固相搅拌摩擦沉积增材制造技术研究进展

搅拌摩擦沉积增材(Additive friction stir deposition,AFSD)是一种先进的固相增材制造(Additive manufacturing, AM)技术。与传统基于熔融的增材制造技术相比,它具有增材结构致密、材料低变形和过程高效节能等优势,在航空装备制造、交通运输、机械制造等领域拥有广阔的应用前景。本文综述了AFSD技术的原理、优势、组织演变特点和应用情况。重点介绍了AFSD过程中“工艺条件-微观组织-力学性能”相关性的研究现状,沉积材料力学性能受材料流动状态、界面连接机制、微观组织演变情况的综合影响。列举了AFSD技术在大型构件整体制造、高性能涂层、表面缺陷修复等领域的应用。最后,对AFSD技术进行了展望,指出该技术在工艺与组织变化耦合、原位变形条件模拟、工具头设计和新材料增材等方面需进一步研究和突破。

主被动耦合防/除冰技术及能耗控制研究进展

随着航空工业的不断发展,对于飞机表面防/除冰技术提出了更高效、更低能耗、更大面积的需求。从现有主动防/除冰技术和被动防/除冰技术出发,主要具体介绍了电热除冰、压电除冰、超疏水表面和低界面韧性涂层等技术。简要介绍了不同技术的除冰机理,总结了各项技术的研究现状,并对比分析了各类防/除冰技术的优势与不足。虽然各项技术均有良好的防/除冰效果,但仍然受到能耗高、效率低、除冰不彻底等问题的限制。而主被动耦合除冰技术能有效地综合各自的技术优势,同时补足各自的劣势,表现出更加优异的除冰效果,近年来相关研究受到广泛关注,其中重点介绍了超疏水表面耦合电热除冰技术。面对飞机大面积、高效、快速、低能的表面防除冰需求,考虑到压电除冰的低能耗和低界面韧性涂层在大面积积冰条件下的优势,提出低界面韧性涂层耦合压电材料除冰技术具有重要的研究意义。

黄磷储罐火灾临界安全距离理论分析与数值模拟

基于建筑防火隔离带的设计理念,研究了黄磷储罐临界安全距离的计算方法,将黄磷储罐火灾简化为罐内池火模型,通过理论计算和数值模拟黄磷储罐火灾周边热辐射分布,根据目标可燃物接受到的临界辐射通量是否大于或等于10 kW/m2来确定临界安全距离。研究表明:临界安全距离可通过火焰对目标可燃物接受到的临界辐射通量求得,且理论计算和数值模拟计算获得的临界安全距离基本一致。对于黄磷储罐火灾的防治具有一定的参考价值。

体育馆建筑内青年学生疏散预动作时间调查和分析

通过组织火灾应急疏散逃生演习、现场问卷调查等方式,统计了体育馆内人员的疏散预动作时间,进而建立多分变量逻辑斯蒂回归模型对该统计数据进行了研究。发现:男生选择疏散预动作时间为<30 s的可能性是女生的0.886倍,选择疏散预动作时间为30-60 s的可能性是女生的2.818倍。预测人员疏散预动作时间为<30 s、30-60 s、>60 s的概率,男生分别为15.45%,75.61%、8.94%,而女生分别为24.14%,39.72%、36.14%;研究结果表明:人员性别的不同对疏散预动作时间有一定的影响,在体育馆类建筑中,青少年人员疏散预动作时间基本上小于60 s。

超疏水防冰材料的理论基础与应用研究进展

近年来,飞机防/除冰问题的研究广受关注。传统的主动防/除冰方式会增加飞机的设计与制造成本,且持续的冷热交替和振动会降低飞机蒙皮材料的使用寿命,存在严重的安全隐患。因此,受自然界动植物的启发,新型被动超疏水防冰技术被广泛讨论与研究,为飞机防/除冰提供了一种低成本、高效、轻量的方法。针对新型被动超疏水防冰材料,综述了近年来防冰材料的超疏水润湿理论的进展;归纳了具有代表性的润湿理论模型,包括杨氏方程、Wenzel理论、Cassie-Baxter理论、接触线理论等;总结了当前广泛应用的防冰材料制备方法,包括刻蚀法、溶胶-凝胶法和气相沉积法等。另外,针对目前国内外的研究热点,进一步阐述了超疏水材料的防冰性能及防冰机理研究,综述了结冰形核和结冰延迟过程中的撞击液滴弹跳动力学、结冰热力学、成相理论、非均匀形核原理、传热理论等机理,以及冰粘附性能的测试评价方法。最后,针对冰层粘附强度的测试标准、不同冰型冰粘附力的区别、剪切力作用下除冰性能涉及的机理等问题进行了展望。

喷砂-阳极氧化法构建分形超疏水Ti6Al4V表面及性能研究

主要采用喷砂-阳极氧化法在Ti6Al4V钛合金表面构建微纳二级复合结构,使用低表面能物质FAS-17(十七氟硅烷)修饰后可获得超疏水表面。结果显示,喷砂形成的微米级凸台与阳极氧化形成的纳米管复合结构表面的液滴接触角达到了159.8°。在空气中放置30d后,仍然具有优异的超疏水性能,并具有一定的耐盐水性能。

