离子辅助电弧沉积ZrN梯度涂层抗固体粒子冲蚀行为研究

为有效提高2Cr13不锈钢表面大攻角固体粒子冲蚀(SPE)抗力,利用离子辅助电弧沉积技术在氮化预处理的2Cr13钢表面制备了不同结构、不同厚度的ZrN梯度涂层,研究了涂层结构和厚度对膜基结合强度、涂层显微硬度、韧性、动静态承载能力以及抗固体粒子冲蚀行为的影响。结果表明:将合理结构的ZrN梯度涂层与离子氮化有机复合,能够获得承载能力高、界面应力应变协调性好、结合强度高、强韧性配合合理,抗多冲疲劳和抗塑性流变性能优的复合改性层,其90°大攻角SPE抗力显著高于2Cr13不锈钢基材。ZrN梯度涂层的SPE抗力同时与涂层厚度密切相关,当ZrN梯度涂层较薄时,其协调变形能力及承载能力较低,在冲击载荷作用下容易出现脱层失效,因而SPE抗力较低;当ZrN梯度涂层太厚时,涂层韧性和内聚强度降低,内部残余应力较大,受外界冲击载荷作用时容易出现局部脱层,因此SPE抗力亦不高。

固体粒子冲蚀磨损研究进展

固体粒子冲蚀磨损是引起材料破坏或设备失效的一个重要原因 ,本文简要介绍塑性材料和脆性材料的主要冲蚀理论 ,综述环境因素。

固体粒子进入熔体的条件及影响因素

对固体粒子进入熔体的条件及影响因素进行了讨论。建立了粒子进入熔体的热力学条件 ,指出只有润湿角等于零时 ,粒子才能自发地完全进入熔体中 ,否则需要克服一能量障碍 ;得出了粒子单在自身重力作用下自发进入熔体的临界尺寸、考虑粒子浓度时使粒子进入液体所需外力的功的表达式 ,以及粒子进入熔体的动力学条件。所得结论与试验结果吻合良好。

固体粒子稳定的乳状液研究进展

综述了固体粒子对乳状液稳定性影响的有关研究进展。微细不溶的固体粒子构成重要的一类乳化剂,被水相和油相部分润湿的固体粒子能够有效地稳定乳状液。固体粒子稳定乳状液的效果取决于以下因素:粒子大小、粒子间相互作用和粒子的润湿性质。固体粒子存在的油-水界面表现出粘弹行为,这种粘弹界面膜可大大地提高空间位阻,减缓乳状液液珠间液膜变薄的速率,从而提高乳状液地稳定性。原油中的粘土、胶质、沥青质和石蜡等胶体粒子被证明对乳状液的稳定性起很大的作用。

固体粒子稳定的乳状液的微波破乳

Experimental data were presented to show the influence of solid particles on the demulsification.It was found that some solid particles could effectively resist the demulsification and increase the emulsion stability.Results were presented on the effects of the properties of the solid particles on the type and the demulsification of emulsions formed.Water-wet particles stabilize water-external emulsions,while oil-wet particles stabilize oil-external emulsions.The demulsification rate and effectiveness decrease with the mass fractions of particles.Comparing with conwentional heating,microwave radiation could enhance the demulsification rate by an order of magnitude and increase the demulsification effectiveness.For emulsions stabilized by graphite powder,the maximum demulsification effectiveness was up to 82% in 5 min under microwave radiation.However,the maximum demulsification effectiveness was 72% with oil-bath heating at 90 ℃ for 40 min.For emulsions stabilized by barium sulfate,the demulsification efficiencies all reached 100% in a very short time under microwave radiation.The investigation was also carried out on the demulsification of the emulsions stabilized by solid particles in various stearic acid concentrations.

海水中磷酸盐在固体粒子上阴离子交换作用 海水中磷酸盐-固体粒子相互作用的台阶型等温线

通过研究氯化钠溶液中磷酸盐在4种固体粒子（针铁矿、δ－氧化锰、伊利石和高岭石）上的交换等温线及钙对上述交换等温线的影响，发现磷酸盐液－固界面作用的台阶型等温线（2个台阶），可用分级离子／配位子交换等温式定量描述。钙能够促进磷酸盐在针铁矿和δ－氧化锰上的交换作用，其机理是交换在固体粒子上的钙再结合溶液中的磷酸盐，形成表面无机三元络合物。

层流入口段中单个固体粒子的径向迁移

一、引言 许多实验表明悬浮粒子在圆管层流中出现径向迁移。这是因为粒子在入口段剪切场中受到一个垂直于粒子运动方向的升力作用,该升力是由粒子与流体之间的速度差和剪切层共同作用而产生的,因此建立了基于惯性-涡量诱导作用的粒子穿越流线迁移的流体动力模型。本文首先计算分析圆管入口段的速度场分布,然后采用该模型分别研究粒子在入口段核心区速度变化情况和在剪切区的运动轨迹,并用自行研制的CCD粒子轨迹记录系统记录了粒子在层流入口段中的运动轨迹。

