固溶处理对新型全奥氏体高锰低温钢微观组织、力学性能及摩擦性能的影响

针对新型奥氏体高锰低温钢在LNG (Liquefied natural gas)储罐应用中的磨损问题,本文中研究了不同固溶处理温度对微观组织、力学性能和耐磨性能影响以及三者之间的关联性.将25Mn高锰钢分别在950、1 000、1 050以及1 100℃下固溶处理0.5 h,并采用光学显微镜、白光干涉仪、扫描电子显微镜及能谱仪对试样的微观组织、磨损轮廓和磨痕形貌进行了表征.结果表明:随着固溶处理温度的升高,高锰钢的表面硬度逐渐下降,1 100℃固溶处理后钢材硬度降到最低,约为261 HV.另外,钢材的抗拉强度随固溶温度升高先增大后减小,其中在1 000℃下展现出最优的抗拉强度、屈服强度及应变硬化速率.在摩擦性能测试结果中可以看出,高锰钢表面平均摩擦系数随着固溶处理温度先增大后减小再增大,在1 000℃时因发生氧化摩擦而降到最低,约为0.39,磨损率为0.49‰,表现了最优的耐磨性能.这主要是由于1 000℃热处理后的高锰钢磨痕表面密布颗粒均匀的碳化物,导致磨损后的硬度增大近50.6%,磨损机理从颗粒磨损与疲劳磨损结合转变为黏着磨损为主,颗粒磨损为辅.

基于共溅射ZnO/SnO_(2)异质结薄膜的气体传感器研究

采用射频磁控共溅射法在叉指电极上制备了ZnO/SnO_(2)n-n异质结复合薄膜,系统测试了其气敏特性,并分析了其气敏机理。结果表明,与ZnO薄膜和SnO_(2)薄膜气体传感器相比,ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器具有更低的工作温度、更高的灵敏度以及更快的响应和恢复速度。ZnO/SnO_(2)异质结薄膜气体传感器对乙醇具有较好的选择性,最低检测体积分数为1×10^(-6),最佳工作温度为250℃;对1×10^(-4)乙醇气体的灵敏度可达18.4,响应时间和恢复时间分别为10 s和19 s。

文化融合视角下府衙建筑立面装饰转型研究——以太原督军府为例

太原督军府是民国山西省行政机构的核心办公区,在1918—1937年间历经两次改扩建。府内现存建筑立面造型丰富、装饰风格多样,是上世纪行政变革年代中西方建筑文化碰撞后的产物。文章通过对督军府内建筑立面装饰转型的研究,发掘其历史承载价值,探讨立面装饰风格转型背后所隐含的政治、经济、文化等社会因素,并总结出建筑群整体特征呈现中西合璧、新旧交融、实用为主的结论,以期为历史建筑保护以及当代建筑设计思路提供一定的参考。

植物油基多元醇水性聚氨酯的制备及防污性能

传统的高分子防污材料多来源于不可再生、不环保的石化资源,可再生、来源广、价格低廉的植物油基水性聚氨酯的研究多但开发难度相对高,未能广泛应用,因此开发具有高附加值的植物油基材料具有重要的现实意义。文中通过探索不同相对分子质量聚乙二醇单甲醚(MPEG)开环环氧大豆油的反应条件,在植物油脂肪酸侧链上偶联上不同链长的聚乙二醇(PEG)防污基团,通过红外光谱、凝胶渗透色谱及核磁共振谱等表征MPEG的开环效率及产物结构,确定了MPEG开环环氧大豆油的最优开环条件,其羟基与环氧基团摩尔比为1.5:1,滴完ESO继续反应15 min,所得植物油基防污多元醇羟值范围在77.17~120.20 mg KOH/g。然后将其引入聚氨酯结构中,较简单地制备了系列防污植物油基水性聚氨酯乳液。结果表明,该涂层对革兰氏阳性菌和阴性菌以及极易形成生物膜的细菌等均具有良好的防污性能,对生物质资源的高附加值利用具有重要意义。

海洋微生物介质中碳钢腐蚀电化学行为研究

采用电化学阻抗谱、极化曲线等测试技术,研究了碳钢在不同培养周期下的海水微生物介质中的腐蚀行为。结果表明,海水中未经纯化的微生物使碳钢电极的腐蚀电位负移;电极表面完整均匀微生物膜的存在不改变阴极的极化类型和控制步骤,只对阳极腐蚀过程起加速作用;电化学阻抗谱证实,在有菌存在的条件下,电极的阻抗值下降,微生物的存在会加速碳钢电极的腐蚀作用。

