Ti-5Al-2.5Sn粉末颗粒界面在热等静压过程中的变化

采用等离子旋转电极 (PREP) Ti- 5 Al- 2 .5 Sn粉末 ,经过热等静压 (HIP)工艺研究原始粉末界面在热等静压致密化过程中的变化。研究结果表明 :由于原始粉末颗粒界面存在成分偏析、氧化和杂质元素富集等 ,在致密化过程中粉末颗粒界面经历了变形、破裂、偏聚和均匀化等一系列复杂的变化过程。同时这些界面物质的存在使得材料的粉末颗粒界面结合力变差。为了避免它对材料最终性能的影响 。

混凝土粮仓-粮食颗粒界面静动力特性直剪试验研究

粮仓-粮食颗粒界面静动力参数对粮仓结构设计及优化分析产生重要影响,需进一步明确混凝土粮仓-粮食颗粒界面静动力特性。利用自制的粮食动荷载直剪仪进行了混凝土粮仓与粮食颗粒界面静动力特性直剪试验,设计了不同孔隙比和竖向压力条件下的界面单调直剪、往复剪切及往复后单调直剪试验。结果表明:单调直剪试验中,界面剪切强度随着孔隙比减小、竖向压力增大而逐渐增加,界面整体呈剪缩现象,随着竖向压力和孔隙比的增大,最终剪缩量逐渐增加;往复剪切试验中,界面呈剪切硬化现象,剪应力峰值在往复过程中逐步提高并趋于稳定,动剪切模量随往复周数的增加而增大,其变化范围为7.39~18.15 kPa/mm,阻尼比逐渐减小并趋于稳定,其变化范围为0.39~0.47;往复后单调直剪试验的界面剪应力峰值大于单调直剪剪应力峰值,对应的内摩擦角和黏聚力强度参数也相应地提高。试验结果为混凝土粮仓结构设计提供计算参数依据。

粉末高温合金颗粒界面及断裂研究

研究了Rene95粉末高温合金原始颗粒边界(PPB)析出相的形貌和分布状态,及其对As—HIP合金力学性能、断口形貌和微观断裂特性的影响,原始颗粒边界密集分布的析出相质点会导致颗粒间结合界面的脆化,降低塑性,断裂沿颗粒的球面进行增大析出质点的间距,可改善合金的界面结合强度,提高HIP合金的高温塑性、持久寿命。

乳状液胶体颗粒界面结构设计研究进展

乳状液是一种以水包油(oil in water,O/W)和油包水(water in oil,W/O)形式稳定分散相的功能因子传递体系。通过对乳状液油-水两相界面进行一定的微结构设计,可以在改善乳状液物理稳定性的同时,提升分散相包封功能因子的化学稳定性。本文综述了目前在乳状液中具有应用前景的4种胶体颗粒界面结构设计(复合界面结构设计、多层界面结构设计、颗粒界面结构设计、综合界面结构设计)及其在乳状液中的应用,为未来通过改变胶体颗粒界面组成和结构而获得具有特定理化性质和功能的结构化乳状液提供参考。

复合材料凝固过程中的颗粒/界面行为数学模型

根据颗粒增强金属基复合材料凝固过程中的颗粒 /界面作用微观机理 ,导出颗粒附近温度场 ,液 /固界面形状 ,颗粒受力情况及颗粒吞并 /推移临界条件数学模型。分析了热导率、颗粒尺寸和凝固速度不同对颗粒 /界面行为的影响。

网箱养殖区颗粒沉降物—水界面磷酸盐迁移稳定时间的初步研究

为确定磷酸盐在颗粒沉降物—水界面迁移的稳定时间,用静水法培养采自网箱养殖区,并事先在60℃烘至恒重、保持自然粒度的颗粒沉降物。培养时间分别为24,36,48,72 h。磷酸盐在颗粒沉降物—水界面的迁移具有时空异质性,同一站位的颗粒沉降物随着培养时间延长,迁移速度降低。磷酸盐在颗粒沉降物—水界面迁移行为的变异程度同样具有时空异质性,但培养时间为48 h时,迁移速度的变异程度最低,迁移最稳定。

穿越层状多孔介质的非达西渗流特征研究

穿越层状多孔介质的非达西渗流多见于人类活动影响下的土壤-地下水系统中。采用自行开发设计的室内渗流实验装置,设置不同粒径的单层多孔介质和相应粒径组合的双层多孔介质,从水力坡降与渗流流速关系、非达西渗流参数和临界雷诺数等方面,探讨了平均粒径、粗细颗粒界面对穿越层状多孔介质非达西渗流特征的影响规律。结果表明:当水流穿越层状多孔介质时,粗细颗粒界面对非达西流渗流特征具有重要影响;作为判断达西流态到非达西流态转换的临界雷诺数,其在单层多孔介质中随多孔介质平均粒径的增大而减小,而当水流穿越层状多孔介质时,临界雷诺数不仅随平均粒径的增大而增大,而且随粗/细颗粒粒径差的减小而增大;受粗细颗粒界面的影响,单层多孔介质中临界雷诺数均低于粗颗粒层与单层多孔介质相同相应粒径组合的双层多孔介质;通过引入非线性分量指数发现,粗细颗粒界面对水流惯性力分量的影响具有一定抑制作用,其抑制性影响程度与粗细颗粒差别大小呈负相关。研究结果对研究穿越层状岩土体的非达西渗流问题具有较好的指导意义。

