颗粒级配对黏结剂喷射打印碳化硅陶瓷性能的影响

碳化硅(SiC)陶瓷作为一种高性能结构功能一体化的陶瓷材料,在航空航天、核能工业和制动系统等领域应用广泛。然而,传统的制造方法无法满足大尺寸复杂结构SiC陶瓷日益增长的市场需求,例如发动机喷嘴、襟翼和涡轮叶片等。黏结剂喷射(BJ)3D打印突破了传统成型的约束,可以提供新的制造思路。本工作采用颗粒级配SiC的思路,基于级配理论优化较佳的颗粒度配比,研究了BJ打印对级配前后SiC陶瓷素坯及烧结体性能的影响。研究发现,BJ打印级配后的SiC素坯经过一次前驱体浸渍裂解(PIP)处理,能够快速制备抗弯强度最大达到(16.70±0.53)MPa的SiC素坯,相比采用20μm中位径未级配的样品提高了116%。进一步采用液相渗硅制备了致密的SiC陶瓷,其密度、抗弯强度、弹性模量和断裂韧性分别达到(2.655±0.001)g/cm^(3),(285±30)MPa,(243±12)GPa和(2.54±0.02)MPa·m^(1/2)。XRD分析表明,SiC烧结体主要以3C-β-SiC晶为主。本研究基于颗粒级配的原料,采用黏结剂喷射打印,结合一次浸渍裂解与液相渗硅制备工艺,高效可靠地制备了高性能SiC陶瓷材料。

云砼石对混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响

研究了云砼石以0、20%、40%、60%、80%、100%等体积取代石子对混凝土抗氯离子渗透性和干燥养护条件下混凝土强度的影响。结果发现,云砼石等体积取代石子量增加时,混凝土的非稳态迁移系数(DRCM)缓慢增加。但云砼石等体积取代石子量在0~80%范围内,混凝土的抗氯离子渗透等级无明显影响;干燥养护条件下(温度(20±2)℃、相对湿度RH=(50±5)%,随着云砼石等体积取代石子从0增长至100%,强度从46.7 MPa增长至61.2 MPa,增长率约为17.99%~31.05%,原因在于云砼石的内养护效应和其与水泥基体之间形成的一种机械镶嵌结构。

蒸压硅酸盐陶粒混凝土梁受弯性能研究

为探究新型蒸压硅酸盐陶粒在桥梁结构中应用的可行性,进行了蒸压硅酸盐陶粒混凝土梁的静力受弯试验,研究了梁的受力过程和变形规律,并分析了其正截面弯曲承载力以及挠度。结果表明:随着蒸压硅酸盐陶粒掺量的增加,混凝土梁的正截面抗弯承载力最大提升了20%;使用普通混凝土梁的计算公式对蒸压硅酸盐陶粒混凝土梁的承载力进行计算,得到的实测值均高于理论值,安全系数可达1.1倍以上;蒸压硅酸盐陶粒混凝土梁的裂缝发展和破坏规律与普通混凝土梁一致,可以安全地用于桥梁结构,减轻桥梁自重;采用现行规范中关于正截面受弯承载力和挠度的计算公式对蒸压硅酸盐陶粒混凝土梁进行设计,其结果安全可靠。

蒸压陶粒轻骨料混凝土的力学性能研究

为探究蒸压陶粒轻骨料混凝土中的力学性能,研究了蒸压陶粒轻骨料混凝土在不同水灰比条件下的干表观密度、抗压强度、劈裂抗拉强度和超声波声速。结果发现:蒸压陶粒轻骨料陶粒混凝土的干表观密度为1855~1988kg/m^(3)之间,蒸压陶粒轻骨料混凝土在1d、3d和7d的强度分别是28d强度的37%~66%、73%~76%和84%~92%。劈裂抗拉强度满足结构混凝土的要求。陶粒混凝土1d、3d和7d的抗压强度与28d强度具有良好的线性关系,28d劈裂抗拉强度与28d抗压强度有良好的指数关系,陶粒混凝土的强度与超声波声速存在较强的指数关系。该研究成果将为蒸压陶粒在混凝土中的应用提供技术支撑。

改性木质素磺酸钙制备高效减水剂的应用研究

利用化学处理方法 ,对木钙进行改性 ,并与萘系高效减水剂复合配制成改性木钙复合外加剂 ,该外加剂具有高减水性 ,高早强性 ,低缓凝性 ,可大大降低萘系高效减水剂成本 ,拓宽了木钙的应用范围。