基于磁性Fe–MOF掺杂纳米银环保复合防污剂的制备及其性能

目的研发新型环保防污涂料,在保证海洋防污效果的基础上,尽量减少海洋防污剂的使用量和避免因表面涂层脱落而带来的重金属污染等问题。方法成功制备了2种基于金属有机框架材料(MOF)掺杂纳米银的复合防污剂〔Ag/PDA–Fe–MOF(700℃)、Fe_(3)O_(4)@Fe–MOF@Ag〕。采用水热法制备的Fe–MOF呈正八面体形态,尺寸均匀,约为2~3μm。经过700℃真空退火处理后整体尺寸缩小,达到纳米级别,约为100~200 nm,通过分析X射线衍射图谱证明无磁MOF经过退火后转变为强磁性的Fe_(3)O_(4)。另外,采用共沉淀法和水热法合成的Fe_(3)O_(4)@Fe–MOF也呈正八面体结构,尺寸差别较大,较大的颗粒长度为5~6μm,较小的颗粒粒径仅为400 nm左右。后续通过聚多巴胺和还原法成功在2种颗粒表面组装纳米Ag颗粒,质量分数约为0.66%。结果抑菌圈结果显示,Ag/PDA–Fe–MOF(700℃)对Bacillus subtilis的生长仅有轻微抑制作用;而Fe_(3)O_(4)@Fe–MOF@Ag表现出显著的杀菌效果,抑菌区直径约为1.5 cm。进一步使用荧光染色法考察5%、20%(质量分数)的Fe_(3)O_(4)@Fe–MOF@Ag与聚二甲基硅氧烷(PDMS)杂化制得的涂料的防污性能,发现磁处理后样品的细菌附着情况明显优于未处理样品的细菌附着情况,尤其是20%的Fe_(3)O_(4)@Fe–MOF@Ag复合涂料磁处理后浸泡7 d表面未有活菌附着。结论利用磁性填料的特性使防污剂富集在涂层上表面,降低防污剂的使用量,并减轻防污涂料产生的微塑料污染问题。

TMCP型FH36级船用钢板在不同温度下的摩擦磨损性能研究

FH36钢材作为使用在低温恶劣环境下的大型货轮、客轮及海工装备急需基础材料,因其低温高强以及高韧性能得到广泛关注.FH36钢材在冰区环境使用时,不可避免受到冰载荷摩擦磨损破坏作用.本研究中对使用控轧控冷工艺(Thermo mechanical control process,TMCP)制备的不同厚度的FH36级船用钢板在20、−5和−20℃条件下的摩擦磨损性能开展试验分析.使用UMT-2 TriboLab型多功能摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验,试验选取磨球为氧化铝磨球,直径为8 mm,摩擦方式是球面接触,往复摩擦距离5 mm,载荷为20 N,频率2 Hz,测试的时间为2 h.使用Bruker Contour GT-1型白光干涉仪对钢样在摩擦磨损后的磨痕轮廓进行测量.利用公式通过摩擦磨损试验后钢样的体积损失计算出钢样的磨损量,并对摩擦磨损试验所得到的摩擦系数和磨损量进行对比分析.使用CXS-5TAH-118340扫描电子显微镜对钢样的表面微观形貌进行观察并进行摩擦磨损机理分析.试验结果表明,不同轧制深度部位的微观组织变化会直接影响钢材的耐磨性能.轧制钢板表层组织以铁素体和珠光体为主,1/2处组织以铁素体、珠光体和粒状贝氏体为主;两种钢板表层硬度均高于1/2处样品的硬度,其中厚度为20 mm钢板表层和1/2处硬度分别为490 HV和441 HV;厚度为40 mm钢板表层和1/2处硬度分别为507 HV和451 HV;在2、−5和−20℃条件下,钢板表层的平均摩擦系数都明显高于1/2处的平均摩擦系数,相应的磨痕深度、宽度以及磨损量都较小.另外,低温环境对FH36级船用钢板的耐磨性影响较大,表层及1/2处样品的磨损量均随着温度降低逐渐加大,磨损机理以磨粒磨损为主,以疲劳磨损和黏着磨损为辅.

羧甲基壳聚糖在酸性溶液中缓蚀性能

采用失重及电化学方法(EIS和Tafel曲线)研究了羧甲基壳聚糖(CM-chitosan)作为一种绿色缓蚀剂,在1mol·L-1HCl和0.5mol·L-1H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用。结果表明,CM-chitosan是一种良好的缓蚀剂,且在1mol·L-1HCl溶液中的缓蚀作用要优于在0.5mol·L-1H2SO4溶液中的缓蚀作用。在HCl和H2SO4两种酸性溶液中,CM-chitosan在碳钢表面的吸附都遵循修正的Langmuir吸附等温式。

