TiC对Fe_(55)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(15)合金非晶形成能力、微观组织及热稳定性的影响

铁基非晶合金存在非晶形成能力低、室温塑性差等问题,极大地限制了其在工程中的应用。基于“近混合焓+有效原子尺寸差”非晶合金成分设计理念设计了Fe_(55)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(15)全金属组元粉末,采用机械合金化球磨工艺成功制备出非晶态合金粉末,并研究了TiC陶瓷粉末的加入对Fe_(55)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(15)合金粉末非晶形成能力、微观形貌和热稳定性的影响。结果表明:Fe_(55)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(15)合金粉末具有较好的非晶形成能力和热稳定性,TiC陶瓷粉末均匀稳定的分布于Fe_(55)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(15)非晶合金粉末中。添加质量分数15%TiC陶瓷粉末延缓了球磨过程中Fe_(55)Nb_(15)Ti_(15)Ta_(15)合金粉末的合金化和非晶化进程,降低了热稳定性,使得球磨后粉末粒度变小,分布范围变宽。该项工艺可制备出具有较大室温塑性的大块铁基非晶合金原始粉末。

R32热泵系统稳定性与变工况特性实验研究

实验研究了变热源进口温度工况和变热水进口温度工况下膨胀阀开度对R32热泵系统稳定性和系统性能的影响规律。结果表明:不同工况下系统存在不同的过热度振荡区间,且热源进口温度对起始振荡过热度的影响较显著,而热水进口温度对其影响则不明显;变热源进口温度(15~25℃)工况下,制热量随着过热度的变化呈现不同的变化规律,而其COP则呈现相同的变化规律,且系统均在过热度振荡区间内获得最大COP;变热水进口温度(30~40℃)工况下,制热量和COP均随着过热度的变化呈现相同的变化趋势,且两者均在过热度振荡区间内取得最大值;热源进口温度的升高和热水进口温度的降低均可使系统获得的最大制热量和最大COP增大,且两者在热源进口温度为25℃时分别为9.287 kW和4.646,而在热水进口温度为30℃时则分别为9.148 kW和5.665。

4种提取方法对对虾肌原纤维蛋白提取率、空间结构和热稳定性的影响

【目的】获取提取率高且结构完整的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)肌原纤维蛋白。【方法】通过0.5 mol/L KCl、53 kHz超声辅助0.5 mol/L KCl、53 kHz超声辅助质量分数5%十二烷基硫酸钠(SDS)和RIPA裂解液这4种提取方法提取对虾肌原纤维蛋白,以肌原纤维蛋白提取率和结构完整性为评价指标,采用光谱学和凝胶电泳生化,评价四种提取方法对对虾肌原纤维蛋白提取率、空间结构和热稳定性的影响。【结果】53 kHz超声辅助0.5 mol/L KCl、0.5 mol/L KCl、53 kHz超声辅助5%SDS和RIPA裂解液4种方法所得提取率分别为(87.99±3.08)%、(53.76±3.90)%、(75.59±0.95)%和(95.46±4.49)%。53 kHz超声辅助0.5 mol/L KCl提取的蛋白中肌钙蛋白和原肌球蛋白蛋白丰度较高,0.5 mol/L KCl和53 kHz超声辅助质量分数5%SDS提取的肌球蛋白重链和肌动蛋白蛋白丰度较高;相较于0.5 mol/L KCl,超声辅助提取可最大限度保持肌原纤维蛋白天然结构,α-螺旋结构保留完好;0.5 mol/L KCl提取可较好维持肌原纤维蛋白的酰胺Ⅰ带结构。RIPA裂解液提取对肌原纤维蛋白二级结构有明显破坏,热稳定性仅为原蛋白的(60.63±4.46)%。【结论】综合提取率、空间结构和热稳定性结果,采用53 kHz超声辅助5%SDS提取可获得质量最佳的凡纳滨对虾肌原纤维。本研究可为后续深入解析冷藏对虾品质劣变和开发高效控制技术提供高质量的肌原纤维蛋白。

