钨丝增强非晶复合材料弹芯高速侵彻熔化快凝层研究

对钨丝增强非晶复合材料弹芯高速侵彻靶板时产生的熔化快凝层进行了扫描电镜观察、能谱分析和X衍射分析,研究了弹靶作用下界面温升机理。结果表明,与传统钨合金相比,钨丝增强非晶复合材料具有更好的“自锐”效应,侵彻能力得到了有效提升;熔化快凝层生成温度应高于1670℃,高温效应有助于提升其侵彻能力;熔化快凝层成分包含靶板材料(Fe、Cr、Mn)和弹芯材料(Zr、Ti、Cu、Ni、W)。其中W的原子分数仅有3.15%,且W元素主要以熔化或熔解方式存在于熔化快凝层中;非晶复合材料弹芯侵彻靶板时反喷物中存在TiW相。弹靶作用界面巨大的冲击导致弹靶材料受到冲击压缩并发生塑性变形、断裂等,引起弹靶作用界面温度急剧升高。

快凝早强型双液固化搅拌桩关键技术研究

水泥土搅拌桩是软土地基处理常用方法,但在处理高含水率及高水位软土层时常出现水泥浆逸散、浆液沿钻杆溢出、水泥土抱杆等问题,严重影响水泥土搅拌桩桩身质量及处理效果,同时水泥土强度增长缓慢使得搅拌桩的应用受到限制,针对上述问题,基于双液注浆法理论,通过理论分析、室内试验与现场试验相结合的方法,提出快凝早强型双液固化搅拌桩技术,研发快凝早强型双液固化剂及双液输浆系统,深入研究快凝早强型双液固化搅拌桩的应用效果、施工扰动及其复合地基固结特性,从而解决高含水率软土及高水位软土层处理难题,并可提升水泥土搅拌桩技术发展水平。

早强快凝超细灌浆料的研制

基础裂缝、裂隙的灌注加固存在施工难、界面黏结差、灌注不饱满等问题,为改进上述不足,论文研究了一种早强快凝超细灌浆料并对部分影响因素进行了分析。试验结果表明:(1)灌浆料中位粒径小于5μm,初始流动度大,具有微膨胀,20 min实现终凝,硬化浆体在5 h时已具有一定强度,3 d强度达到28 d强度的83.4%,满足工程建设质量及施工对灌浆材料的要求;(2)通过与市售环氧树脂灌浆料的性价比分析,发现该灌浆料具有显著的经济效益和社会效益;(3)通过对不同类型C30和C50混凝土1.5 mm裂缝的室内模拟加固处理,7 d和28 d的抗压强度比在0.8以上,展现出良好的加固结合性能。

快凝型聚合物水泥防水浆料的研究

研制了快凝型聚合物水泥防水浆料,分别考察了普通硅酸盐水泥、快凝快硬硫铝酸盐水泥、调凝剂、活性矿渣、乳液等对产品可施工时间、抗折强度、抗压强度、抗渗性、抗冻性、拉伸强度、断裂伸长率等性能的影响。试验表明,该产品具有可施工时间充裕、早期强度高、弹性好、粘结性好、抗渗性好的特点,可以满足对工期和性能均有较高要求的防水、防渗、堵漏场合的应用要求。

特种快凝早强水泥固低温浅井油层技术

API系列油井水泥不能满足套保油田低温(油层温度18℃)、浅层稠油井固井施工技术要求,为此,采用高硅率、高铝率矿物材料及微晶种、矿化剂双掺煅烧技术,研制开发了特种低温水泥(快凝早强水泥)。室内评价试验表明,该特种水泥低温工程特性突出:流动性能好,凝结速度快,早期抗压强度高。在套保油田9口低温浅井的现场试验中,综合固井优质率达到77.8%。室内试验和现场试验结果表明:所研制的快凝早强水泥的工程性能满足低温浅井固井施工的技术要求。

镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末的研究

对镁合金表面冷喷涂快凝Zn-Al合金粉末工艺进行了研究,观察了涂层微观组织,并分析了涂层与基体之间的结合,测定了涂层的硬度和涂层与基体的结合强度。结果表明,采用冷喷涂技术制备的快凝Zn-Al合金粉末涂层组织致密,基体与涂层的结合处只产生塑性变形并且无熔化现象,涂层硬度比基体硬度显著提高。

