水合阳离子对煤泥矿物颗粒表面水化的影响机理

为探索水合阳离子对煤泥矿物颗粒表面水化的微观影响机理,以煤泥中主要矿物高岭石和石英为研究对象,依据煤泥水溶液环境构建了[Na(H_(2)O)_(5)]+及[Ca(H_(2)O)_(8)]^(2+)两种煤泥水中常见的水合阳离子构型,并采用密度泛函理论对这2种水合阳离子在高岭石(001)面、(001)面和α-石英(001)面的单一吸附及与水分子间的竞争吸附进行了模拟计算。模拟结果表明,单一水合阳离子在3种表面的吸附能均比水分子的吸附能低出50%以上,其在矿物表面的吸附稳定性顺序为:α-石英(001)面>高岭石(001)面>高岭石(001)面;在竞争吸附作用下,竞争稳定构型的吸附能比单一水合阳离子在高岭石、石英表面上的吸附能低出34%~57%,其中2种吸附条件下[Ca(H_(2)O)_(8)]^(2+)构型均比[Na(H_(2)O)_(5)]+构型更稳定。水合阳离子在3种表面上单一吸附时,与表面形成强氢键作用,比水分子与高岭石、石英表面间的氢键作用更强,2种水合阳离子在矿物表面的氢键强弱顺序均为:高岭石(001)面>α-石英(001)面>高岭石(001)面;在竞争吸附作用下,[Na(H_(2)O)_(5)]+与矿物表面间的氢键作用增强,[Ca(H_(2)O)_(8)]^(2+)与矿物表面间的氢键作用减小;由于氢键作用不能完全对应吸附能的变化,经分析可知,吸附构型中存在静电作用,水合阳离子单一吸附构型中的静电作用比水分子吸附时更强,而在竞争吸附作用下,水合阳离子与矿物表面间静电作用增强,同时[Ca(H_(2)O)_(8)]^(2+)比[Na(H_(2)O)_(5)]+与对应矿物表面间的静电作用更强。由于水合阳离子在高岭石、石英表面的强吸附作用,导致煤泥颗粒脱水更加困难,同时可能增加颗粒间的水化斥力,从而导致颗粒在煤泥水中分散更稳定。

射流混合装置多变参数试验优化及分散机制

射流混合装置被广泛应用于各个领域,其参数对引射性能、微粒运动及作用机制会产生重要的影响。但目前应用于煤泥浮选领域的射流混合装置多变参数缺乏系统性优化。为了优化射流装置的多变参数,搭建射流混合测试系统,探究面积比A_(r)、喉嘴距L_(e)、喉管长度L、引射管开启度γ和喷嘴出口速度V等关键参数对引射性能的影响规律;基于物理模型参数优化值,调节测试系统,研究射流流场对物料的作用机制,考察射流流场对煤粒表面细泥的剥离能力;运用高速摄像仪捕捉射流流束对引射气泡的卷吸破碎情况;采用激光粒度分析仪揭示气泡粒径的迁移规律。结果表明:当面积比A_(r)=3.24、喉嘴距L_(e)=0.56 D_(h)(D_(h)为喉管直径)时,引射流体流量比q最大;综合考虑引射能力和沿程损失,当喉管长度L=9D_(z)(D_(z)为喷嘴直径)、喷嘴出口速度V≥15 m/s时,射流装置的引射性能最为理想;引射流体的流量与引射管开启度γ成正比关系,引射速度受限于射流速度(以喷嘴出口速度V表征),当射流速度达到15 m/s,引射速度达到上限;基于最优引射性能参数,单次射流混合作用对物料解离及分散效果等同于激光粒度分析仪自带搅拌装置以500 r/min转速搅拌4~4.5 min;采用EDS能谱仪测试射流作用前后物料所含C、O、Al和Si等元素的变化,验证了射流作用对细泥罩盖的剥离能力;当射流速度达到7.2 m/s时,气泡会瞬间被粉碎成粒径更小的气泡群,90%以上气泡粒径小于45μm。