MoO_(x)状态调控及其对VO_(x)/MoO_(x)-TiO_(2)催化剂脱硝性能和热稳定性的影响

将七钼酸铵分别用水和草酸溶液溶解后与TiO_(2)复合制备MoO_(x)-TiO_(2)载体,通过浸渍法负载钒获得VO_(x)/MoO_(x)-TiO_(2)催化剂;采用XRD、SEM、BET、XPS、H_(2)-TPR和NH_(3)-TPD表征手段研究催化剂的结构和性质,并考察了其脱硝活性和高温老化性能。结果表明,草酸助溶七钼酸铵制得的VMoTiO-F在210~510℃的脱硝效率大于80.0%,优于用水溶解制备的VMoTiH-F;VMoTiO-F表面存在较多的MoO_(x),可增强与VO_(x)的相互作用,促进催化剂表面产生更多的低价态VO_(x)和表面化学吸附氧(Oα)活性物种;VMoTiO-F中的VO_(x)和MoO_(x)相互作用还能提高低温氧化还原性能,有利于催化过程中的电子传递;VMoTiH-F相比VMoTiO-F有更多的MoO_(x)进入TiO_(2)晶格,提高TiO_(2)的热稳定性,而VMoTiO-A中的锐钛矿TiO_(2)在高温老化中被严重烧结甚至部分转变为惰性金红石晶型,导致表面酸性位损失和氧化还原性能降低,因此VMoTiH-A催化剂的脱硝性能明显优于VMoTiO-A。

热像仪的光轴热稳定性仿真及拓扑优化研究

热成像仪由于工作环境较为恶劣,且自身发热量较大,容易导致热像仪光轴发生热偏移,严重影响其瞄准性能。为了提高红外热像仪的光轴热稳定性,以某型热像仪光轴敏感部件——折转镜为主要研究对象,研究其在不同环境温度条件下的光轴变化情况,并通过构建折转镜的有限元仿真模型以及试验测试系统,获得与试验数据一致性较好的有限元模型;以此为基础,采用基于变密度法的拓扑优化仿真技术,以刚度最大化为设计目标,以体积分数为约束,对折转镜座进行了拓扑优化设计。通过试验测试得出,优化设计的折转镜座的光轴高温偏移量由46.1″减小到25.5″,减小了44.7%,折转镜座的光轴低温偏移量由92.9″减小到51.0″,减小了45.1%,极大地提高了折转镜的光轴热稳定性。最后,将优化后的折转镜安装到某型热像仪中进行整机试验测试,热像仪整机的高温光轴偏移量由0.461 mrad减小到0.340 mrad,下降了26.2%,低温光轴偏移量由0.485 mrad减小到0.296 mrad,下降了39.0%,证明了仿真与拓扑优化模型的可行性与有效性,为后续红外热像仪整机的轻量化设计与性能提升奠定了基础。

不同pH值对肌红蛋白构象及热稳定性的影响

为探究不同pH值对肌红蛋白结构及热稳定性的影响,采用体外实验,以正常pH值(5.6)和高pH值(6.4)肌红蛋白溶液为研究对象,利用多光谱分析技术探究冷藏(4℃)和加热(72℃)条件下不同pH值对肌红蛋白分子结构、表面疏水性和热变性程度的影响。结果表明:4℃孵育条件下,2种pH值对肌红蛋白构象无明显影响,而72℃加热条件下,pH 5.6肌红蛋白溶液的内源荧光强度、蛋白质表面疏水性和热变性程度显著高于pH 6.4;相比于pH 6.4时,pH 5.6时的肌红蛋白分子的三级结构受到更严重的破坏,热稳定性降低。因此,环境pH值可以通过改变肌红蛋白的结构稳定性,进而改变肌红蛋白的热稳定性,高pH值可以增加肌红蛋白的热稳定性,是导致DFD(dark,firm,dry)牛肉熟制时持续粉红现象的重要原因。

