激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究。使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌。结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落。

挤压膨化辅助提取米糠可溶性膳食纤维及其特性研究

以新鲜米糠为原料,在单因素和正交试验基础上,通过分析不同挤压工艺和酶解条件对米糠中可溶性膳食纤维提取率的影响,优化挤压膨化辅助酶水解技术提取可溶性膳食纤维。同时采用扫描电子显微镜、差示扫描热量法等表征可溶性膳食纤维的结构及物化特性。试验结果表明,在挤压温度130℃、螺杆速度200 r/min、物料含水量20%,酶用量2.0%、酶解温度75℃、酶解时间90 min、p H 6.0的条件下,可溶性膳食纤维提取率为30.35%。米糠可溶性膳食纤维表面形态疏松,呈蜂窝颗粒状,内部由纤维素类物质形成支撑主体,热力学相对稳定。与未经挤压膨化处理提取的可溶性膳食纤维相比,挤压辅助提取的可溶性膳食纤维具有更高的持水力、结合水力、溶胀力、结合脂肪能力及丰富的空间网状结构,结构及物化特性均得到明显改善。

基于ANSYS的甘蔗联合收获机剥叶元件优化设计

甘蔗剥叶元件是甘蔗联合收获机的关键易损部件,其结构尺寸是影响使用寿命的关键因素。为此,采用虚拟试验分析的方法,通过对甘蔗收获机剥叶机构剥叶元件工作过程中的受力分析,以ANSYS软件为平台建立了剥叶元件的有限元模型;按数值模拟正交试验原理,分析了剥叶元件排数、长度、宽度和厚度对其所受最大应力的影响,并对其形状尺寸参数进行了优化设计及生产验证。结果表明,剥叶元件外形尺寸为长度110mm、宽度16mm、厚度14mm,剥叶元件使用两排时,能显著降低剥叶元件承受的最大应力,并使甘蔗叶的剥净率较改进前提高了15%以上,剥叶元件的使用寿命较改进前提高了3倍左右。

抗磨贝氏体球墨铸铁的研究与应用

在Mn-Si球铁中加入Cu、Cr、B、Nb等合金元素,采用分级等温淬火工艺,用金属型铸造代替传统砂型铸造生产抗磨贝氏体球铁。结果表明：与传统方法生产的抗磨贝氏体球铁比较,新工艺使磨球的硬度提高3～5HRC,冲击韧度提高10%～20%,耐磨性提高20%～30%,磨球破碎率≤1%。当碳化物含量大于12%时,磨球的破碎倾向显著提高。

磁控溅射和退火制备ZnO/SiO_2复合薄膜

采用射频磁控溅射和退火处理的方法在单晶硅衬底上制备了ZnO/SiO2复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和接触角测量等测试手段研究溅射气压、溅射功率、氧氩比和退火温度等对复合薄膜成分组成、组织结构及润湿性能的影响。研究表明,复合薄膜中主要有ZnO、SiO2、Zn2SiO4 3种物相,且分别以六方纤锌矿结构、无定形态和硅锌矿型等形式存在。随着溅射和退火工艺的改变,复合薄膜的接触角在41°～146°间变化,组织形态由颗粒状向纳米竹叶状变化。溅射气压0.5 Pa,溅射功率120 W,氧氩比(O2∶Ar)为0∶30,退火温度为700℃的条件下获得具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米组织,该组织呈现出竹叶状,在薄膜表面交错排列形成了无序多空隙的微观形貌,使复合薄膜具有超疏水性,接触角为146°。

溶胶凝胶法制备PTFE/SiO_2杂化薄膜的研究

本文采用溶胶凝胶法,以聚四氟乙烯乳液(PTFE)和硅溶胶(SiO2)为主要原料,在玻璃基片上制备了一种有机-无机杂化薄膜。利用接触角测量仪和扫描电镜等手段对样品薄膜表面的接触角大小和显微结构进行了表征和分析,通过正交试验和方差分析考察了原料配比、水浴温度和陈化时间对薄膜表面接触角影响的显著性大小,并对疏水薄膜的工艺及显微组织进行了研究。结果表明,影响接触角的显著性依次是:原料配比>水浴温度>陈化时间;当VPTFE:VSiO2:VH2O=10:15:5(ml)时,常温下制备的溶胶在陈化24 h后所制样品薄膜的静态接触角为98.73°,薄膜具有疏水性,此时薄膜具有凹凸不平的粗糙结构,表面有微米级的沟槽、凸起和线条状组织。