高剪切调浆强化低阶煤泥浮选及其作用机理

低阶煤泥浮选过程中,由于其表面疏水性差,烃类油捕收剂能否顺利吸附在其表面,对最终的浮选效果具有重要影响。为强化烃类油捕收剂在低阶煤表面的吸附,采用理论计算、分子模拟和试验分析方法研究了高剪切调浆对低阶煤泥浮选的影响规律和强化机理。通过吸附量测试和理论计算研究了正十二烷油滴在煤颗粒表面的吸附规律;借助分子动力学模拟方法构建了正十二烷-水-低阶煤模拟体系,探索了正十二烷与煤表面的初始距离对最终吸附结果的影响;通过开展高剪切调浆浮选试验研究了叶轮转速对浮选精煤产率和灰分的影响规律。结果表明,高剪切调浆可显著提高捕收剂正十二烷在低阶煤表面的吸附量,当叶轮转速超2000 r/min时,吸附量增幅逐渐降低,最终吸附量趋于稳定;正十二烷油滴与煤颗粒之间存在一个能垒,越过能垒后,总势能迅速降低;初始状态下正十二烷油滴与低阶煤表面的距离对最终模拟平衡结果有重要影响,初始距离较近时,油滴可在煤表面吸附并铺展,而初始距离较远时,则无法吸附;高剪切调浆可显著改善低阶煤的浮选效果,调浆叶轮转速为2000 r时,浮选精煤产率增加了近13%,而灰分基本保持不变。

天元智能干选机在山脚树矿平田矸石山的应用

为加强矸石山治理并实现资源回收利用,有效解决矸石山堆存引起的二次灾害,回收矸石中<50 mm粒级符合电厂发热量需求的产品,山脚树矿采用天元智能干选机对矸石山中有价煤组分进行了分选回收。文章介绍了该干选机结构、工作原理、工艺布置及工业应用效果。生产实践表明:该干选机能够实现10~50 mm粒级的有效分选,在原煤水分低于10%时,分选后产品发热量相较于原料发热量增量较大,筛除<10 mm粒级细颗粒后矸中带煤率(矸损)降幅最高可达6.03个百分点。该干选机可通过两种分选模式对矸石山原料进行识别分选,其中低富集度模式可将中煤、夹矸、黑矸选出作为产品,以提高产品产率;而高富集度模式可将夹矸、黑矸舍弃,达到提高产品品质的目的,该模式分选出的产品发热量均大于12.56 MJ/kg,发热量增幅最高达259.25%。天元智能干选机可根据产品指标要求生产出符合用户需求的产品,降低企业生产成本,提高经济效益。

机械搅拌式浮选装置中气泡粒径分布规律

为研究机械搅拌式浮选装置各可变操作参数对气泡分布特征的影响规律,选择仲辛醇作为起泡剂,利用图像分析法测定了不同条件下气泡的粒径分布,同时采用表面张力仪测定了不同条件下的表面张力。研究表明,随着药剂浓度由0.011 mmol/L逐渐增大到0.154 mmol/L,表面张力由73.577 mN/m线性减小到72.544 mN/m,气泡粒径逐渐减小,当达到临界兼并浓度0.103 mmol/L时,气泡粒径稳定于0.593 mm,仲辛醇的吸附浓度约为0.255μmol/m2。气泡粒径随着叶轮转速(1 494~2 494 r/min)的增大而线性减小,且药剂浓度越大,气泡粒径降幅越小。随着吸气量由0.1 L/min增大到0.9 L/min,气泡粒径逐渐增大,且药剂浓度越低,气泡粒径增幅越大。气泡上升过程中其粒径随着取样高度(0~20 cm)线性增大,但药剂浓度越高,气泡粒径增幅越小。在各操作参数的研究范围内,药剂浓度小于等于临界兼并浓度时,取样高度对气泡粒径影响最显著,药剂浓度高于临界兼并浓度时,吸气量对气泡粒径影响最显著,而叶轮转速对气泡粒径影响最不显著。