ZrN单层、多层、梯度层及复合处理层对不锈钢固体粒子冲蚀行为的影响

对比研究了离子镀ZrN单层、多层、梯度层及其与离子渗氮复合处理对2Cr13马氏体不锈钢抗大小攻角固体粒子冲蚀性能的影响规律,通过硬度、韧性、结合强度、动静态承载能力等特性的综合测试与分析,探讨了表面处理层对不锈钢固体粒子冲蚀行为的作用机制.结果表明,上述4种表面改性层均显著提高了2Cr13不锈钢表面的硬度和抗微切削能力,因而有效改善了2Cr13钢抗30°小攻角固体粒子冲蚀性能.经离子渗氮层上沉积ZrN梯度层的复合处理后,其硬度由表面至基材呈梯度分布,界面应力分布连续性好,承载能力和抗塑性变形能力高,多冲疲劳性能优,能够显著提高基材抗90°大攻角固体粒子的冲蚀能力.然而,ZrN单层、多层、梯度层的抗多冲疲劳性能较差,其抗大攻角固体粒子的冲蚀能力反而不及2Cr13基材.

喷丸强化因素对钛合金固体粒子冲蚀抗力的影响

探讨了喷丸强化(SP)因素(残余压应力引入、表面粗糙度增大和表面加工硬化等)对Ti6Al4V钛合金固体粒子冲蚀(SPE)行为的影响和作用机制,为充分发挥SP改进航空发动机零部件服役性能的潜力提供依据。结果表明:Ti6Al4V合金表面直接喷丸处理,其SPE抗力无明显改变;SP处理后进行表面抛光,Ti6Al4V合金SPE抗力明显增加。SP造成的表面粗糙度增大导致了钛合金在大小冲击攻角下的SPE抗力的下降;SP引入的表面残余压应力对提高钛合金在90°大攻角下的SPE抗力起了重要作用,原因是SP残余压应力增加了裂纹闭合力和抑制了疲劳裂纹早期扩展;SP引起的表面加工硬化作用对提高钛合金在30°小攻角下的SPE抗力有重要贡献,这归于加工硬化提高了材料表面在小攻角下的微犁削抗力。

喷丸强化对AISI 420不锈钢固体粒子冲蚀行为的影响

研究了喷丸强化(SP)对AISI 420马氏体不锈钢抗固体粒子冲蚀(SPE)行为的影响,探讨了喷丸引起的表面残余压应力,表面粗糙度增大和表面加工硬化等三因素对SPE抗力的作用机制。结果表明:SP处理对AISI 420不锈钢在30°攻角下的SPE抗力无明显影响,但却降低了该钢在90°攻角下的SPE抗力。SP处理后进行表面抛光,则使该钢在两种攻角下的SPE抗力均得以提高。SP三因素对SPE抗力的作用机制主要有:表面粗糙化增大了试样表面对冲蚀粒子的有效暴露面积,因而降低了不锈钢在两种攻角下的SPE抗力;表面残余压应力能够有效抑制疲劳裂纹萌生和早期扩展,因而能有效提高AISI 420不锈钢的SPE抗力,特别是对90°垂直冲击条件下SPE抗力的提高作用更为明显;表面加工硬化提高了材料表面的微犁削抗力,因而对提高AISI 420钢在30°攻角下的SPE抗力有贡献,但是表面加工硬化层的抗多冲疲劳性能差,却不利于AISI 420钢在90°攻角下抗SPE性能的改善。

单螺杆挤出过程中固体粒子的变形、取向与熔融Ⅰ.固体粒子的变形分析

在带有在线取样和在线显微观察系统的全程透明视窗单螺杆挤出机上 ,采用普通三段式螺杆和分离型螺杆 ,对LDPE和LLDPE等物料进行了挤出实验。对实验过程中的固体床结构与变形、固体粒子的变形现象和变形机理进行了描述和分析 ,针对固体粒子的粒间运动与变形现象 ,提出了固体粒子粒间变形三个阶段的概念。

固体粒子在蒸发器中的防垢性能研究

对固体粒子在蒸发器中的防垢性能进行了实验研究．研究结果表明，在蒸发器中引入固体粒子后，经长时间连续运行没有发现有结垢现象发生；同时可显著地强化传热，提高传热系数，其蒸发侧沸腾换系数要大大高于相应操作条件下的两相流沸腾换热系数；而且蒸发器壁温有明显降低，特别适合于热敏性物料的蒸发．工业试验表明，蒸发量随时间变化而呈正常波动，充分证明了固体粒子在蒸发器中的优良防垢性能．加入固体粒子后，可实现管内沸腾而不结垢，从而有效提高了蒸发器的蒸发能力。

固体粒子冲蚀磨损试验机改进

旋臂式冲蚀磨损试验机是目前使用比较普遍的一种固体粒子冲蚀磨损试验机 .对这种试验机进行了结构设计与改进 ,采用槽轮给料装置 ,以提高给料稳定性 ,采用脉宽调制调速、光电测速、PID自动调节系统控制速度 ,使冲击速度和给料速度的精度大大提高 .初步试验表明 ,该试验机数据稳定 ,性能可靠 ,适合于冲蚀磨损机理研究和材料耐磨性测试 .