硼对快凝Ni_3Al组织结构及力学性能的影响

本文通过快凝及加硼合金化的方法改善金属间化合物Ni_3Al的韧性。实验表明:加入0.5-1.4at.-%的硼对Ni_3Al的塑性提高最有利。结构分析表明:在含1.37at.-%硼的Ni_3Al中,硼以Ni_(23)B_6弥散相及晶界偏聚方式存在;当硼量增至2.22at.-%时,硼以粗大的Ni_(23)B_6及NiB_(12)相在晶界处析出。无硼的Ni_3Al晶界为大角度晶界;当硼加至1.37at.-%时,Ni_3Al晶界以位错排列成亚晶界,以小角晶界形式存在。

快凝早强油井水泥在煤层气固井中的应用

针对煤层气田井浅、井底温度低、使用油井水泥固井凝固时间长、流动性差、现场操作不便等诸多问题 ,研究并开发了快凝早强油井水泥。该体系不仅具有低温下稠化凝结时间短、抗压强度高、微膨胀、综合性能优等优点 ,而且与常用的油井水泥添加剂配伍性好 ,同时使用较少量的外加剂 ,就可以调节出性能符合要求的水泥浆 ,固井质量高。经 4 0余口井现场应用 ,固井优良率 74 .2 % ,合格率 10 0 %。

慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂的合成及其性能研究

以壬基酚聚氧乙烯醚、环氧氯丙烷和三甲胺为主要原料合成了聚氧乙烯型阳离子沥青乳化剂N-[2-羟基-3-壬基酚聚氧乙烯醚(15)]丙基三甲基氯化铵,通过IR等手段对产物进行了表征,考察了各因素对沥青乳液稳定性的影响。结果表明,在m(沥青)∶m(水)=6∶4,乳化剂用量为沥青质量的3.0%,乳化剂水溶液pH=1～2,胶体磨转速为8 000 r.min-1条件下,制得的乳化沥青乳化效果较好,颗粒均匀且粒径较小,稳定存储5 d以上;破乳试验结果表明乳化剂为慢裂型,初凝时间为2 h,属慢裂快凝型沥青乳化剂,满足稀浆封层技术的要求;乳化沥青蒸发残留量、筛上剩余量等均符合规范要求。

杆式穿甲弹侵彻靶板时弹坑表面熔化快凝层研究

钨合金杆式穿甲弹高速侵彻装甲靶板时,在弹孔表面会产生很薄的＂熔化快凝层＂。为了进一步研究熔化快凝层的形貌特征和形成机理,对小口径钨合金杆式穿甲弹垂直侵彻30Cr Mn Mo装甲钢板产生的弹坑表面,进行了扫描电镜观察及能谱分析,并利用LS-DYNA对弹、靶作用区的温度场进行数值模拟。结果表明：熔化快凝层的成分包含弹芯材料W、Ni、Fe和靶板材料Fe、Cr、Mn.其中钨在熔化快凝层中以两种晶粒形式存在,较大的呈扁状细长形,长度为几个到几十个微米;较小的呈球状弥散分布在基体内,直径为100-400 nm.还发现杆式弹芯头部的质量消耗是以＂溶解破碎＂形式发生。对＂熔化快凝层＂的研究可为深入分析钨合金杆式弹穿甲机理提供依据。

快凝Al-Fe-V-Si-Nd合金中第二相选择

用X射线衍射和穆斯堡尔谱研究了快凝Al Fe V Si Nd合金的组织结构 ,并用与时间有关的非均匀形核理论计算了在快凝过程中合金第二相α Al13 (Fe ,V) 3 Si和Al8Fe4 Nd的起始形核温度与形核过冷度。结果表明 ,在相同的冷却速度下 ,亚稳相Al8Fe4 Nd的形核孕育期短 ,并且满足优先形核的动力学条件而析出 ,α Al13 (Fe ,V) 3 Si相被抑制。

液态金属Al快凝过程中纳米级大团簇结构的形成特性模拟研究

采用分子动力学方法,对含有400000个Al原子的液态金属大系统在快凝过程中纳米级团簇结构的形成特性进行了模拟研究,并采用原子团类型指数法(CTIM)来描述各种类型的团簇结构组态。结果显示:二十面体原子团(120120)及其组合在微观结构转变中起着最重要的作用;纳米级大团簇(150个原子)是由一些中等原子团结合而成,等原子团由小原子团组成;这种结构与由其它方法获得的纳米级大团簇的结构完全不同,后者是以某一个原子为中心按八面体结构堆积起来的多壳层晶体结构。这些结果正好可以用来解释用不同方法所形成的Al的团簇结构组态之间的本质区别。