高阳炼焦煤碳、氧结构研究与光谱学表征

通过对山西高阳炼焦煤煤质分析及^(13)C交叉极化/魔角旋转-核磁共振(^(13)C CP/MASNMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)的联合解析,获取煤中芳香结构、脂肪结构、羟基基团、含氧官能团结构特征,以及芳碳率、芳氢率、芳核平均结构尺寸(Xb)等煤结构单元基本参数。研究结果表明,高阳炼焦煤中芳碳率为0.73~0.77,芳核平均结构尺寸Xb为0.43。苯环五取代、苯环四取代和苯环三取代是高阳煤中主要的芳香烃结构,占比分别为41.42%,30.65%和19.82%。亚甲基是高阳煤中最主要的脂肪烃结构,占比达到41.85%,甲基和次甲基含量分别为29.86%,28.29%,说明煤中含有较多的烷基侧链和环状脂肪烃。羰基和酚羟基是煤中最主要的含氧官能团,与芳环上π电子形成的羟基π氢键占煤中羟基结构的73.20%。在芳香烃碳原子个数为118的高阳炼焦煤分子模型中,脂肪烃碳原子个数为25~32,其中,甲基碳、亚甲基碳、次甲基碳、羰基和羧基的个数分别为7~8,9~11,6~8,5。氧原子个数为7,其中,羰基和酚羟基为6个,醚氧键和有机硫中的砜或者亚砜结构共用1个氧原子。构建高阳炼焦煤精准大分子模型需要更多的碳、氧原子个数,因此,必须对煤中硫、氮等杂原子结构做进一步的分析。

煤泥水中微细高岭石/蒙脱石颗粒表面水化分子动力学模拟研究

煤泥颗粒界面水化是煤泥水难以沉降脱水的主要原因,采用分子动力学模拟研究了煤泥水中主要微细黏土矿物颗粒高岭石及蒙脱石颗粒界面水化分子动力学特性,模拟计算了矿物颗粒界面水平衡构型、界面原子浓度、水分子扩散系数及金属离子的影响。研究结果表明:水分子能够通过氢键在高岭石及蒙脱石颗粒表面发生水化作用;随水覆盖率(或水分子数)的不断增加,矿物颗粒表面对水分子的束缚力逐渐减小,界面处的氢键作用逐渐减弱,其中水分子在亲水性的高岭石和蒙脱石界面能逐渐形成3个水分子层,总厚度为(8~10)×10^(-10)m;高岭石(001)面水化程度大于蒙脱石(001)面;二价金属离子对蒙脱石水化的促进作用强于一价金属离子。

水合氢离子在伊利石(001)面和(010)面吸附的密度泛函研究

水合氢离子在黏土矿物颗粒表面的吸附造成界面性质的变化,进而影响溶液中的金属离子吸附。为揭示水合氢离子在黏土矿物表面的吸附机理,采用密度泛函理论方法对水合氢离子(H_3O^+)在伊利石(001)面和(010)面上的吸附进行模拟计算。结果表明:吸附在(001)面硅氧环上方的水分子易获得质子,H_3O^+优先吸附于硅氧环空穴上方。(010)面的≡Al—OH易从H_3O^+获得质子,水分子与H_3O^+存在竞争吸附; H_3O^+与(001)面间的静电作用强于(010)面,而氢键作用弱于(010)面,在(010)面的吸附稳定性强于(001)面;水分子的存在削弱H_3O^+与表面的氢键作用,然而对静电作用影响不大。从H_3O^+与伊利石表面微观吸附机理出发,H_3O^+的吸附增加界面水分子的活性,金属阳离子在表面的吸附可能更倾向于与活性水分子先发生配位作用。