液相化学还原法制备纳米银及抗菌性能研究

选用液相化学还原法,分别在以羧甲基纤维素钠(Carboxymethyl cellulose sodium,CMC)和葡萄糖为还原剂的体系下制备纳米银颗粒,并进行了对比分析。通过紫外分光光度计、X射线衍射和透射电镜等测试手段对其进行了表征。结果表明,用CMC体系制备的纳米银粉末平均粒径为20～30nm,为多晶结构;用葡萄糖体系制备的纳米银粉末平均粒径为25～35nm,为面心结构。利用抑菌圈法对纳米银的抗菌性能进行测试,结果显示2种体系下制备的纳米银对海洋芽孢杆菌都有很好的抑制作用。

304不锈钢在微生物介质中的腐蚀行为

利用间歇式方法培养海水中的细菌,用极化曲线和电化学阻抗谱研究304不锈钢在有菌和无菌培养基中的腐蚀行为。研究表明,前者的阳极极化电流密度大于后者,且随着培养时间的延长,电化学阻抗值在无菌培养基中先降低后升高,而在有菌培养基中一直降低。表明海水中的细菌对304不锈钢的腐蚀起到促进作用,诱导了不锈钢点蚀的发生。

盐酸溶液中羧甲基壳聚糖对碳钢的缓蚀吸附性能研究

用失重法研究了1 mol/L盐酸溶液中羧甲基壳聚糖(Carboxym enthylch itosan(CM-ch itosan))对碳钢的缓蚀作用.结果表明,CM-ch itosan对碳钢在盐酸介质中的腐蚀具有良好的缓蚀作用,随着浓度的增加缓蚀效率增大.在200 mg/L的浓度下达到最高.用电化学阻抗法测定了碳钢在盐酸溶液中的零电荷电位,确立了CM-ch itosan的吸附模型.303K^343K内CM-ch itosan在碳钢表面的吸附遵循Langmu ir规律,并获得吸附过程ΔGo、ΔHo和ΔSo等重要热力学参数.

一种船用低温钢板在干态室温下的往复摩擦特性研究

目的研究新型船用低温钢板的摩擦磨损性能。方法采用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,测试了船用低温钢板在室温干态环境、不同载荷(10、20、30 N)、不同频率(2、5 Hz)下的往复摩擦试验行为。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)分析了船用低温钢板的磨痕表面形貌,用光学轮廓仪分析了磨损表面轮廓,用EDS对试样磨损表面进行了成分分析。结果随着试验法向载荷从10 N增加到30 N时,船用低温钢板的摩擦系数从0.51逐渐增加到0.63,磨损率先增加后降低,再逐渐增加。在相同载荷下,摩擦系数随着往复频率的提高而降低。载荷为30 N时,往复频率为5 Hz,摩擦2 h后,磨损断面轮廓宽度和深度分别为750μm和3871 nm。接触面从磨粒磨损转向疲劳磨损,接触面出现氧化层、表面硬化层和转移层。结论载荷较低时,船用低温钢磨损主要为氧化磨损和疲劳磨损;载荷增大时,接触面磨损出现疲劳磨损。同等载荷下,摩擦系数会随着移动速度的提高有所下降,接触面在摩擦热作用下形成的金属膜有助于降低表面粗糙度,减小摩擦系数。

聚醚离子液体的合成及其对酚醛树脂性能的影响

采用开环聚合法合成聚环氧氯丙烷中间体,再分别与N-甲基咪唑和吡啶反应合成了聚醚咪唑型离子液体(PIIL)与聚醚吡啶型离子液体(PPIL),并用红外与核磁进行结构表征。然后将合成的2种聚醚离子液体分别与酚醛树脂预聚物共混,制备了改性酚醛树脂。研究了2种聚醚离子液体及其用量对改性酚醛树脂的拉伸剪切强度、冲击强度及游离醛释放量的影响。结果表明:聚醚型离子液体的添加明显改善了酚醛树脂的胶合性能和冲击强度,并降低了游离醛含量。聚醚咪唑离子液体改性酚醛树脂的性能优于聚醚吡啶型离子液体,其拉伸剪切强度从最初的1.15 MPa提高到6.94 MPa,冲击强度从最初的2.10 k J/m2提高到9.51 k J/m2,游离醛含量从最初的1.76%降低到0.14%。

聚醚离子液体的合成及其对酚醛树脂的改性研究

采用开环聚合法合成聚环氧氯丙烷中间体,再分别与N-甲基咪唑与吡啶反应合成了聚醚咪唑型离子液体(PIIL)和聚醚吡啶型离子液体(PPIL),并用红外与核磁进行结构表征。然后将合成的两种聚醚离子液体分别与酚醛树脂预聚物共混,制备了改性酚醛树脂。采用DSC、FTIR、TGA和SEM分别测定改性酚醛树脂的固化温度、化学结构、热稳定性及表观形貌。结果表明,经聚醚离子液体改性后的酚醛树脂表面光滑,无孔洞,固化温度降低,但热稳定性有所下降,残炭量变小。

