考虑应力梯度的缺口疲劳分散性研究

针对缺口部位的微观结构及尺寸导致的疲劳分散差异较大的问题,为准确预测缺口件的疲劳分散性,以矩形截面缺口件为例,采用宏观Chaboche循环塑性本构模型与细观晶体循环塑性本构模型相结合的有限元子模型方法,并考虑缺口效应,提出了以应力梯度影响因子、等效应力与纵向应变为变量的统计标准差作为疲劳指示因子FIP_(notch)。在不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径大小情况下将疲劳指示因子FIP_(notch)与经典的Fatemi-Socie疲劳指示因子FIP FS进行疲劳分散性的比较与分析。结果表明:疲劳指示因子FIP_(notch)均能很好地预测不同位移载荷、位移载荷比和缺口直径下的缺口疲劳分散性,且比经典的FIP FS方法有更高的精度与适用性。

齐聚物改性剂BVS合成及BVS@绢云母分散性能研究

以丙烯酸丁酯(BA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和乙烯基三乙氧基硅氧烷(VTES)为单体,通过自由基聚合合成三元共聚齐聚物BAVTES-SSS(BVS)。以BVS为界面修饰改性剂对绢云母粉体进行界面有机化改性,制备BVS@绢云母。研究了BVS@绢云母的粒径大小及粒径分布、悬浮性能、分散性能。实验结果表明,齐聚物改性剂BVS对绢云母具有良好的有机化改性效果。与空白样相比,BVS@绢云母粒径显著减小,比表面积由0.539 m^(2)/g升高至0.839 m^(2)/g,表面积平均粒径由11μm下降至7μm,体积平均粒径由16μm下降至9μm,D50由14μm下降至8μm,D97由39μm下降至19μm,沉降实验静置12 h无沉降。

矿渣粉改良分散性土的工程特性研究

分散性土的抗冲蚀能力较低,易发生管涌、流土等破坏,作为建筑材料存在较大的工程隐患。通过对矿渣微粉改性分散性土进行分散性鉴定试验、单轴抗压试验以及压缩试验,来探讨其力学性质,以确保在工程中的使用效果。试验表明:随着矿渣微粉掺量的提高和养护龄期的增加,抑制了土体的分散性,提升了土体的力学性质,降低了其压缩性,矿渣微粉掺量达到7%,养护7 d以上,其改性效果较佳;从微观角度来看,矿渣微粉加入到分散性土样中,发生水化反应以及离子置换反应,通过降低双电层厚度,提供胶结物质使土颗粒变得紧密,填充土体孔隙降低土体的分散性,改善了土体的力学特性。

微晶石墨在聚四氟乙烯中的高分散性实验研究

为解决聚四氟乙烯导热系数低、力学性能不佳等性能缺陷,研究共凝聚工艺,开发微晶石墨填充改性聚四氟乙烯新技术。考察聚四氟乙烯原料性质、微晶石墨的表面改性方法、分散剂、共凝聚温度、搅拌速率等因素对微晶石墨分散性的影响。结果发现,聚四氟乙烯分散液、共凝聚温度是影响复合材料的关键因素,选择聚四氟乙烯分散母液替代分散乳液为原料,采用硅烷偶联剂对微晶石墨进行表面改性处理后,以N,N-二甲基甲酰胺为分散溶剂,控制共凝聚温度为(19±3)℃,搅拌转速控制在300~400 r/min范围时,可以实现微晶石墨在聚四氟乙烯基体中的均匀分散。

外源秸秆对污染土壤氧化还原过程水分散性胶体态重金属的影响

土壤胶体尤其是水分散性胶体,作为一种重要的污染物载体,在重金属吸附、迁移以及生物吸收过程起着重要作用。通过土壤培养试验探讨了外源添加水稻秸秆在氧化还原波动条件下如何影响土壤液相中及水分散性胶体中重金属的分布。结果表明,外源秸秆增加厌氧过程液相中溶解性有机碳(DOC)、砷(As)、铁(Fe)、锰(Mn)、钙(Ca)、钾(K)、硅(Si)、铝(Al)、镁(Mg)等浓度,降低了厌氧过程氧化还原电位(Eh)及铜(Cu)、铅(Pb)等浓度,提高了好氧过程Pb浓度。利用非对称流场流分馏-紫外可见-电感耦合等离子体-质谱联用技术(AF4-UV-ICP-MS),测得水分散性胶体颗粒主要分布在0.3~3 kDa、3~40 kDa和130 kDa~450 nm三个粒径范围,各粒径颗粒的组成有所差异,主要含有机质、无机黏土矿物和铁矿物等。外源秸秆促进液相中Fe和As由胶体态向溶解态转化,促进镉(Cd)和Cu由溶解态向胶体态转化。本研究有助于揭示农业活动影响重金属迁移转化及有效性的界面机制。