煤泥水中微细煤与高岭石颗粒间微观作用的密度泛函研究

煤和高岭石是高泥化煤泥水中的主要微细颗粒,对煤泥水沉降有着显著的影响。本工作构建了水分子及四种不同煤结构单元的结构模型,采用密度泛函理论(Density functional theory,DFT)分别对单一水分子/不同煤结构单元在高岭石表面吸附及煤结构单元与水分子在高岭石表面的竞争吸附进行模拟计算,并初步探讨了煤泥水中微细煤与高岭石颗粒间的微观作用机理。DFT计算结果表明:四种不同煤结构单元均能够通过氢键作用及静电引力作用稳定吸附在高岭石表面,且吸附能都低于单一水分子在高岭石相应表面的吸附能;当水分子参与竞争吸附时,会在一定程度上抑制煤结构单元在高岭石表面的吸附,同时煤结构单元能够排开周围水分子以摆脱其占位影响,并与高岭石表面发生稳定吸附;煤泥水中微细煤与高岭石颗粒间的微观作用主要是煤结构单元中含氧官能团与高岭石表面形成的氢键作用和煤结构单元中苯环与高岭石表面间的静电引力作用,其中以苯环与高岭石表面间的静电引力作用为主导。

混合药剂对浮选柱中气泡性质及其分散特征的影响

为研究十二胺和仲辛醇对浮选柱内气泡性质及其分散特征的影响,利用图像分析法测定了气泡的粒径分布,分别采用表面张力仪和量筒法测定了表面张力和充气量,并进一步分析了气泡的吸附密度和表面积通量。研究表明,随着十二胺和仲辛醇药剂浓度的增大,气泡粒径逐渐减小并在达到临界兼并浓度后分别稳定在0.6303和0.6020mm,其中气泡粒径衰变程度为99%时,十二胺和仲辛醇的浓度分别为0.0811和0.0703mmol/L,相同药剂浓度时,十二胺溶液中的气泡尺寸大于仲辛醇溶液的;溶液的表面张力随着药剂浓度的增大而线性减小,相同药剂浓度时,十二胺溶液的表面张力低于仲辛醇溶液;充气量随着药剂浓度的增大而逐渐增大,相同药剂浓度时,十二胺溶液的充气量大于仲辛醇溶液。在临界兼并浓度时,十二胺和仲辛醇在气泡表面吸附密度分别为0.9662和0.2827μmol/m^2,仲辛醇的气泡表面积通量大于十二胺。随着仲辛醇溶液中十二胺添加量的增大,气泡临界兼并浓度和稳定粒径均逐渐减小,其中十二胺添加量为0.0324mmol/L时,混合药剂溶液的临界兼并浓度达到最小值为0.0216mmol/L,气泡稳定粒径也达到最小值为0.5833mm;表面张力和吸附密度均随着十二胺添加量的增大而逐渐减小,其中十二胺添加量为0.0324mmol/L时,气泡表面药剂吸附密度达到最小值0.1540μmol/m^2;充气量和气泡表面积通量均随着十二胺添加量的增大而逐渐增大,当添加量为0.0324mmol/L时,气泡表面积通量达到最大值7.734s^-1。