SiO_(2)包覆层对BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷微观结构和储能性能的影响

为了获得高击穿场强和高能量密度的复合陶瓷材料储能电容器,其难点之一是研究应用于复合陶瓷材料的纳米颗粒的界面和边界层的影响。对表面包覆了不同厚度SiO_(2)的不同尺寸的BaTiO_(3)纳米颗粒经烧结得到的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材料进行微观表征与储能性能对比研究。研究发现,采用SiO_(2)包覆BaTiO_(3)颗粒烧结的方法提高了陶瓷材料的击穿强度和放电能量密度。减小BaTiO_(3)纳米颗粒的尺寸使BaTiO_(3)与SiO_(2)的界面大量增加,这影响了新相的形成并且使晶体结构发生变化。导致使用较大填料颗粒的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材料比使用极细填料颗粒的BaTiO_(3)@SiO_(2)复合陶瓷材料具有更致密的金相组织,更高的击穿场强和更高的放电能量密度。

颗粒和微观结构对Cu/WCp复合材料疲劳裂纹萌生和扩展行为的影响

通过原位扫描电子显微镜(SEM)研究了粉末冶金制备的Cu/WCp复合材料的疲劳裂纹萌生和扩展行为,分析了颗粒和微观结构对Cu/WCp复合材料疲劳裂纹萌生和早期扩展行为的影响。结果表明:疲劳微裂纹萌生于WCp颗粒和基体Cu的界面;微裂纹之间相互连接并形成主裂纹,当主裂纹和颗粒相遇时裂纹沿着颗粒界面扩展。在低应力强度因子幅ΔK区域疲劳小裂纹具有明显的"异常现象",并占据了全寿命的71%左右。疲劳小裂纹的早期扩展阶段易受局部微观结构和颗粒WCp的影响,扩展速率波动性较大,随机性较强;当小裂纹长度超过150μm时,裂纹扩展加快直至试样快速断裂。裂纹偏折、分叉和塑性尾迹降低了疲劳裂纹扩展速率,而颗粒界面脱粘则提高了复合材料的疲劳裂纹扩展速率。通过数值模拟也可以发现颗粒脱粘增大了材料的疲劳扩展驱动力,从而提高了疲劳裂纹扩展速率。

冷喷涂固态颗粒沉积中颗粒间结合形成机制研究进展

就目前主流的冷喷涂颗粒结合形成机理进行了系统总结和评述,为冷喷涂沉积体性能的调控和后续研究提供借鉴。分别就经典的颗粒界面绝热剪切失稳结合机理,颗粒界面应力波释放诱导材料射流形成结合机理,以及高速碰撞诱导颗粒表面氧化膜破碎、新鲜金属接触结合机理的基本概念、原理、特点进行了概括总结。通过大量系统文献的调研,指出现有理论目前存在的相悖和不足之处,并简要分析了现有颗粒间结合形成理论对冷喷涂沉积体质量调控方面的指导意义。最后基于现有研究的不足,对冷喷涂颗粒界面结合机制方面的研究进行了展望。

固体发动机药柱低温点火开裂失效的跨尺度分析

为了准确预测推进剂装药在低温点火过程中是否发生开裂,提出了一种全局⁃局部单向收缩耦合的跨尺度分析方法。针对高能硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂,开展低温中应变率单轴拉伸试验,获取了推进剂的典型失效模式。结果表明,基于发展的推进剂非线性粘弹性本构模型,实现了固体发动机药柱低温点火的宏观结构分析,获取了推进剂药柱结构危险点的位置;同时建立了考虑颗粒与基体界面脱湿和颗粒断裂的细观颗粒填充模型,进一步将宏观结构分析结果作用于相应的细观代表性体积单元(RVE)上。最后,建立推进剂细观失效准则,表明在低温点火条件下药柱结构完整性满足要求。收缩跨尺度分析方法可作为预测药柱在低温点火过程中开裂行为的有效手段。

颗粒物质与固体交界面静摩擦系数的测量与分析

颗粒物质与固体界面的摩擦力是当前颗粒物理研究中经常遇到的边界条件,但文献上对其取值有较大分歧。本文实验测量了颗粒物质与不同固体界面的最大静摩擦力,发现界面摩擦均满足达芬奇摩擦定律,且测得的静摩擦系数约在0.17～0.20之间。而材料手册中同样材料的固-固接触摩擦系数高达0.94,这表明一般不能直接用材料手册的摩擦系数值分析讨论与它有关的颗粒问题。