大豆油基多元醇改性聚氨酯热稳定性及阻燃性能研究

将大豆油基多元醇以不同的比例添加到石油基多元醇中,得到热稳定性更高和阻燃效果更好的生物基聚氨酯泡沫(PUF)。采用锥形量热法、扫描电子显微镜、热重分析法和烟密度测试箱研究了不同比例大豆油基多元醇对PUF阻燃和抑烟性能的影响。结果表明:在辐射强度为25kW/m^(2)、35kW/m^(2)和50kW/m^(2)条件下,PUF-S3均具有最好的阻燃效果;添加大豆油基多元醇后样品均表现出两阶段热解,同时PUF-S3热失重5%时的温度比PUF-0高16.49℃;添加大豆油基多元醇样品的最大烟密度均小于PUF-0。在石油基多元醇中添加大豆油基多元醇制备的PUF具有优良的阻燃和抑烟效果,大豆油基多元醇最佳添加量为15%(质量分数)。

掺WO_(3)对碲酸盐玻璃热稳定性改善和Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂碲钨酸盐玻璃光谱性能的研究

为得到热稳定性能良好且高强度发光的碲酸盐玻璃,通过在TeO_(2)-ZnO-Na_(2)O系统中掺入WO_(3),以提高玻璃的抗析晶和热稳定性能。研究结果表明,碲酸盐玻璃的ΔT从不掺WO_(3)的110℃增加到了WO_(3)含量为20 mol%时的142℃。在热稳定性研究的基础上,进一步分别研究了单掺Er^(3+)和Er^(3+)/Yb^(3+)共掺的碲钨酸盐玻璃的光谱性质。研究结果表明,在Er^(3+)/Yb^(3+)共掺条件下,Er^(3+)/Yb^(3+)之间的能量传递提高了Er^(3+)离子对980 nm泵浦光的吸收效率,增强了1.5μm波段发光强度,最终得到了具有高强度1.5μm波段发光的Er^(3+)/Yb^(3+)共掺碲钨酸盐玻璃,初步证明共掺方式是实现1.5μm波段高强度发光的有效方法。

2-氨基烟酸镧铈对PVC热稳定性的影响

以2-氨基烟酸(2-ANA)、Ce(NO_(3))_(3)、La(NO_(3))_(3)和NaOH为原料,合成出2-氨基烟酸镧铈(2-LCANA),研究2-LCANA及其复配稳定剂对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明,2-LCANA及其复配稳定剂提高了PVC的热稳定性能,当m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2时,其热稳定时间为38 min,可以减小在加工过程中的损耗,增强PVC的力学性能,但是随着温度升高2-LCANA要比m(2-LCANA)∶m(ZnSt_(2))∶m(PE)=2∶1∶2的复配稳定剂抑制PVC降解反应发生更有效。2-LCANA能够吸收PVC降解释放的HCl气体,生成LaCl_(3)和CeCl_(3),减弱了HCl对PVC降解的催化作用,可以有效地阻止PVC链上C-Cl和与氯相连的C-H断裂,减少共轭双键的生成,减缓PVC变色,延缓了PVC的热降解。

铝铌渣的性能及其热稳定性机制研究

为开发利用铝热还原法制备金属铌工艺中产生的一种有色冶金废渣——铝铌渣,采用ICP、XRD、SEM、TG-DTA等表征技术对铝铌渣的化学组成、物相组成、显微结构及性能进行研究,结果发现,铝铌渣中Nb及NbO的氧化,导致铝铌渣的体积热稳定性非常差。将铝铌渣经400~1500℃热处理后发现:高温预烧处理能有效解决铝铌渣体积热稳定性差的问题;经≥1400℃预烧处理后,铝铌渣的物相组成、体积变化率均达稳定状态,且耐火度大于1790℃,满足耐火材料对原料的基本要求,为其资源化利用奠定了良好的基础。