喷射式浮选机射流搅拌装置流场分析及结构优化

以喷射式浮选机射流搅拌装置结构优化为目的,选用合理的CFD数值模拟计算方案,综合考查引射性能和流场特性两个指标,对面积比、喉嘴距、喉管长度、引射管布置方式和位置进行优化计算;设计了长喉管、短喉管、导流叶片喷嘴和无导流叶片喷嘴共4组不同结构参数的射流搅拌装置试验,考查并验证了喉管长度和喷嘴内导流叶片对引射能力的影响;采用激光粒子测速仪测试了喷嘴内导流叶片对射流流束形态演变的影响。结果表明:面积比a=1.96~3.24,喉嘴距Le=0.2Dh^0.6Dh(Dh为喉管直径)、引射管采用双侧对称布置、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6Dz^12Dz(Dz为喷嘴直径),射流装置的混合效率最理想,引射管布置位置对混合效率影响较小;喷射室压力在0.145~0.160MPa时,喷嘴内设置导流叶片,长、短喉管吸气能力平均至少提高30.73%和33.94%,引射管全开时长喉管较短喉管的吸气能力高出15%以上。结构参数对流场的影响表现在,面积比增大及引射管靠近喷嘴出口布置,喉管内射流流束的中心速度衰减越快,喉嘴距变化对中心速度的衰减影响较小;喉管长度≤6Dz时,流束中心的流核一直持续到喉管出口,引射流体和工作流体在喉管内动、质量交换不完全;喷嘴内设置导流叶片,有利于流束中心的流核区减小,原因是流束以旋转射流的形式从喷嘴喷出,形成了更有利于工作流体与引射流体动、质量交换的湍流流场;基于理想的引射性能和流场特性,面积比a=3.24、喉嘴距Le=0.6Dh、引射管采用双侧对称且正对流核区域布置方式、喷嘴内设置导流叶片及喉管长度在6Dz^12Dz为射流搅拌装置的最优结构参数。

难沉降煤泥水处理新技术研究现状及发展趋势

针对湿法选煤过程产生大量难沉降高泥化煤泥水的难题,在分析煤泥水难沉降原因及传统煤泥水沉降澄清技术存在问题的基础上,阐述了矿物-硬度法、疏水聚团、外电场辅助、微生物絮凝及磁种絮凝等煤泥水处理新技术研究现状,展望了难沉降煤泥水处理新技术的发展趋势。

高灰煤泥资源化利用途径及研究现状

为了解决高灰煤泥难以资源化利用的问题,基于煤泥的特性及微细颗粒表/界面性质,剖析了高灰煤泥难以资源化利用的原因,介绍了高灰煤泥的资源化特性,阐述了目前煤泥资源化利用的方式,主要为锅炉燃烧燃料、化工产品原料、改性吸附剂及其他化工过程的辅助原料等。指出现阶段提高煤泥的附加值是煤泥资源化利用的关键途径之一;在高灰煤泥界面准确认知的基础上,可对煤泥界面进行精准调控;通过选择性絮凝、反浮选等从煤泥中富集回收微细黏土矿物,利用煤泥制备复合相变材料。

地矿类艰苦专业“三全育人”体系构建探索

“三全育人”是新时期推进高校思想政治工作的一项重大举措,也是落实高校立德树人根本任务的有效抓手。文章首先对地矿类艰苦专业人才培养现状及其存在的问题进行了分析;然后从大学生心理健康及思政教育的方法与规律、人才培养机制、跨学科课程体系和教学模式、教学实践基地、师资队伍和教材体系等五个方面,对如何构建地矿类艰苦专业“三全育人”体系进行了深入探讨,形成了目标明确的地矿类艰苦专业“三全育人”体系雏形;最后结合某高校“三全育人”工作实际,构建了高校地矿类艰苦专业“三全育人”模型。

动能输入对高泥化煤泥水疏水聚团的影响

通过对高泥化煤泥水中微细粒进行表面接触角测定、Zeta电位测试、聚团形态观测及疏水聚团沉降试验,考察了动能输入对十八烷基三甲基氯化铵(1831)作用下微细煤泥颗粒疏水聚团的影响规律,并通过扩展的DLVO理论对1831作用前后煤泥水中微细粒间作用势能进行了计算,分析了动能输入条件下高泥化煤泥水疏水聚团的作用机理。结果表明:动能输入有利于促进1831改善煤泥颗粒表面疏水性,增强1831降低颗粒表面电负性的效果;合理的动能输入能够促进煤泥颗粒形成结构紧密的疏水聚团,提高煤泥水疏水聚团沉降效率。势能计算结果进一步证实合理的动能输入是1831作用下煤泥颗粒疏水聚团的必要条件;同时还表明煤泥颗粒在1831作用下形成疏水聚团的主要原因是"吸附电中和"和疏水作用,其中以疏水作用为主导。