合金化对高硅钢及快凝薄带组织性能的影响

利用合金化手段改善高硅钢及快凝薄带的组织性能。通过OM、XRD、VSM等研究了铝、硼、铌等合金元素对其组织织构、力学性能和磁性能的影响。结果表明,合金化能够改善铸态高硅钢的强韧性。在快凝薄带状态,铝元素会增大其晶粒尺寸并增强{100}和{114}<221>方向的织构,降低磁导率和磁滞损耗。

快凝Nd-Fe-B厚带的制备与组织结构

采用单辊快凝法取代传统的铸锭法制备出了厚度为0.1～0.4mm的NdFeB厚带.通过对制备快凝厚带过程中不同的工艺参数的探索,获得了工艺参数、带片厚度及显微组织间的关系.结果表明:制备0.25～0.35mm厚带的最佳工艺参数为:辊轮转速在10m/s左右,喷射压力0.08～0.10MPa,辊嘴间距(2±0.5)mm.当带片厚度为0.3mm时,带片中以Nd2Fe14B相为主,沿着(410)方向Nd2Fe14B含量比例较大;其显微结构主要是Nd2Fe14B片状晶,富Nd薄层相之间的间距约为5 μm.带片厚度为0.4mm时,厚带试样中α-Fe含量明显大于Nd2Fe14B含量,并且择优取向变成了(008).厚度0.1mm的厚带的显微结构中是细小的急冷等轴晶,厚度0.4mm的厚带中有较大区域的等轴晶.

快凝Ni_(74)Si_(10)B_(16)非晶合金电阻热稳定性的考查

通过实验考查了升温速度、保温时间和循环加热对快凝Ni74Si10B16j非晶合金淬态样与热处理样电阻温度特性的影响，并采用Nagel推广的液态金属Ziman理论对此进行了分析，得到了中低温长时间热处理将改善非晶合金电阻热稳定性的初步结论。

激光表面快凝下Nd_(13.5)Fe_(79.75)B_(6.75)过包晶合金的组织演化

利用激光表面快速熔凝技术对Nd13.5Fe79.75B6.75过包晶合金的凝固组织及其变化规律进行研究。结果表明:当扫描速度大于2mm/s时,包晶反应(γ+L→T1)被抑制,包晶T1相可直接从液相中析出(L→T1)。根据最高界面生长温度判据及KGT模型计算了T1相领先析出的临界生长速度为0.34mm/s,理论预测值略小于实验确定值;另在100～500mm/s扫描速度范围内观测到粗胞晶→细胞晶→平界面的不同凝固形态的高速带状组织,理论预测此合金形成高速带状组织的速度范围为148～7800mm/s,理论预测下限值与实验结果吻合较好。

硫铝酸盐水泥熟料快凝探因

运用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、原子吸收光谱仪等现代化分析测试仪器,从硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成、矿物微观结构更深入地探讨了引起硫铝酸盐水泥熟料快凝的原因。提出了解决和防止硫铝酸盐水泥熟料快凝的方法。为生产厂家生产凝结时间合格的硫铝酸盐水泥提供了科学依据。

快凝对MmNi_(5-x)(CoMn)_x合金电化学性能的影响

利用熔体淬冷法制备出不同速度下的4种合金薄带,研究了快凝对贮氢合金电化学性能的影响。合金的晶体结构采用XRD和SEM进行表征。结果显示,铸态和快凝合金都是单一的CaCu5相结构,快凝后的合金组织变得更加细密,晶粒变小而且更加均匀。电化学实验结果表明,快凝显著提高了合金的稳定性,但是降低了合金的放电容量和高倍率性能,铸态合金和10 m/s速度下的快凝合金综合性能最好。

快凝型水泥基饰面砂浆的性能研究

通过试验分析了高贝利特水泥用量对饰面砂浆性能的影响,并通过调整缓凝剂用量,测试缩短凝结时间对饰面砂浆性能及不同环境适应性的影响。结果表明,水泥用量为18%时,饰面砂浆强度符合JC/T1024—2007《墙体饰面砂浆》的要求,泛碱面积较小,缩短饰面砂浆的凝结时间可明显提高饰面砂浆的强度和抗返碱性等,降低环境因素对饰面砂浆色差的影响。终凝时间小于120min的快凝型水泥基饰面砂浆具有更好的环境适应性,装饰效果可达到色彩均匀、色调一致。

快凝锡基软钎料的浸润性研究

引入了快冷锡基软钎料的浸润性模型，并进行了计算处理．结果表明，经过快冷加工后，锡基软钎料的钎焊浸润角变小，浸润性得到了改善，钎焊接头强度有所提高；钎焊温度对浸润性影响很大，并随着温度的提高，液态快冷钎料的表面张力降低，浸润角随之变小．