米根霉全细胞脂肪酶在化学-酶法环氧化反应体系中的稳定性

为了提高米根霉(Rhizopus oryzae CGMCC 3.5040)全细胞脂肪酶在化学-酶法环氧化反应体系中的稳定性,以α-蒎烯为模式底物,考察柠檬酸三钠用量、戊二醛交联细胞、过氧化氢(H_(2)O_(2))用量和回用方式对催化剂稳定性的影响。结果表明:过氧有机酸会影响酶稳定性,添加3.5 mmol柠檬酸三钠会与质量分数为30%H_(2)O_(2)水溶液形成高渗液,防止细胞涨破,同时能中和过量过氧酸,提高反应选择性与细胞的回用稳定性;经过戊二醛交联后,全细胞催化剂的热稳定性、储存稳定性和回用稳定性都显著提高;蒎烯环氧化的最适H_(2)O_(2)用量为5 mmol;可采用直接分离有机相,再加入新鲜有机相的方式进行回用。优化回用方式后,该全细胞催化剂第7次使用时,催化反应仍然有77.3%的转化率。

插层结构抗氧剂对聚丙烯热氧稳定性的影响

将2种层状复合金属氢氧化物插层结构抗氧剂采用双螺杆挤出工艺,按照一定比例添加到聚丙烯(PP)中,得到无机-有机聚合物复合材料样品,然后采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征了抗氧剂水滑石的结构,通过氧化诱导时间(OIT)和热重(TG)分析考察新型抗氧剂对PP热氧稳定性的影响,并考察了抗氧剂耐溶剂迁移的效果。结果表明:插层结构抗氧剂的加入可以提升PP的抗热氧老化性能,其中Mg-Al抗氧剂的OIT更长,Zn-Al抗氧剂对PP热稳定性的提升作用更明显,与抗氧剂1010相比,插层结构抗氧剂经乙醇和正己烷浸泡后表现出的耐迁移性效果更好。

机械/化学稳定性超疏水涂层的构筑及其防腐性能研究

超疏水涂层可以有效地阻碍含水腐蚀介质对表面的侵入、附着、凝结行为。然而,传统超疏水涂层差的机械和化学稳定性极大地限制了其在复杂苛刻环境中的应用。为此,采用氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(SiO_(2))复合聚二甲基硅氧烷(PDMS)与环氧树脂(EP)混合基体,结合喷涂技术在Q345钢片表面形成PDMS-EP@SiO_(2)-GO超疏水涂层,并对涂层的超疏水、自清洁、防污、耐机械磨损、耐化学侵蚀和防腐性能进行研究。结果表明,PDMS-EP@SiO_(2)-GO水接触角高达166.57°,滚动角小于3°。由于GO的强化增强作用,涂层能对水温为20~100℃的液体保持155°以上的接触角,对酸碱溶液保持160°以上的接触角,且滚动角均小于4°;在经过砂纸摩擦(40 m总摩擦长度)和30次循环胶带粘脱后,涂层依旧拥有超疏水能力,接触角维持在152°以上。此外,PDMS-EP@SiO_(2)-GO优异的拒水性使得它具有良好的防污和自清洁性能。在腐蚀防护方面,PDMS-EP@SiO_(2)-GO的最低频阻抗值提升了1个数量级,电荷转移电阻提升了2个数量级,表现出了优异的耐腐蚀性能。PDMS-EP@SiO_(2)-GO解决了传统超疏水涂层较弱的机械/化学稳定性的问题,可以实现对金属基体的持久性保护,增强了实用性,助力了机械装备在全寿命周期内的安全可靠服役。