烷基伯胺作用下煤泥水中粘土颗粒聚团特性及机理研究

为探寻烷基伯胺类疏水改性剂作用下煤泥水中粘土颗粒的聚团特性及机理,构建了烷基伯胺阳离子极性头基甲基伯胺阳离子(CH-6N^+),以煤泥水中主要粘土高岭石和蒙脱石为研究对象,采用密度泛函理论计算方法,对甲基伯胺阳离子在不同粘土层面的吸附机理进行了模拟研究,研究结果表明:甲基伯胺阳离子能够在不同粘土颗粒表面发生稳定吸附,在高岭石(001)面、高岭石(001)面及蒙脱石(001)面较为稳定构型的吸附能分别为-125.385、-140.96、-299.31kJ/mol;甲基伯胺阳离子在不同粘土层面的吸附机理主要是静电引力和氢键的共同作用,其中起主导作用的是静电引力作用。通过表面润湿性、Zeta电位、聚团观测、吸附量及聚团沉降试验,对十二烷基伯胺(DDA)作用下高岭石和蒙脱石颗粒的聚团特性进行了试验研究,以验证DFT模拟结果,试验结果表明:十二烷基伯胺在粘土颗粒表面吸附可改善粘土颗粒表面疏水性,降低颗粒表面电负性,促进颗粒形成疏水聚团,进而加速粘土颗粒的聚团沉降。

基于水化膜弱化促进煤泥脱水机理及试验研究

煤泥颗粒表面水化是煤泥脱水困难的重要因素之一,通过弱化煤泥颗粒表面水化膜促进煤泥高效脱水是一种新的技术方法。为掌握基于弱化水化膜促进煤泥脱水机理,采用密度泛函理论方法模拟了不同长链烷基季铵阳离子(表面活性剂)在煤泥水主要矿物颗粒表面的吸附,通过对吸附构型、Mulliken键布局及电荷的分析,研究了水及药剂在高岭石(001)面、α-石英(001)面和蒙脱石(001)面的吸附机理;通过开展煤泥脱水试验和接触角测试,探讨长链烷基季铵盐药剂对煤泥水分和表面润湿性的影响规律。结果表明,水分子在不同种类矿物(001)面的吸附稳定性顺序为石英>高岭石>蒙脱石,石英对煤泥脱水影响大于高岭石和蒙脱石;长链烷基季铵盐药剂在矿物表面的吸附稳定性明显高于水分子,说明药剂与水分子的竞争吸附作用顺序是蒙脱石>石英>高岭石;长链烷基季铵盐与几种矿物(001)表面吸附均是以静电引力为主,弱氢键为辅。随着长链烷基季铵盐药剂用量的增加,煤泥滤饼水分先减少后增加,当药剂用量为500 g/t效果最好,水分降低2.25%以上;随着药剂用量和链长的增加煤泥表面疏水性显著增加。控制药剂用量是实现高效煤泥脱水的技术关键,添加适量的表面活性剂有利于弱化矿物表面的水化膜,过量长链烷基季铵盐阻碍煤泥脱水。

