料的性能好坏,对其进行绝热温变测试是很重要的一步。以前采用的温变测试手段主要以人工将材料放入磁场中,手工记录为主的测试方式,其缺点失不能准确的控制试样进出磁场的速度和停留时间,造成误差较大。笔者针对这一问题,对该测试系统进行了改进,采用VB6.0编程,利用计算机对整个测试系统进行控制和分析并同时对数据信号进行记录分析,大大提高了测量的精度和可靠度,系统误差小于3%。本文着重阐述了笔者对绝热温变测试系统的改造方案,分析了改造后系统测试的精确度及自动化程度,并分析了误差来源及系统需进一步完善的地方。

Gd_(0.97-x)Dy_xV_(0.03)-Cu磁制冷材料复合工艺研究

利用导热模型对磁制冷材料与Cu的复合能否提高传热效率进行了可行性分析。采用真空扩散焊接实现了Gd0.97-xDyxV0.03(x=0.0,0.1,0.2,0.3)合金与Cu两种性能差异很大的材料之间的复合连接,其最佳复合工艺参数为:焊接温度610℃,压强为16MPa,保温时间为110min。复合后的磁制冷材料的最大结合强度为24.6Mpa,并且磁制冷材料与Cu界面结合紧密,无缝隙等缺陷,该工艺为复合磁制冷材料制备方法提供了新的工艺方向。

制备工艺对扩散连接材料Cu表面质量的影响

精密零部件进行真空扩散连接时,主要的扩散工艺参数对材料表面质量会有重要影响。以镜面无氧铜(Cu)为对象,改变保温温度和保温时间分别研究了这些因素对其表面质量的影响。结果表明,若保温时间均为60min,则加热温度越高,其表面晶界越清晰,且粗糙度亦有不同程度增加,而当加热温度达到800℃,其晶粒粗化,部分大晶粒内部出现孪晶和滑移带,表面粗糙度增加了11.2nm。此外,若将加热温度控制为450℃,则保温时间越长,表面粗糙度越大,但当保温时间超过180min后,表面粗糙度的增加量开始减小,然而最终会趋于稳定,为4.0nm左右。

PLA/R-TiO2复合材料的紫外光老化行为

为研究聚乳酸/金红石型二氧化钛(PLA/R-TiO2)复合材料抗紫外老化行为,揭示R-TiO2散射紫外光线的抗老化机理,采用熔融共混法制备PLA/R-TiO2复合材料,通过差示扫描量热(DSC)分析、X射线衍射(XRD)、全反射红外光谱(ATR-FTIR)、力学性能测试,以及扫描电镜(SEM)观察等方法,研究PLA经紫外光辐照前后的结构性能变化以及R-TiO2在改善PLA抗紫外光性能方面的作用。结果表明:R-TiO2的引入可促进PLA结晶,结晶度由12.11%增加到25.91%;随老化时间延长,PLA拉伸强度下降了94.5%,色差值增加到4.13,表面出现裂纹和孔洞结构;随R-TiO2用量增加,拉伸强度下降幅度明显降低,色差值减小,其中R-TiO2添加量为3wt%时可有效改善PLA的紫外稳定性。

PP/SBS复合材料共混改性及性能研究

分别采用一阶、二阶熔融共混的方法制备出PP/SBS复合材料,研究了该复合材料体系中不同含量的弹性体SBS对PP性能的影响。并通过冲击、拉伸和熔融指数等实验,分析了共混物中SBS的含量对PP的冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率和熔融指数等性能的影响。结果表明:在PP中加入了不同含量的弹性体SBS,对其各种性能的影响均不相同,通过对比一阶和二阶共混工艺的性能,还得到二阶共混比一阶共混工艺性能好;同时得到在基体PP中加入15%的SBS,其综合性能最好,并且还大大改善了PP的冲击强度和韧性,使其性能得以提高。

纳米CaCO_3改性HDPE复合材料的性能研究

利用熔融共混法制备HDPE/纳米CaCO3复合材料,研究了纳米CaCO3含量对HDPE基体性能的影响。实验结果表明:加入纳米CaCO3后,HDPE基体的力学性能得到提高。其中,随着纳米CaCO3含量增加,复合材料拉伸强度提高,冲击强度、断裂伸长率有所下降。当加入含量为4%时复合材料具有较好的综合力学性能。此后随着纳米Ca-CO3含量的继续增加复合材料性能降低。同时加入纳米CaCO3后,复合材料的结晶起始温度提高,结晶峰变窄,熔融热晗增大,结晶度提高。