高热稳定性近红外荧光粉BaY_(2)Al_(2)Ga_(2)SiO_(12):Cr^(3+)的合成及发光性质

近年来,近红外荧光粉转换发光二极管(NIR pc-LED)在夜视、生物成像和无损检测等领域引起了广泛关注。然而,获得兼具高量子效率和优异热稳定性的近红外荧光粉仍然是一个巨大挑战。本文利用高温固相法合成了一种新型近红外荧光粉BaY_(2)Al_(2)Ga_(2)SiO_(12):Cr^(3+)(BYAGSO:Cr^(3+)),并系统研究了材料的结构和发光性质。在440 nm蓝光激发下,BYAGSO:Cr^(3+)荧光粉的发射光谱在650~850 nm范围内呈现锐线和宽带的混合发射,源于Cr^(3+):^(2)E→^(4)A_(2)自旋禁戒跃迁和^(4)T_(2)→^(4)A_(2)自旋允许跃迁发射。该近红外发光表现出可观的量子效率和良好的热稳定性,最优化样品的外量子效率可达30.3%,在200℃时样品的发光强度可保持其在室温时强度的99%。通过将BYAGSO:Cr^(3+)荧光粉与450 nm蓝光LED芯片结合,我们封装了一个NIR pc‐LED器件。该器件在300m A驱动电流下,输出功率为70.83 mW;在20m A驱动电流下,光电转换效率为11.20%。研究结果表明,BY-AGSO:Cr^(3+)在NIR pc-LED领域具有良好的应用前景。

Si元素对钛合金热稳定性影响研究

在不同温度下对3种不同Si含量的Ti-Si二元合金进行100h的热暴露实验,并通过力学性能表征其热稳定性,研究了Si元素对钛合金热稳定性的影响。结果表明,在实验条件下,Si元素的加入提高了合金的抗拉强度,Si含量越高,强度提升幅度越大;在热暴露过程中,当热暴露温度高于450℃时,Ti-Si合金的抗拉强度呈下降趋势,经500℃/100 h热暴露处理后表现出最差的热稳定性,其中Ti-0.4Si合金的伸长率降低至28.0%。Si元素扩散与偏聚形成的Ti_(5)Si_(3)是影响Ti-Si合金热稳定性的主要因素。

纳米流体的制备、稳定性及热物性研究进展

作为一类新型固液两相流体,纳米流体相比于基础流体,其导热系数、表面张力等热物性的优势已逐渐被认可。然而,纳米颗粒的高表面活性以及颗粒间的高吸引力使纳米颗粒极易团聚并沉淀,导致纳米流体的热物性优势被削弱,进而影响传热效果。因此,制备既具优良热物性又具较强稳定性的纳米流体成为将其规模化应用的前提。为此,本文对纳米流体的制备、稳定性与热物性进行了总结分析,归纳了通过磁力搅拌、调节基液pH、超声分散技术、颗粒表面改性技术及添加表面活性剂以促进颗粒的稳定分散的技术特点。通过分析各类参数对纳米流体热物性的影响,指出解决颗粒团聚与沉淀问题的有效研究方向,以期满足纳米流体实际应用的需求。

玉米黄质对魔芋葡甘聚糖凝胶性能及热稳定性评价

为探究魔芋多糖体系与色素小分子互作的方式并解决魔芋凝胶赋色的问题,该研究以魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)凝胶为研究对象,使用玉米黄质(zeaxanthin,ZEA)对KGM凝胶赋色,以不添加色素的KGM凝胶作为对照组,对比分析对照组和赋色后KGM/ZEA复合有色凝胶的凝胶性能和微观结构。结果表明,KGM/ZEA-2复合有色凝胶的色素保留率、L^(*)值、a^(*)值和b^(*)值较对照组分别显著升高了73.82%、9.78%、4.34%、5.63%,较KGM/ZEA-1分别显著升高了16.33%、2.55%、1.09%、2.14%;其持水性、凝胶强度、硬度和咀嚼性较对照组分别显著升高了2.18%、91.01%、54.09%、50.70%,较KGM/ZEA-1显著分别升高了0.88%、75.40%、45.48%、42.23%。微观结构表明,KGM/ZEA-2复合有色凝胶在疏水相互作用的驱动下形成了更加致密的网络结构,可截留更多的色素小分子,同时提高了其结晶度和热稳定性。因此,玉米黄质能够稳定地结合在魔芋凝胶体系内,作为着色剂应用于多彩凝胶素食的开发。