安全疏散中人群拥挤踩踏现象的理论和模拟分析

为研究出口宽度对人群拥挤踩踏事故发生的影响程度,以某礼堂为例,建立基于排队论的安全疏散模型,理论分析并数值模拟了出口宽度为2m和4m对人员疏散的影响。研究表明,在发生火灾进行人员安全疏散过程中,当平均服务率大于等于平均到达率时,人群疏散有序,疏散效率较高;然而当平均服务率小于平均到达率时,使得人流不畅,出口过于拥堵。并且理论计算和数值模拟获得的选取适当出口宽度结果一致。对于大型场馆的出口设计具有一定的参考价值。

体育馆出口疏散能力的实验研究

为研究出口单位流量与人流时间之间的关系,以某体育馆为例,进行对某一出口常态下的人流观测实验。通过理论计算和建立Cubic回归模型对采集数据进行了统计分析。发现:单位出口流量最大值为2人/(m.s),稳定值为0.8-1.2人/(m.s),最小值为0.2人/(m.s)。出口单位流量是人流时间的三次函数。研究结果表明:出口单位流量是随着时间的变化而变化,不是一个定值,而且单位出口流量稳定值分布在初期。本文对性能化防火设计有一定的参考价值。

制漆厂生产过程的安全评价

为了分析制漆厂的危险性，以电脑控制进行自动化生产聚氨酯漆的生产过程为例，结合作业特点，并主要应用作业条件危险性分析法和危险度分析法对制漆生产工艺进行了安全评价，用TNT当量法对可能发生的事故后果进行估算，在分析合成过程和醋酸丁酯等化学品危险因素的基础上，确定安全措施的重点，并提出了相应的对策措施。

优化环境 保障安全 吴江淘汰作坊式纺织涂层企业成效好

在吴江市盛泽镇南三环路处，盛泽镇纺织后整理示范区一期工程已经竣工．这是该镇以科学发展观统领安全工作的又一重要举措。随着纺织后整理示范区的投入使用，盛泽地区的涂层行业已经纳入统一集中管理范畴，原先困扰政府、企业、居民的安全生产、环境保护、工商管理等问题得到一揽子解决。

池火危害模型化计算分析研究

研究池火灾燃烧火焰的基本特性以及热辐射传播规律。基于池火热辐射的危害性,引入点火源模型计算法和Mudan计算法两种模型化的热辐射计算分析方法。以乙醇为例,分析与液池中心距离、液池大小等因素对池火总辐射能、表面平均热辐射通量、热辐射强度的影响。结果表明,在离火源较近和较远的位置上,两种方法结果相近,此时两种模型都可以采用;而离火源中等距离的位置上,两种方法结果差异相对较大,Mudan计算法的结果相对保守。

XPS挤塑板燃烧特性实验研究

进行XPS挤塑板燃点温度测定和辐射引燃实验。研究表明:XPS挤塑板点燃温度约为355℃;0.019 4kW/(m2.s)的辐射热流增量不足以引燃挤塑板试样,当辐射热流大于0.060 4kW/(m2.s)时挤塑板试样能够被引燃,引燃温度分别为362、385℃。辐射引燃实验过程中挤塑板表面温度最大值分别为975、996℃。辐射引燃过程中XPS保温板质量损失速率呈现三个阶段:平缓减少阶段、急剧骤减阶段和相对稳定阶段。质量骤减阶段保温板质量呈明显的线性变化。

国际化教育背景下研究生原始科研创新能力的培养与实践探索

原始创新是指在未知领域缺乏必要参考的情况下进行开拓性的创新探索工作。现阶段高校国际化教育体系存在着许多缺陷与不足,基于国际化教育体系存在的目标及途径不清晰问题,本文将国际化教育背景与研究生的原始创新能力培养联合起来,为促进高水平国际化教育体系的建设提出了相应的实践探索。利用国际化教育带来的创新文化影响,加强对研究生的思维引导,培养、提升其原始科研创新能力,探讨和分析了航空特色工科背景下,研究生的原始科研创新需求和培养理念。

黄磷储罐火灾热辐射下的最小安全距离

基于黄磷燃烧特性实验获得黄磷燃烧特性参数,研究黄磷储罐火灾在热辐射下的最小安全距离,为防火间距的制定提供依据。利用理论计算的方法对黄磷储罐火灾热辐射进行计算,得出最小安全距离。计算结果显示:黄磷储罐火灾热辐射下最小安全距离为7.8m,大于实际的6m,办公室不安全,需要做防火处理。

黄磷燃烧特性的试验研究

研究了不同试验条件下,黄磷的燃烧速率、火焰高度、温度、热辐射通量等特性,并对采集的试验数据进行整理。结果表明:黄磷燃烧速率与容器面积正相关,面积越大,燃烧速率越大;黄磷燃烧的火焰脉动现象很明显,不同的试验条件,脉动程度存在差异,并对此给出了理论阐述;黄磷燃烧时90%以上的热量以对流的形式向外传递,热辐射只占很小一部分。