人造硅灰结构及火山灰活性研究

以蛇纹石为原料经浓酸处理 ,其滤液用于制备轻质氧化镁 ,其残渣主要成分是二氧化硅 ,对残渣进一步超细粉磨加工制成人造硅灰。利用近代测试技术对人造硅灰的形貌、晶相、物相及孔结构和微结构形成过程进行研究 ,测试结果表明 ,人造硅灰是一种非晶态、隐晶质物质 ,具有较大的内比表面积的多孔体 ,具有较高的火山灰活性 ,是一种较为理想的替代硅灰材料。

含蜡原油热输管道轴向温降计算及其应用

根据含蜡原油在三个不同温度区域的比热表达式，从能量平衡关系式出发，推导出了含蜡原油热输管道轴向温降的计算公式，并与苏霍夫温降公式进行了比较。结果表明：实际运行情况下，原有的外输油起点温度范围已不再是最佳的选择。应用推导出的计算公式计算并调整外输起点温度，可以大大降低不必要的能量消耗，每年可节约燃料费29．2×10^4 RMB￥。

少熟料水泥中大掺量矿渣激发条件的研究

研究在粉碎活化、碱性激发和硫酸盐复合激发的作用下 ,大掺量矿渣的活性激发与强度的关系。研究结果表明 ,对矿渣进行活化激发可显著提高大掺量矿渣水泥的早期和后期强度。将各种激发条件复合并在工业生产中应用可生产高标号少熟料和无熟料砌筑水泥。

煅烧硫酸铝渣的结构和火山灰活性研究

生产硫酸铝排出尾渣 ,其主要矿物是高岭土和一水铝石 .对尾渣进行煅烧处理 ,采用差热 -热重和 XRD对样品进行微结构研究 ,在 70 0℃～ 1 0 0 0℃煅烧主要物相是无定形偏高岭相 ,具有较大的内比表面积和较高的火山灰活性 .研究表明 ,将经过煅烧处理的硫酸铝尾渣和高效减水剂共同掺入水泥中 。

粉煤灰轻质隔热耐火砖的研制

利用电厂优质粉煤灰 ,加入少量辅助材料及复合结合剂 ,制成体积密度为 0 .6～ 1.0g/cm的轻质隔热耐火砖。制品掺灰量为 60～ 90 % ,无需粘土结合 ,导热系数小 ,热稳定性好 ,成本低 ,可替代漂珠砖用于冶金、机械。

一种新的湿排粉煤灰活化处理方法

纳米技术和纳米材料的科学价值已逐渐被人们所认识,利用纳米技术对粉煤灰表面进行化学处理,使粉煤灰表面形成纳米、微米尺寸的活化腐蚀层。采用这种方法可大大提高粉煤灰水泥早期强度和后期强度,提高粉煤灰掺量。经处理的活化粉煤灰具有早强、减水效果,可用于砼掺和料,掺量可达30％～50％,具有较大的应用和推广价值。

等离子喷涂工艺对Fe基非晶合金涂层微观组织结构的影响

通过等离子喷涂技术在Q235基体上制备了一种Fe基非晶涂层。该涂层结构均匀致密,主要含有具有Fe、Cr、B、Si、Ni、Mo和W。通过合理安排实验方案,分别研究了等离子喷涂电压、电流、喷涂距离对涂层的孔隙率、微观组织结构的影响规律。在等离子输入功率一定时,采用较高的喷涂电压将获得孔隙率更低的Fe基涂层;涂层孔隙率分别随等离子输入功率和喷涂距离的增加,均呈先降低后升高的趋势。等离子输入功率为30.25kW时,所制备的Fe基涂层孔隙率为1.19%,显微硬度为717HV0.1。

HVOF喷涂Fe基非晶合金涂层的组织结构和耐腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术,制备了含Fe、Cr、Mo、Ni、P、Si、B的Fe基非晶合金涂层。利用显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、电化学工作站、差示扫描量热仪等设备对涂层的组织结构、耐腐蚀性能和热稳定性进行了研究。喷涂工艺参数为:氧气压力0.6MPa,氧气流量166L·min-1,丙烷压力0.55MPa,丙烷流量24L·min-1,喷涂距离350mm。制备的涂层孔隙率和显微硬度分别为1.8%和823HV0.1,其非晶化程度较高;微观结构分析表明涂层由熔化变形成扁平粒子、未熔化的粉末颗粒以及孔隙、裂纹等缺陷组成的波浪层状组织。相组织结构分析表明涂层主要由非晶相组成,含有少量的纳米晶相组织。差示扫描量热仪测试表明所制备涂层的晶化区间为532℃～580℃。电化学测试表明,Fe基非晶合金涂层在1mol·L-1的H2SO4、10%NaOH和3.5%NaCl溶液中都经历了活性溶解—钝化—过钝化的过程,涂层在NaOH溶液中的耐腐蚀性能最强,其次为NaCl溶液,在H2SO4溶液中的耐腐蚀性能较差。