固废基盾构惰性同步注浆材料力学性能及抗水分散性研究

以典型固废矿渣微粉、粉煤灰、硅灰为原料制备固废基盾构惰性同步注浆材料,采用六因素五水平正交试验,开展了注浆材料力学性能及抗水分散性的试验研究。结果发现:增大碱激发剂模数,减小其掺量,则浆液抗压强度下降;水胶比、膨水比对浆液抗动水冲刷能力的影响较大;碱激发剂掺量和水胶比是影响浆液水陆强度比的主要因素。根据正交试验极差分析和综合性能平衡,确定了注浆材料的优选配合比:水胶比1.00,胶砂比0.45,膨水比0.35,减水剂掺量1.5%(质量分数),碱激发剂模数1.6,碱激发剂掺量20%(质量分数),此时注浆材料28 d抗压强度为13.02 MPa,水陆强度比为80.83%,3 h动水冲刷质量损失率为5.62%;并开展了稠度、凝结时间、泌水率和结石率等性能试验,测试指标均达到了活性浆液的要求。以上研究为工业固废在盾构注浆技术领域的应用提供了一定的研究基础和实验依据。

纳米炭黑的Steglich酯化反应制备及乙二醇分散性

为解决炭黑在乙二醇溶液中难分散的问题,确保炭黑在聚酯纤维原液着色中具有良好的分散性。先通过液相氧化法对炭黑表面进行改性,在炭黑表面引入反应性基团—羧基,并选取合适的氧化炭黑,通过Steglich酯化反应在氧化炭黑表面接枝乙二醇和不同相对分子质量的聚乙二醇。对氧化炭黑和接枝炭黑的表面结构以及在乙二醇溶液中的分散性进行测试与分析。结果表明:氧化仅发生在炭黑表面并未对炭黑造成严重破坏,随氧化时间的延长,炭黑表面羧基含量显著提高,氧化8 h后,其表面羧基含量为0.616 mmol/g;PEG600接枝的氧化炭黑其接枝率在33%以上,最小平均粒径稳定在132.1 nm左右,其能在乙二醇溶液中分散均匀,无聚集体出现,且制备的接枝炭黑具有良好的分散稳定性,其储存稳定性在93%以上,耐热稳定性在92%以上。

双聚合物改良分散性土的力学特性及机制研究

为了解决分散性土在引水灌溉等工程建设中产生的安全性问题,本文以吉林西部地区分散性盐渍土作为研究对象,研究了木质素和黄原胶2种高分子聚合物协同处理对分散性土的分散性以及力学特性的改良效果,分析了冻融循环作用对改良土的分散性与力学特性的影响规律,并从微观角度揭示改良机制。结果显示,改良后土体的分散性明显降低,强度明显提高。其中木质素的质量分数3%与黄原胶的质量分数3%协同处理并养护28 d后,改良土的无侧限抗压强度达到171.12 kPa,较原状土强度提升约2.5倍;在试验设计的改良剂配比中,该配比对分散性土综合性能提升最显著,抵抗冻融劣化的效果亦最佳。微观结构分析显示,木质素纤维在改良土体内部起到了立体格栅般的桥接作用,黄原胶独特的黏结能力也使得土颗粒间连结愈加紧密。

反应条件对PCEs分子结构和分散性的影响及机理

采用水溶液自由基共聚法,将乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚与丙烯酸共聚合成了聚羧酸系减水剂(PCEs),深入研究了反应温度、滴加时间和链转移剂用量3个主要因素对PCEs分子结构和分散性的影响及机理.结果表明,反应温度和链转移剂用量对乙二醇单乙烯基聚乙二醇醚的转化率、PCEs的相对分子质量及其分布影响较大,导致PCEs在水泥净浆中的分散性和分散保持性有明显的区别,而滴加时间的影响相对较小.

某心墙坝土料分散性判别与石灰改性土的性能规律分析

分散性土作黏土心墙会影响大坝的防渗安全,通过针孔试验、碎块试验对新疆某心墙土料的分散性进行了判别,分别采用天然河水与石灰进行改性试验,研究不同石灰掺量和陈化时间对改性土物理、力学性能的影响规律。结果表明,黏粒含量为12%是土料产生物理性、化学性分散的界限;采用天然河水进行改性,效果不佳,当石灰掺量为3%时,可完全消除分散性;土样掺入1%的石灰后,界限含水率变化明显,最大干密度由1.79 g/cm3降至1.69 g/cm3、压缩模量由13.4 MPa增至19.4 MPa、黏聚力由25.1 kPa升至43.3 kPa;随石灰掺量的增加,最大干密度提高、内摩擦角减小,黏聚力增大;随着陈化时间的延长,液限呈增长趋势,最大干密度在24 h内较稳定,之后开始降低,240 h后趋于稳定,压缩性在72 h内变化不明显,而后开始增强。由于石灰中含有大量的钙离子,因此使分散性土的性能发生变化。