人工缺陷下感应淬火重载铁路车轴损伤容限评价

目的研究不同感应淬火工艺对重载铁路车轴钢试样梯度结构的影响,阐明不同人工缺陷下感应淬火试样的疲劳断裂行为,并评价损伤容限,为重载铁路车轴感应淬火工艺设计和损伤容限评价提供理论基础和评价方法。方法在AAR-CM车轴钢试样表面采用不同感应淬火工艺参数制备不同深度淬硬层,采用X射线测量淬硬层残余应力分布,通过电火花和空气炮在正火态和感应淬火试样表面制备不同尺寸的电火花或冲击损伤,采用疲劳试验机研究损伤试样的弯曲疲劳性能,借助光学显微镜和扫描电镜分析试样的损伤机理和疲劳断裂行为,并对其疲劳性能进行评价。结果在3种工艺下感应淬火试样有效淬硬层深度分别为800、1200、1400μm。在电火花缺口尺寸较小时,感应淬火试样的疲劳强度比正火态试样高出50%。在冲击损伤尺寸较小时,感应淬火试样的疲劳强度比正火态试样高出40%。较小的尺寸冲击损伤对正火态和感应淬火处理试样的疲劳强度无影响。结论感应淬火可提高重载铁路车轴钢试样表面强度,进而提高其耐冲击性能,残余压应力减弱了电火花缺口试样和低速冲击损伤对试样疲劳强度的影响,高速冲击破坏了试样表面完整性,并削弱了残余压应力的作用,试样的疲劳强度急剧降低。文中设计的淬硬层深度对感应淬火试样损伤容限的影响较小。

PBT的增韧改性研究进展

结合聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的应用、结构与韧性特征,综述了近年来对PBT进行增韧改性的各种方法及其对共混物形态结构、力学性能等方面的影响,这些方法包括共聚增韧、弹性体增韧、与聚烯烃共混、核-壳共聚物增韧及热塑性工程塑料增韧等。并指出PBT的增韧改性方向是实现PBT的强韧化。

Ba_(1-x)Mg_xAl_2Si_2O_8晶体结构与微波介电性能的研究

采用固相烧结法,按化学计量比Ba_(1-x)Mg_xAl_2Si_2O_8(x=0,0.05,0.1,0.15,0.3,0.5)制备样品,考察不同MgO含量对BaO-Al_2O_3-SiO_2系介电材料晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明,MgO可以降低烧结温度,促进六方相转变为单斜相,当添加量x≥0.15时,相转变可以达到100%。当x≤0.15时,适量的MgO可以有效地促进单斜钡长石晶粒的长大。在0.05≤x≤0.1范围内,随着MgO含量的增加,单斜钡长石衍射峰增强,晶粒尺寸增大,密度、介电常数与τf均随MgO含量的增加而增大。在x=0.1,烧结温度为1400℃时,可获得综合性能相对较好的单斜钡长石,其介电性能ε_r=6.44,Q×f=16461 GHz,τ_f=–30.6×10^(-6) K^(-1)。

聚乳酸改性的研究进展

综述了聚乳酸在力学性能、热稳定性及降解特性、药物载体应用等方面的国内外最新改性研究进展,并对其发展和应用前景进行了展望。

等离子喷涂氧化铝涂层的热震性能及微观组织特征

以团聚氧化铝复合颗粒为原料,采用等离子喷涂法,变化特征喷涂参数(CPSP),在Q235钢表面制备陶瓷涂层。对制备的涂层进行热震性能测试,并用扫描电镜和X射线衍射仪分析粉末和热震性能较优涂层的微观结构和相组成特征。结果表明:随特征喷涂参数(CPSP)值的上升,热震循环次数先增大后降低;以适中的特征喷涂参数(CPSP=750 A.V/L.min-1)制备的陶瓷涂层,热震循环次数最大;其微观结构为典型的双模结构,由部分熔化区和完全熔化区组成;涂层中主要物相为γ-Al2O3、α-Al2O3和Al2TiO5。

空气锤钻井技术在气体钻井中的应用

空气锤钻井是一种低钻压、低转速、高冲击破岩回转钻进技术,它兼容了气体钻井和冲击回转钻井的优势,其机械钻速一般比回转钻井高,是当今解决硬岩钻井难题的一种有效方法。在气体钻井中,空气锤钻井技术解决了不能在打快的前提下控制井斜的难题,是目前最可行最有效的技术。介绍了空气锤结构与工作原理、钻井参数的选取、现场取得的效果和存在的问题等。

冷喷涂Al涂层性能及沉积行为的分析

利用自行研制的冷喷涂系统制备出Al涂层,对涂层的结合强度、孔隙率以及显微硬度等进行了测试,借助金相显微镜及扫描电镜对涂层与界面的组织形貌进行观察,并对Al涂层的沉积行为进行了分析。结果表明,冷喷涂铝涂层以机械镶嵌的方式结合,颗粒在与基体冲击碰撞后变成长条状,并且其变形方向与冲击方向成直角。

多孔纳米二氧化钛薄膜的制备及其光催化活性

本文采用溶胶凝胶法在普通玻璃基片上成功制备了多孔纳米二氧化钛薄膜。用扫描电镜对薄膜的表面形貌进行了表征,同时利用XRD谱图对其晶型结构进行分析,结果表明,加水量、升温速度等因素对薄膜的质量都有影响。光催化实验表明：多孔纳米二氧化钛薄膜的催化效果最好,120min内甲基橙降解率可达到98%。