低温晶化处理对TiO_2纳米管阵列形貌、结构及光电化学性能的影响

本文通过对所制备的非晶态阳极氧化TiO2纳米管阵列进行水泡、水热以及蒸气热等低温晶化处理,系统考察了低温晶化过程对纳米管阵列形貌、微结构及其模拟太阳光下光电化学性能的影响。研究结果表明:蒸气热处理可促进TiO2纳米管阵列的晶化并保留其管状的形貌特征,最终获得最佳的光电化学性能;水热处理可获得锐钛矿相TiO2,但会使管结构转变为颗粒;水泡处理受水在纳米尺度的管中流动行为的影响,导致管阵列只有管口部分晶化。

激光冲击强化的微观组织演变与性能研究进展

激光冲击强化(LSP)是一种利用激光诱导等离子体冲击波来提高材料疲劳寿命的新型表面改性技术,通过冲击波的力学作用使材料表面发生高应变速率的塑性变形,可以显著改善基体材料表面微观组织,实现晶粒细化,提高位错密度,形成位错缠结、位错壁等结构。在LSP基础上开展的热激光冲击强化(WLSP)和深冷激光冲击强化(CLSP)可以进一步通过动态应变时效(DSA)效应、动态沉淀(DP)效应、高密度形变孪晶以及堆垛层错等方式提高基体材料残余应力的稳定性。基于金属表面微观组织状态的演变规律,LSP技术可以显著提高材料的硬度和屈服强度,有效改善部件的工作稳定性。还可以改善材料的耐腐蚀性能,显著提高材料的疲劳寿命,进而拓宽LSP处理材料的应用领域。

低冰粘附力涂层的设计与制备技术研究进展

基于飞机快速、高效除冰的目的,设计与制备低冰粘附力的涂层,以期实现较低(甚至超低)的冰层粘附强度,减轻对现有高能耗主动防/除冰技术的依赖程度。总结了现有疏冰涂层的发展历程,基于不同涂层的防覆冰机理,以冰粘附性能或除冰外力作为主要技术指标来评估涂层的防/除冰性能,依次阐明了超疏水涂层、超润滑涂层和低界面韧性涂层的除冰机理,具体介绍了三者的疏水/冰效果,对比分析了各自的优劣性。其中重点阐述了低界面韧性涂层大面积除冰的优势,即在大面积结冰条件下,以冰层剪切粘附强度定义的(超)疏冰涂层材料,其除冰外力都受限于结冰面积,随着结冰面积的增加而成比例增加。但新型的低界面韧性涂层通过诱导材料表面萌生固-冰界面微裂纹,降低其界面断裂韧性,使得微裂纹在较低的除冰外力(甚至冰层自身重力)作用下快速扩展,从而实现冰层脱离。以此总结了设计、制备新型(超)疏冰涂层的方法,展望了低冰粘附力涂层在防/除冰领域的发展方向。

STEAM理念下材料化学专业教学创新实践体系改革与实践——以湖州师范学院为例

为培养材料类学生终身发展和社会发展需要的核心能力和必备品格,基于STEAM相关理念与思想,构建以材料化学专业学科核心素养为培养目标的教学实践体系,包括微信辅助实验室教学实践、计算机辅助化工设计教学实践、材料微结构摄影实践、实验室专利创新实践和陶艺工作坊实践,从STEAM教育理念出发,结合材料化学专业课程的学科特点,总结湖州师范学院材料化学专业近年来在教学实践体系改革方面的经验,对材料化学专业教学创新实践体系进行探讨,为“新工科”背景下综合育人培养实践体系的构建提供参考.

青年乳腺癌临床病理特点分子分型及预后探究

文章主要研究的方面为,在青年群体中产生乳腺癌疾病以后,对其病理的特点和分子分型以及预后等方面进行分析探究。方法:文章的数据来源来源为,时间阶段在2013年1月到2017年1月4年中,因产生乳腺癌入院进行医治的青年病人510名,该组病人均为产生乳腺癌疾病的较为年轻的群体。年纪小于等于30岁且经过手术进行切除和相关病理证实的病人145名,年纪阶段为31岁到35对的病人为120名,并使用随机抽样的方式,将年龄大于等于35岁的乳腺癌病人进行抽取作为参照的对象,其人数为245名。而后对其临床的病理资料和分子分型以及预后的状况进行研究。结果:不同年纪阶段的患者其临床的特征差异性较小。在文章的研究过程中,428名病人大部分呈现出浸润性导管癌,占总研究对象的97.12%。在对不同年纪阶段病人进行病理分析以后发现,其呈现出差异性较小。不同年纪阶段的病人呈现出差异性较大的方面,主要为肿瘤的尺寸和组织学分级以及淋巴结的转移,ER和HER-2的表达,分子分型和复发转移。结论:通过对研究对象进行研究后发现,小于等于35岁的年纪较轻女性病人呈现出较为隐匿的症状,并且在预后的方面效果不理想,将其与年纪大于等于35岁的乳腺癌病人进行比较后发现,医学实践的病例特征和分子分型以及预后等方面均呈现出不同的状况,因此在发生病症的早期应第一时间进行筛查和医治。