基于残差网络模型的速溶全脂奶粉分散性与堆积密度检测方法

针对传统的奶粉品质国际标准检测方法中存在的主观性和滞后性等问题,本研究提出了一种基于残差网络(residual network,ResNet)的奶粉分散性和堆积密度的快速分类检测方法。在本研究中,使用的数据集包括499张在10倍光学显微镜下拍摄的速溶全脂奶粉颗粒微观分布图像,这些图像来自10个不同的样本组。首先,按照国际标准方法检测这10组样本的分散性和堆积密度,进而基于测试结果划分不同的分散性和堆积密度级别。随后,利用这些微观图像对ResNet模型进行训练,以实现对不同样本的有效分类。最终,通过分类结果预测速溶全脂奶粉的分散性、松散密度和振实密度。此外,本研究还对比了ResNet、EfficientNetV2和SwinTransformer等不同深度学习模型的预测效果。结果表明,基于ResNet152的深度学习模型在预测速溶全脂奶粉的分散性、松散密度和振实密度方面表现最佳,其在测试集上的准确率分别达到97.50%、98.75%和95.00%。这些深度学习模型在奶粉品质检测中的出色性能不仅证明了该方法能够实时、准确地预测奶粉的分散性和堆积密度,同时也为奶粉品质的在线检测提供了新的技术途径。

钛基石墨烯复合材料的分散性、界面结构及力学性能

石墨烯由于独特的结构和优异的力学、导电、润滑等性能,被认为是理想的金属基复合材料的增强体。将石墨烯作为增强体增强钛基复合材料有着巨大的应用潜力。然而,石墨烯的分散性及其与钛基体的反应是制约获得高性能石墨烯增强钛基复合材料的难点。本文综述了钛基石墨烯复合材料的分散性、界面及力学性能的研究进展。钛基石墨烯复合材料通常采用粉末冶金法制备,石墨烯能较均匀地分散于复合材料组织中,但当石墨烯添加量过多时仍会出现团聚现象。石墨烯与钛基体易发生反应生成TiC,通过固化烧结工艺的改进、基体复合化、石墨烯表面改性以及原位自生等方法可以有效地抑制界面反应并提高界面结合力。随着石墨烯含量的增加,钛基石墨烯复合材料的压缩、拉伸强度与硬度一般呈现先增大后减小的趋势。石墨烯增强钛基复合材料的强化机制通常以载荷传递强化为主,但有些情况下由石墨烯引起的位错强化、细晶强化及奥罗万(Orowan)强化效果也较为显著。

竹子碱法制浆黑液木质素磺酸钠的制备及染料分散性研究

研究了Na_(2)SO_(3)用量、反应温度、pH和反应时间对磺化木质素磺酸基含量和溶解度的影响,并对磺化木质素的磺酸基含量和溶解度影响进行了显著性分析。结果显示,木质素磺酸钠(SL)的最大磺酸基含量为1.93mmol.g^(-1),最佳溶解度为98.48%;最佳磺化条件为:Na_(2)SO_(3)用量3mmol.g^(-1),反应温度160℃,pH值12,反应时间3h。此外,研究表明,具有较高磺酸基含量的SL2(最优磺化条件)在吸附染料后,由于较大的静电排斥力,颗粒得到有效分散,边缘分离距离为1mm。在所有样品中,SL2的粒径最小(27.34μm),且在高温下具有最佳分散性。

梳型共聚物P(AA-co-MPEGAA)的可控合成及其分散性能研究

超分散剂组成的控制对其分散性非常重要,以丙烯酸(AA)与甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(MPEGAA)为原料制备梳型共聚物P(AA-co-MPEGAA),通过高效液相色谱(HPLC)法分析聚合物组成,结合组成分析法测得两单体的竞聚率,实现对共聚物组成的均匀控制。并系统研究了共聚物组成及组成控制、pH、分散剂用量等对纳米二氧化铈颗粒分散性的影响。结果表明:组成均匀的超分散剂的性能优于非均匀组成。在中性及碱性条件下,共聚物链中MPEGAA单元的摩尔分数为0.20,二氧化铈颗粒的综合分散性最佳。

臭氧处理淀粉纳米晶在水相中的分散性

本研究旨在探讨臭氧处理的淀粉纳米晶体(OSNC)在水相中的分散特性。将糯米淀粉经3.16 mol/L硫酸水解后产生的淀粉纳米晶(SNC)用臭氧气体流量为1 L/min处理1 h,经马尔文粒度仪、透射电子显微镜(TEM)对SNC和OSNC的粒径分布、电位状态和微观形态进行观察。通过马尔文粒度仪对不同pH的OSNC(0.01%)悬浮液的粒径和电位进行分析,观察不同pH条件下OSNC(0.01%)悬浮液2 h和72 h后的团聚行为。结果表明:臭氧处理后,OSNC的分布更分散,聚集程度降低,但颗粒形态没有发生变化,OSNC(0.01%)悬浮液在pH>10.92时,更易均匀分散在水相中。

