纳秒脉冲激光切削木材的理论与试验

【目的】对微米纤维形成过程进行定性分析,本着节能降耗原则,提出纳秒激光加工法加工微米木纤维的切削理论;对微米纤维表面细胞壁进行爆裂试验,得出木材表面细胞壁等效切削力所消耗的功率。【方法】采用扫描电镜(SEM)法研究微米木纤维灼烧变形。通过激光加热和切削,沿着细胞裂解纹理对木材表面细胞内的组织液进行加热,细胞内的组织液随之气化,组织液瞬间气化使得细胞体积迅速膨胀,内部压力骤升,进而导致细胞壁爆裂,形成毛刺状的纤维丝,利用激光切割头沿木材纹理方向将木材切削成微纳米细丝。通过对纤维加工的功耗分析,将细胞学、超精加工理论、纤维学等一系列现代分析手段运用到木纤维的形成过程中,提出激光微米木纤维切削的概念和细胞裂解能力的计算方法。【结果】通过激光器对微米木纤维的切削,从微观角度得到了细胞壁切削过程中等效切削力和切削功率的公式。随着频率增加,对试件的灼烧程度依次增强,所产生的裂纹和沟槽更加密集和加深。所产生的绝对温升较大,试样产生滑移的沟槽面现象,绝对温升ΔT=∫_0^(εf)((βσ)/(ρC_m))dε。【结论】利用激光对微米木纤维的能量方程对微米木纤维的等效切削力和切削功率公式进行推导,阐明了微米木纤维灼烧过程中纤维受力情况和相应的参数关系,从而将激光切削微米木纤维研究上升到对细胞裂解能力的微观结构研究中,并通过对纤维产生和等效切削力变化的分析,提出了沿木材表面纵向激光加热的方式爆裂细胞壁的节能降耗观点。借助Drescher的精密理论,构建了微纳米木纤维的力学模型,并推导出细胞壁切削功率的理论计算公式。以水曲柳为示例进行木材表面细胞壁爆裂试验,对微米木纤维的加工细胞壁切削功率进行计算,可以加工出质量较高的微米级长丝木纤维,为我国微纳米木纤维的应用和推广奠定了理论基础。

复合外墙隔热涂料的制备和隔热性能研究

制备了2类复合外墙隔热涂料，一类是将反射型、辐射型、阻隔型3种功能填料按一定比例复合配制外墙隔热涂料；另一类是分别制备反射、辐射、阻隔涂层，并将这3种涂层按2种方式叠加复合，构成外墙隔热涂层。3种功能填料复合涂层在红外灯照射下的绝对温升为27．4℃，在波长为250～2500nm范围内的太阳反射比为87％，半球发射率为89％；在太阳光照射下，功能填料复合涂层的热箱内最高温度分别比未涂覆的空石棉板、空白样、叠加复合涂层、单涂反射涂层、单涂辐射涂层和单涂阻隔涂层低11．0℃、5．5℃、0．9℃、2．1℃、3．8℃和1．2℃。研究结果表明：将3种功能填料以一定比例复合配制的涂层隔热效果优于3种隔热机理涂层叠加而得的复合涂层，更优于单一隔热机理涂层。

外墙隔热涂料的功能填料掺量优化

采用正交试验,优化阻隔型、反射型、辐射型三类功能填料的掺量,获得阻隔型、反射型、辐射型外墙隔热涂料的最佳配方。绝对温升、太阳反射比、半球发射率等性能测试表明,阻隔型、反射型外墙隔热涂料的隔热效果较好,辐射型隔热效果较差。

阻隔型外墙隔热涂料的研制及性能研究

本文选用了空心玻璃微珠、硅藻土、漂珠三类导热系数较低的阻隔型功能材料,考察了几种功能材料单独掺入对涂层隔热性能的影响,并模拟太阳光照射,研究比较了三类功能材料对太阳光的阻隔能力。结果表明,在涂料中添加适量的硅藻土或空心玻璃微珠,有利于提高涂层的隔热性能。

辐射型外墙隔热涂料的研制

采用单掺、复掺试验方法,优化辐射型功能填料的掺量,获得辐射型外墙隔热涂料的最佳配方。绝对温升、半球发射率等性能测试表明,辐射型外墙隔热涂料对建筑物吸收的热量具有一定的发射功能,可加快室内降温速率,从而达到良好的隔热降温效果,是一种主动降温型隔热涂料。

薄层阻隔型外墙隔热涂料的功能材料筛选及掺量优化

文章选用三类导热系数较低的阻隔型功能材料,采用单掺及正交试验方法,对其掺量进行优化,获得了薄层阻隔型外墙隔热涂料的最佳配方。通过考察涂层绝对温升、厚度及模拟太阳光照射等性能指标,表明在涂料中添加适量阻隔型功能材料,能显著提高涂层对热的阻抗性。

低水化热混凝土配合比的设计与分析

结合银川某黄河大桥主墩大体积承台施工的工程实例,从配合比设计上采取措施降低混凝土的绝热温升,延缓混凝土的温度峰值出现时间;施工中降低混凝土的入模温度,表面覆盖洒水,减小混凝土的内外温差,预防混凝土产生裂纹和裂缝。结果表明该技术措施合理可行。

换流站阀厅金具载流能力试验方法分析

本文提出在换流站阀厅金具载流能力考核中引入绝对温升试验,以期为相关标准的制定提供借鉴。