微细煤与高岭石颗粒间的分子动力学模拟研究

掌握煤泥水中多组分微细颗粒间复杂的相互作用机制是解决煤泥聚团沉降、选择性分选及脱水困难的重要基础。为了探寻煤泥水中微细颗粒界面间微观作用机制,以煤泥水中主要微细颗粒煤和高岭石为研究对象,采用分子动力学(MD,Molecular Dynamics)方法对水溶液中微细煤与高岭石颗粒间相互作用进行了模拟研究,模拟计算了高岭石颗粒界面处煤大分子空间平衡构型、原子浓度分布曲线及水分子自扩散系数、原子间径向分布函数的影响。MD模拟结果表明:煤大分子在高岭石(001)面及(001)面吸附动力学平衡后,能够排开周围水分子与高岭石表面发生了稳定吸附作用,同时煤大分子中的部分苯环结构近似平行于高岭石表面,即苯环结构与高岭石不同表面间都存在较强的静电引力作用;煤大分子中的含氧官能团能够与高岭石不同表面形成氢键,但氢键在煤大分子与高岭石表面间相互作用中所提供的贡献非常小;存在水分子竞争吸附的情况下,煤大分子更容易与高岭石(001)面发生稳定吸附。为验证分子动力学模拟结果的正确性,采用扫描电子显微镜(SEM)对不同粒度级的煤与高岭石颗粒间微观作用进行观测分析,结果表明:在水溶液环境中,微细煤与高岭石颗粒间能够发生相互吸引作用,使得两者吸附在一起难以分开。水溶液中微细煤与高岭石颗粒间的微观作用机理主要是煤中含氧官能团与高岭石表面形成的氢键作用及煤中苯环与高岭石表面间的静电引力作用,其中以苯环与高岭石表面间的静电引力作用为主导。

疏水改性聚丙烯酰胺的合成方法研究进展

疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)作为疏水缔合水溶性聚合物重要的分支,具有增黏性、抗盐性和抗剪切性等特性,为研发低成本的HMPAM,以解决工业废水高效处理的问题,通过分析共溶剂法、胶束共聚法、乳液聚合法、自由基界面聚合法、超声波聚合发和超临界CO_2聚合法等HMPAM合成方法,明确了现阶段各种合成方法存在研发生产周期长、成本高、合成效率低和处理效果差等问题,提出将计算机模拟技术和试验结果相结合,完善合成单体和合成方法的搭配系统,寻求更科学、快速和低成本的HMPAM合成方法。

SiCp/Al复合材料界面调控研究进展

SiCp/Al复合材料具备一系列优异的物理性能,是航空航天、电子封装、装备、核电、汽车、轨道交通等国家重大需求和国民经济装备制造所需的关键材料。但是,工业精密仪器关键零部件对SiCp/Al复合材料的性能要求相对较高,导致复合材料在诸多高端领域的应用受到了严重限制,因而提升SiCp/Al复合材料的整体性能是当前亟需解决的重要难题。对于给定的增强体与基体,界面相具有的微观结构和物化性质是影响SiCp/Al复合材料性能的决定因素。然而,界面相在形成过程中通常会出现润湿性差、结构缺陷多以及生成不良界面产物等问题,对SiCp/Al复合材料的性能产生了严重的负面影响。因此,有效实现界面的可控设计成为提升复合材料性能的关键。根据近几年关于SiCp/Al复合材料界面调控的研究工作来看,增强体颗粒表面改性在抑制增强体与基体之间的相互扩散以及减缓化学反应速率等方面发挥着重要作用,而表面改性处理的方式通常包括酸洗、高温氧化和添加涂层等。在基体中添加合金元素能够有效降低铝液的表面张力,改善SiCp/Al复合材料界面相的润湿性,同时可抑制不良界面反应的发生。目前合金化处理添加的元素通常包括Mg、Si、Cr、Ti、Fe等。在SiCp/Al复合材料的制备过程中,烧结温度、保温时间、冷却速率、成型压力、球磨时间以及烧结气氛等成型工艺参数均会影响界面的反应程度,因而对成型工艺的优化改进同样能够有效调控复合材料的界面信息,以实现对SiCp/Al复合材料性能的提升。本文结合SiCp/Al复合材料界面相具有的微观结构和物化性质,从增强体颗粒表面改性、基体合金化和成型工艺优化改进三个角度综述了SiCp/Al复合材料界面调控的研究现状,并对其未来发展的整体趋势进行了展望。