单螺杆挤出过程中固体粒子的变形、取向与熔融 Ⅱ.固体粒子的取向分析

对聚合物固体粒子在挤出过程中的取向问题进行了定性分析，并在带有在线显微观察和摄影系统的全程透明视窗单螺杆挤出机上，对LDPE物料颗粒在挤出机不同熔融阶段的取向和熔融情况进行了在线观察实验，并对LDPE固体颗粒在挤出过程中的两种不同取向构造形式进行了描述。

固体粒子分散体系润滑剂对接触疲劳前期影响的研究

针对固体粒子分散体系润滑剂的粒子大小的不同，提出了赫兹压力下降与油膜高粘吸附两种物理模型，并分析了两种单分散介质的润滑剂对接触疲劳前期（即裂纹萌生之前）的影响结果，还解释了疲劳试验结果的某些现象．

黄河水中无机固体粒子与铜离子作用离子交换率与pH关系研究

测定了黄河水中无机固体粒子与铜离子作用的离子交换率（Ｅ％）与ｐＨ关系曲线，讨论了不同浓度的铜离子及不同的氨基酸存在下对曲线的影响，并对影响原因作了分析．

低层大气中固体粒子运动及其物理模拟

对于大气边界层中的固体粒子的风致运动———较大粒子的蠕动跃动和较小粒子的悬浮———的主要特征作了介绍．着重介绍了在悬浮粒子运动的物理模拟研究方面的一些成果：复杂地形和低层大气湍流会显著地提高起尘速率并改变降尘量的分布；有一定顺风向厚度的风障除了屏蔽效应———即背风侧平均风速的减小———外，还有减小最终进入空气的灰尘数量的“宏观吸附效应”；总结了模拟悬浮粒子运动的风洞实验所应遵循的相似性准则，并提出了模拟防尘风障的实验中的一个新的相似参数———孔径雷诺数，并初步测定了它的临界数值．

海水中磷酸盐在固体粒子上阴离子交换作用──海水中磷酸盐-固体粒子相互作用的V形交换率-pH曲线

于1990年2月在青岛鲁迅公园采得海水样品；1989年5月在南京采得伊利石样品，在苏州采得高岭石样品；1990年3月实验室合成针铁矿和δ－MnO2样品。用振荡平衡实验、离心分离方法和光度分析方法测定3种电解质溶液（NaCL溶液、NaCl－ChCl2～溶液和海水）中磷酸盐在上述4种固体粒子上的交换率一PH曲线。测定结果表明，海水中磷酸盐在固体粒子上的交换率-PH曲线为V形，并建立阴离子液一固界面作用的交换率-PH公式；半定量地讨论V形交换率-PH曲线的形成机理，酸性溶液中，海水中腐殖酸和硫酸盐与磷酸盐竞争固体粒子上的作用点位，降低磷酸盐的液一固界面作用；碱性溶液中磷酸盐通过钙（Ⅱ）与固体粒子形成三元表面络合物，钙（Ⅱ）促进磷酸盐的液一固界面作用。海水中的钙（Ⅱ）、腐殖酸和硫酸盐是影响磷酸盐液一固界面作用的主要组分，酸性溶液中腐殖酸和硫酸盐降低磷酸盐在固体粒子上的交换作用，碱性溶液中钙（Ⅱ）会增加磷酸盐在固体粒子上的交换作用。

黄河水中固体粒子与锌、镉相互作用的等温线

用离子交换法和原子吸收分光光度法研究了黄河水中固体粒子与重金属Zn2 +、Cd2 +相互作用的等温线 ,得到一个“拐点”两个“平台”的新型河流等温线。在黄河水中 ,固体粒子与两种金属离子进行阳离子交换反应 。

聚合物固体粒子在熔体中的流动和传热数值分析

对螺杆挤出机螺槽建立了准三维的流动和传热模型,模拟了聚合物固体粒子在熔体中的流动、受热、温升和熔融行为;采用横纵向截面研究了聚合物固体粒子的速度和温度随时间的变化情况;通过计算得出了固体粒子熔融所需要的时间以及流场总能量增量中外部传热和内部黏性耗散生热所占的百分比。结果表明,机筒传热和黏性耗散对系统能量增加的贡献为3.68∶1。