微波高温处理对磁性草木灰磁性及其在水溶液中分散性和稳定性的影响

为探究磁性草木灰微波高温处理后的性能,以栀子花叶为原料,经过燃烧、研磨得到草木灰(PA)并通过化学沉淀法负磁制备磁性草木灰(MPA),MPA经微波高温处理得到微波-磁性草木灰(M-MPA)。采用XRD,FT-IR,Zeta,SEM-EDS以及VSM对MPA与M-MPA的结构和性能进行了分析与表征。结果表明:在m PA∶m Fe^(2+)∶m Fe^(3+)为2.5∶2∶1、微波高温时间4 min、温度1000℃时,MPA与M-MPA磁饱和强度分别为44.14,56.72 A·m^(2)/kg,说明MPA经微波高温处理后磁饱和强度明显增强;随着pH值增大,M-MPA在水溶液中的分散性与稳定性更好,明显优于MPA。微波高温处理使磁性草木灰的磁性增强且在水溶液中具有更好的分散性与稳定性。

新疆某工程分散性土的综合判别方法

分散性土的抗冲蚀能力很低,易发生管涌、冲沟等破坏,对于分散性土的判别尚未形成统一的标准。以新疆某工程黏土心墙填筑土样为研究对象,在测定其基本性能的基础上,采用针孔试验、碎块试验、双比重计试验、孔隙水可溶盐试验和交换性钠离子百分比试验对土样的分散性进行鉴别,将土体的分散性统一划分为高分散性、分散性、过渡性、非分散性4个等级。针对不同鉴别方法出现分散性结果不一致情况,对土的分散性从高到低分别赋分值为4、3、2、1,结合5种鉴别方法的原理,分别赋予针孔、碎块、双比重、孔隙水可溶盐和交换性钠离子百分比试验不同权重,最终依据赋分值及权重,将土样的分散性综合判定为高分散性、分散性、过渡性和非分散性4个类别。该方法可有效避免各试验方法的不足,对准确评价土的分散性提出了一种新的评价方法。

边缘氧化对石墨烯水分散性能的影响

为改善石墨烯的水分散性,将石墨烯粉碎后置于高锰酸钾(KMnO_(4))与硫酸的混合水溶液中低温处理1~4 h,尝试通过一种较温和的氧化方式在石墨烯表面尤其是边缘位置引入含氧集团,调整表面极性;研究中,用紫外-可见光分光光度计评价边缘氧化石墨烯在水中的分散性和稳定悬浮能力,用拉曼光谱、X射线衍射仪、扫描电镜对样品进行微观结构表征。结果表明:KMnO_(4)用量为石墨烯质量的30%、硫酸质量分数70%、冰水浴反应3.5 h时,边缘氧化石墨烯的水分散性能最佳,且氧化处理过程不会过度破坏石墨烯的片层结构,使其仍表现出石墨烯的理化特性。

基于化学分散机制理论对分散性土的改性试验研究

分散性土在中国西北、东北地区分布广泛,受环境限制许多新建水利水电工程不得不选择分散性土作为坝体心墙的防渗土料,由于它的抗冲蚀能力很低,容易造成堤坝管涌、路基失稳等现象,因此如何改善其分散性成为了当下水利水电工程建设中亟待解决的问题。为了探明分散性土改性效果及作用机理,基于化学分散机制理论,对西藏地区某水利工程的分散性防渗土料分别进行了掺配MgO、CaO、MgCl_(2)、CaCl_(2)4种改性剂的改性试验研究,掺配含量范围为0.15%~1.50%。结果表明:各含量的MgO基本不具备改性功能,当CaO、MgCl_(2)、CaCl_(2)3种改性材料掺量达1%后,针孔试验、碎块试验、孔隙水阳离子试验结果均显示为非分散性土,改性效果较好。综合考虑现场施工的可操作性、经济性及对土体性质结构的影响等因素,建议现场采用掺量1%的MgCl_(2)对分散性防渗土料进行改性处理。

飞机结构强度试验测量系统分散性研究

飞机结构强度试验测量系统的安装分散性对数据采集精度影响较大,测量结果直接影响试验结论是否有效。测量系统安装误差主要集中在金属粘贴式电阻应变计和导线环节,通过理论模型和对比试验,对应变传递效率影响因素和导线长度影响进行了分析。分析结果表明,应变传递效率随粘接层厚度增加或弹性模量减少而下降,金属类粘接材料明显优于有机胶;长导线电阻对测量误差的影响不可忽略,3线式接线法可有效改善导线电阻的影响程度。