湿排粉煤灰的活化及其应用研究

利用纳米技术及纳米制备方法处理粉煤灰, 使其表面形成纳米、微米尺寸的活化腐蚀层,或利用化学反应形成纳米、微米尺寸的活化沉淀物, 可大大提高粉煤灰水泥的早期强度和后期强度及粉煤灰掺量. 经处理的系列活化粉煤灰具有早强、减水效果, 可用作混凝土掺和料, 掺量达30%～50%, 具有一定的应用和推广价值.

建筑节能理想承重墙体材料——高强度粉煤灰加气砼研究

采用活化石灰 ,活化粉煤灰和外加剂等综合技术途径 ,制备容重小于 1 0 0 0kg/m3抗压强度大于 1 5MPa的超高强加气砼。研究表明 ,活化石灰、活化粉煤灰可加速加气砼在蒸压养护过程中的水热合成反应 ,使孔间壁更加致密 ,水化物匹配合理。超高强加气砼可代替粘土砖并用于承重砌体结构。

超音速火焰喷涂焰流和粒子流的数值模拟研究

本文采用FLUENT流体力学数值模拟软件,以自行研发的TJ-9000型喷涂系统为基础,基于有限体积法,根据流体力学建立数学模型,对采用该系统喷涂制备WC-12Co涂层过程中的焰流及粒子流飞行传热过程进行了仿真模拟。TJ-9000型HVOF系统以氧气为助燃气体,丙烷为燃料。氧气与丙烷的总质量流速Q一定时,其质量比n与焰流的温度和速度呈抛物线的变化关系。当Q=16g/s,n=3.0时,焰流温度能达到3000K以上,焰流速度1800m/s左右;并且在自由射流阶段的前半段和靠近基体的位置存在较大的径向焰流速度。研究发现小粒径的粒子温度和速度的变化对焰流都具有很强的跟随性,表现为升得快也降得快。由于焰流的湍流特性和径向速度的存在,粒径小于20μm的粒子会随焰流一起沿径向飞行而不能到达基体。粒径太大则熔化程度太低从而降低涂层的结合强度。本文选用的WC-12Co颗粒的最适宜粒径分布范围为20～40μm。

承重粉煤灰加气混凝土的研究

在粉煤灰加气混凝土生产中，应用外加剂和活性粉煤灰技术可以生产超高强加气混凝土，其抗压强度为8．0～10．0MPa，而密度仅为800kg／m3，适用于砌体结构的承重墙体。本文表明：超高强度机理是以加速反应初始时期钙硅水化热反应和从CSH（B）到托勃莫莱石的相转化，增加托勃莫莱石数量和改善加气混凝土的气孔结构。

活化石灰活化粉煤灰制备超高强度加气混凝土研究

采用活化石灰、活化粉煤灰和外加剂等综合技术途径，制各密度小于1000kg／m3、抗压强度大于15MPa的超高强度加气检。研究表明，活化石灰、活化粉煤灰可加达加气破在蒸压养护过程中的水热合成反应，使孔问壁更加致密、水化物匹配合理。超高强度加气检可代替粘土砖用于承重砌体结构。

外加剂在高强加气混凝土中的作用

将外加剂技术、粉煤灰活化工艺应用于粉煤灰加气混凝土中，可产生出密度８００ｋｇ／ｍ３、抗压强度８～１０ＭＰａ高强度加气混凝土，使加气混凝土具有承重功能。

节能承重墙体材料——高强度粉煤灰加气混凝土研究

采用活化石灰 ,活化粉煤灰和外加剂等综合技术途径 ,制备具有容重小于1000kg/m3 抗压强度大于15MPa的高强度加气混凝土。研究表明 ,活化石灰、活化粉煤灰可加速加气混凝土在蒸压养护过程中的水热合成反应 ,明显提高制品的强度。