Fe_3Al/ZrO_2复合材料海水腐蚀电化学行为

用电化学阻抗、极化曲线、扫描电镜等测试手段研究单相Fe3Al和Fe3Al/ZrO2复合材料的耐海水腐蚀性能。结果表明:浸蚀初期,材料的抗局部腐蚀能力由强到弱依次为单相Fe3Al>Fe3Al(75 vol%)/ZrO2>Fe3Al(50 vol%)/ZrO2,但随着浸蚀时间的延长,Fe3Al(50 vol%)/ZrO2复合材料的腐蚀速率下降较快;浸蚀30 d后,其抗海水腐蚀性最好。

端羧基聚醚离子液体的合成及增强增韧酚醛树脂

采用阳离子开环聚合法先合成端羟基聚环氧氯丙烷(PECH)中间体,再将其与氯乙酸和N-甲基咪唑反应,制备端羧基聚醚咪唑离子液体([HOOC-PECH-MIM]Cl),并用红外和核磁谱图对其结构进行表征。用合成的端羧基聚醚离子液体与酚醛树脂预聚物共混,制备了改性酚醛树脂。用GPC测定了[HOOC-PECH-MIM]Cl的分子量及其分布,研究了分子量对酚醛树脂拉伸与冲击性能的影响。结果表明,合成的端羧基聚醚离子液体是目标产物,且其对酚醛树脂具有优异的增强增韧效果,当端羧基聚醚离子液体分子量为1 379时,[HOOC-PECH-MIM]Cl与酚醛树脂预聚物质量比为1∶4,改性后的酚醛树脂的冲击强度由原来的3.28 MPa提高到12.04 MPa,拉伸强度由原来的0.93 k J/m2提高到10.18 k J/m2。

海洋微生物对316不锈钢的电化学腐蚀行为

采用自腐蚀电位、电化学极化曲线、电化学阻抗谱技术研究了316不锈钢在无菌培养基介质和海水微生物接种培养有菌培养基介质中不同周期的腐蚀行为.结果表明,316不锈钢电极在有菌介质中比在无菌介质中的腐蚀电流密度大,腐蚀电位负移,微生物加速了不锈钢的腐蚀速度.随着浸泡时间的增加,有菌介质中的不锈钢电极极化电阻值逐渐减小,表明了海洋微生物的附着和繁殖加速了316不锈钢的腐蚀速率,降低了其在海洋环境中的耐蚀性.

海洋微生物腐蚀研究进展

近年来,微生物腐蚀已经引起了广大研究者的关注,来自不同研究领域的研究者对其腐蚀机理和控制方法都作了大量的研究;综述了微生物腐蚀的机理和研究方法,并介绍了微生物膜的形成及影响因素。

PMMN系压电陶瓷表面化学镀镍

以次亚磷酸钠为还原剂，在PMMN系压电陶瓷表面进行碱性化学镀镍作为电极使用；确定了适用于PMMN系压电陶瓷体系的碱性镀液和镀镍工艺参数；通过SEaM对镀镍层表面进行了分析，研究了施镀时间对镀镍层厚度的影响，镀镍时间在15～20min较佳。实验结果表明，PMMN压电陶瓷表面化学镀镍层均匀、致密无开裂现象．

FH36钢在不同盐度模拟海水中的摩擦腐蚀行为研究

本文中利用UMT-2型多功能摩擦磨损实验机,分别测试FH36船用低温钢板在不同盐度模拟海水中摩擦腐蚀行为.结合电化学工作站监测FH36钢样在摩擦腐蚀过程中的电化学参数变化;使用白光干涉仪以及扫描电子显微镜分别对钢样的显微组织形貌和磨痕形貌进行了表征,结果表明:随着Cl-浓度的增加,钢样摩擦系数降低,在腐蚀的耦合作用则会加剧材料损失,导致磨痕轮廓截面变宽、磨损量增加、腐蚀电位发生负移,钢样的腐蚀加剧.其中磨损量由占材料损失量的86.2%降至78.2%.当钢样处于开路电位时,低盐度模拟海水中磨损机制为磨粒磨损为主伴随腐蚀磨损,高盐度模拟海水中磨损机制为腐蚀磨损和疲劳磨损共存;处于阴极保护电位时,在各种Cl-浓度(0~1.2 mol/L)下的磨损机制都以磨粒磨损为主.通过对摩擦腐蚀耦合的定量分析,证实了两者相互促进,且在Cl-浓度达到0.6 mol/L时摩擦与腐蚀的协同耦合作用影响最大.