微波加热含碳铁矿粉还原矿相结构研究

微波加热含碳铁矿粉还原矿相结构分为金属铁、浮氏体和渣相结构。矿粉颗粒围绕煤粉颗粒进行还原,形成星点状金属铁,进而形成环带状结构。由于矿-煤颗粒界面间还原出的金属铁厚度增大,使初始直接还原反应减弱,尚未还原的FeO核心依靠碳气化生成的CO和金属铁中碳的扩散继续还原,形成蠕虫状金属铁连晶结构。浮氏体对微波具有一定的吸收性,在微波场中自身热碎裂,可加速碳热还原。渣相含有变价铁元素,对微波有一定的吸收能力,有利于渣相中复杂铁氧化物的还原。

Mn元素在Mg-Zn-Mn合金中演变形式和作用的研究

利用透射电子显微镜(TEM)研究了Mg-6%(质量分数,下同)Zn-1%Mn(ZM61)镁合金中Mn在不同状态下的存在形式和作用。结果表明,铸态组织中大多数Mn固溶于基体中;均匀化处理以后,组织中析出少量细小的α-Mn颗粒;挤压和固溶时大部分Mn以形状规则的α-Mn颗粒的形式析出,主要有3种形态,即规则多边形(以六边形为主)、球状和棒状。通过高分辨透射电子显微分析发现,α-Mn颗粒与α-Mg基体之间存在共格界面关系((1010)α-Mg//(301)α-Mn,[1216]α-Mg//[12 3]α-Mn)。研究还发现α-Mn颗粒可以作为时效过程中MgZn2相的异质形核核心,但依附α-Mn颗粒形核的MgZn2相都较粗大。根据二维晶格错配度"Bramifit模型"计算得出,当α-Mn颗粒与MgZn2之间存在位向关系((200)α-Mn//(1010)MgZn2,[012]α-Mn//[1213]MgZn2)时,二者之间的晶格错配度仅为2.14%,且高分辨显微分析也发现α-Mn颗粒(200)面与MgZn2的(1010)呈共格关系。

硬脆性泥页岩水化过程的微观结构变化

为解决硬脆性泥页岩地层的井壁失稳问题,利用X线衍射仪、扫描电子显微镜和CT成像数字岩心分析等,测试川西地区须家河组三段的岩样,分析硬脆性泥页岩水化过程中微观结构变化的过程和规律.结果表明:矿物颗粒间天然微孔缝的毛细管效应促进内部矿物水化,水化作用又促进次生孔缝的产生扩展,是导致微观结构发生变化直至宏观破坏的主要原因之一;初始微观结构破坏主要发生在矿物颗粒间面面或点面接触结构界面;微观结构变化本质上表现为微观裂纹的扩张、扩展演变.

陶瓷浆料稳定机理的研究

本文从陶瓷浆料中颗粒的界面性质及颗粒间的相互作用的角度,讨论了影响陶瓷浆料稳定性的因素,据此提出了陶瓷浆料稳定性调节的三种主要方式及其相应使用的化学药剂。

浅谈农药悬浮剂物理稳定性的研究方法和手段

1前言农药悬浮剂自20世纪60年代问世以来,以其安全、高效、成本低等优点在水基性制剂中脱颖而出,具有很大的发展潜力。

放电等离子体烧结Al-4.5Cu合金的组织与性能

利用放电等离子烧结制备Al-4.5Cu(质量分数,%)合金,并对其进行固溶、淬火和时效处理。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜进行结构表征以及拉伸力学性能测试,研究颗粒界面结构和界面析出行为及其对力学性能影响。结果表明:放电等离子烧结Al-4.5Cu合金颗粒界面由Al_(2)O_(3)纳米颗粒、粗大CuAl_(2)相和纳米微孔组成。热处理后,Al-4.5Cu合金颗粒界面附近析出尺寸为150-600 nm的CuAl_(2)相,同时形成宽度为40-60 nm的无析出区。屈服强度和抗拉强度分别从95 MPa和229 MPa增加至280 MPa和378 MPa,断后伸长率从11.8%下降为6.0%。强度增加主要归因于热处理过程中析出相的弥散分布,以及材料的致密化;塑性下降主要是由于拉伸变形过程中,无析出区率先发生塑性变形,导致位错从无析出区向颗粒界面附近的CuAl_(2)相堆积,造成应力集中,促使裂纹沿颗粒界面扩展,材料伸长率下降。

粉末热机械固结法对块体铜显微组织和力学性能的影响

纯铜粉末经放电等离子烧结,得到了固结良好的块体铜材料,再对放电等离子烧结后的试样进行热挤压。测量了屈服强度、伸长率。结果表明:热挤压后样品的显微结构和力学性能都发生显著变化;在热挤压过程中,晶粒发生动态再结晶,生成尺寸较小的晶粒。挤压棒的屈服强度提高至74MPa;同时挤压过程使得颗粒界面处的弱结合点减少,伸长率上升至47.6%。