羧甲基壳聚糖对牛骨胶原蛋白微观结构、热稳定性及自组装性质的影响

构建具备良好热稳定性、自组装性质及生物相容性的可食性细胞外基质(extracellular matrix,ECM)类似物支架对于制造结构化细胞培养肉制品至关重要。将羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)引入牛骨胶原蛋白(bovine bone collagen,BBC)体系中,通过光谱分析(紫外、红外、荧光光谱)发现BBC与CMCS的相互作用随着引入CMCS添加量的增加而增强,但并未影响BBC的三螺旋结构。差示扫描量热法/热重分析结果表明,CMCS的引入增强了BBC体系的热稳定性。浊度试验及扫描电子显微镜/透射电子显微镜观察结果证实了CMCS引入后胶原蛋白纤维形成度呈上升趋势,聚集行为更明显且自组装速率产生变化,呈现出更疏松扭曲的三维结构以及更大的纤维直径及更广泛的直径分布。但CMCS的引入并未明显影响BBC的D-周期性结构(胶原纤维自组装过程中形成的特征性明暗交替的周期性横纹结构)形成及其长度,且CMCS引入前后体系的细胞相容性也未呈现显著性差异。随着引入CMCS添加量增加,CMCS和BBC之间的静电作用力可能较共价相互作用和氢键更占优势。这些结果表明,CMCS的引入不影响BBC三螺旋结构完整性和生物相容性,并改善了BBC的热稳定性及体外自组装性质。这为开发新型优良可食性胶原蛋白基ECM仿生支架在细胞培养肉领域的应用以及畜禽骨副产物高值化精深加工利用提供了参考信息。

Fe_(2)O_(3)对含铈钙钛矿玻璃陶瓷物相结构及化学稳定性的影响

本文以典型SiO_(2)-B_(2)O_(3)-CaO-Na_(2)O-TiO_(2)硼硅酸盐玻璃为基础玻璃,采用热处理析晶法制备含铈钙钛矿玻璃陶瓷固化体。通过DSC、XRD、FTIR、SEM-EDS、ICP等测试方法研究了不同Fe_(2)O_(3)含量对该固化体物相结构及化学稳定性的影响。结果表明,随着Fe_(2)O_(3)的掺入,CeO_(2)晶体衍射峰强度逐渐减弱,钙钛矿(CaTiO_(3))晶粒分布的均匀程度呈先升高后降低的趋势,所有元素的归一化浸出率呈先降低后升高的趋势。当Fe_(2)O_(3)含量为6%(质量分数)时,CeO_(2)晶体消失,晶粒的分布最为均匀,所有元素的归一化浸出率最低。28 d后,所有样品中元素的归一化浸出率(g·m^(-2)·d^(-1))均低于10^(-3)数量级,这表明所制备的玻璃陶瓷固化体具有优异的化学稳定性。本研究为采用钙钛矿玻璃陶瓷固化体处理高放核废液提供了理论支撑和实验指导。

PbTe/FeMn热电接头的界面性能及热稳定性研究

因热膨胀系数失配和机械咬合的界面连接方式,Fe/PbTe热电接头在服役中的力学性能和热稳定性较差。考虑到合金具有热膨胀系数可调性,在纯Fe中添加特定的活性元素,通过扩散和反应在界面处形成冶金结合,可提高界面连接性能。通过高通量实验快速筛选出合金电极Fe_(100-x)Mn_(x)(x=0,5,10,15),利用放电等离子烧结(SPS)技术与n型Pb_(0.98)Ga_(0.02)Te热电材料连接。研究结果表明,FeMn合金电极的热膨胀系数随着Mn含量的升高与Pb_(0.98)Ga_(0.02)Te更加接近,有效降低了界面失配。时效15 d后界面出现Fe-Pb-Ga元素互扩散区,呈现冶金结合特征。其中Fe_(90)Mn_(10)/Pb_(0.98)Ga_(0.02)Te/Fe_(90)Mn_(10)时效15 d后的接触电阻率为10.12μΩ·cm^(2),转换效率稳定在4.3%左右,剪切强度增加至21.44 MPa。上述基于高通量法筛选合金电极的技术路线也为热电界面的设计提供了新的思路。