微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)深度处理某化工园区二级出水效能与机制

化工园区废水经过二级处理后,仍含有多种有毒污染物,依然对生态环境存在较大风险,为此,建立微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)深度处理工艺,研究某工业园区二级出水处理效能,确定最佳工艺参数,探究污染物降解机制,并对处理出水进行毒性评价。结果表明:在pH为7.3、臭氧投加量为60 mg/L、H_(2)O_(2)初始投加量为114 mg/L、反应时间为15 min条件下,微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)对二级出水中有毒污染物具有良好的降解效果,COD和TOC去除率分别达到47.41%和46.61%;微气泡O_(3)能够显著提高臭氧利用效率,缩短反应时间;与普通O_(3)曝气相比,臭氧利用率提高10%,反应时间缩短2/3;微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)工艺过程中,有机物去除过程遵循表观二级反应动力学;电子顺磁共振(EPR)技术证明羟基自由基(·OH)参与有机物的降解过程,H_(2)O_(2)促进·OH的生成,微气泡曝气强化O_(3)/H_(2)O_(2)产生更多的·OH;二级出水中溶解性有机物(DOM)在深度处理过程中存在大分子物质向小分子物质转化的趋势;H_(2)O_(2)能够增强臭氧对疏水中性组分的去除能力,改变臭氧对污染物的降解途径。添加H_(2)O_(2)后,发光抑制率由100%(微气泡O_(3))降低至20%(微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)),表明H_(2)O_(2)能够有效抑制臭氧氧化深度处理过程中急性毒性的升高。

微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)深度处理某树脂厂二级出水效果与机制

针对传统生物降解对树脂废水中苯系物、聚乙烯醇等大分子有机物降解效果不好、达不到排放标准的问题,构建微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系,对某树脂厂二级出水进行深度处理。对比了微气泡O_(3)曝气与普通O_(3)曝气的化学需氧量(COD)降解效果,考察了进气O_(3)浓度、H_(2)O_(2)浓度、初始pH对微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系降解COD效果的影响,通过总有机碳验证体系的矿化效果,通过电子顺磁共振谱仪(EPR)检测微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系中的活性物质,最后通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析降解前后废水中主要有机物的种类,并对微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系降解COD的机制与路径进行分析。结果表明:1)微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系中微气泡粒径主要分布在10~50μm,平均粒径为32.82μm;与普通O_(3)曝气方式进行对比,微气泡O_(3)体系对COD降解率更高,说明微气泡可以延长O_(3)气泡上升时间,增加O_(3)气泡比表面积,提高O_(3)传质系数和利用率。2)微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系降解COD,当O_(3)浓度为60 mg/L、H_(2)O_(2)浓度为29.37 mmol/L、pH为7时,反应60 min后,微气泡O_(3)/H_(2)O_(2)体系对树脂厂二级出水的COD降解率为89.53%,处理后出水COD为15.05 mg/L,可达到GB 31572—2015《合成树脂工业污染物排放标准》。3)EPR试验表明,H_(2)O_(2)可以促进微气泡O_(3)体系产生更多的超氧自由基(·O_(2)^(-))和羟基自由基(·OH),从而提高体系的氧化能力和对COD的降解效果。根据GC-MS结果推断O_(3)/H_(2)O_(2)体系降解COD的可能路径,即树脂厂二级出水以长链烷烃和环烷烃类为主的大分子物质在O_(3)的作用下断链、开环,在·OH等自由基的作用下矿化或降解为以小分子有机酸为主的小分子物质。

基于DLP 3D打印的高给药效率微针制备工艺

载药微针可以实现一次性快速药物递送,无需二次药物涂敷与输送过程,但其不佳的载药量与刺入率造成了给药效率差的问题。研发了一种基于数字光处理(DLP)3D打印技术的高给药效率微针(HDMN)制备工艺。通过在载药微针上构建锯齿状针体结构与阶梯状载药结构来提高载药微针的刺入率与载药量,进而提高给药效率。实验结果表明使用环氧丙烯酸酯(EA)打印微针时,当曝光时间为700 ms、打印层厚为30μm时,打印出的微针实际尺寸与理论尺寸平均误差最小为9.2%。利用旋涂法在微针表面交联聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)以改善微针生物相容性。显微镜观察发现,当交联层数为1层时,PEGDA均匀地覆盖在微针表面。石蜡膜穿刺实验结果表明,HDMN穿透了2层石蜡膜,而相同实验条件下的传统载药微针仅穿透了1层。药物释放实验结果表明,HDMN相对于传统载药微针在猪皮内留下的模拟药物浓度提升了61%。该研究为后续通过改善微针结构来优化微针性能研究提供了有益借鉴。

基于Cortex-M3的串口与CAN转换模块的设计与实现

针对采用控制器局域网络(CAN:Controller Area Network)总线的自动操舵系统和采用串口通讯的航海导航设备之间通讯的不匹配问题,设计了一种基于Cortex-M3嵌入式平台的通信转换模块,实现了串口与CAN总线数据的双向转换功能。同时对传统CAN收发器CTM1050存在的信号稳定性不足、波特率精准度低等问题,提出并实现了一种硬件电路的替代方案,提高了数据通讯的时效性和稳定性。基于CAN2.0B扩展帧,设计了自动操舵系统内部CAN总线协议。该协议可根据报文信息优先级分配标识帧,保证了总线数据的有序传输。实验结果表明,该通讯模块功能使用正常且通讯效果良好,具有一定通用性,可在多种需要转换的设备系统上推广使用。

QPQ处理对3J21弹性合金性能的影响

以3J21弹性合金作为研究对象,采用570℃的QPQ工艺对3J21合金进行不同时长的处理,研究QPQ处理对其性能的影响。通过维氏显微硬度计、光学显微镜、XRD衍射分析仪分别检测了3J21处理后的表面维氏显微硬度、断面维氏显微硬度、渗氮层厚度和相结构组成。结果表明:3J21合金经QPQ处理后,表面硬度得到了显著提升;断面硬度随着QPQ处理的时间延长,下降趋势变缓;渗氮层深度随着处理时间的延长而增加;通过XRD衍射图谱观察到,由于渗层浅,各相衍射峰强度较低,主要由α″相、Ni_(3)N、CrN和Co_(2)N等固溶相构成渗层。

轧制-深冷处理对生物可降解Zn-3Cu合金显微组织、力学和耐腐蚀性能的影响

本文采用冷轧和深冷处理等手段对生物可降解Zn-3Cu合金进行处理,研究了轧制-深冷处理对合金试样的显微组织、力学性能和耐腐蚀性的影响。结果表明:Zn-3Cu合金轧制过程中发生动态再结晶过程。随变形量的增大,晶粒显著细化,CuZn_(4)相沿轧制方向进一步被拉长。经深冷处理后,Zn-3Cu合金的基体相晶粒尺寸更小,CuZn_(4)相变形程度更低,抗拉强度、屈服强度和硬度均明显得到加强,其中60%-DCT达到最大抗拉强度(287.9±3.7) MPa和最大屈服强度(263.1±4.9) MPa。随着轧制变形量增加,轧制-深冷处理的Zn-3Cu合金耐腐蚀性能不断减弱,但相同变形量轧态Zn-3Cu合金,经过深冷处理后的耐腐蚀性能显著提升。40%变形量轧制-深冷处理的Zn-3Cu合金具有最优异的耐腐蚀性能。

热处理对铸造Ti15-3合金显微组织和力学性能的影响

借助光学显微分析、TEM和SEM分析手段研究了不同热处理工艺对Ti15 - 3合金显微组织和力学性能的影响 .结果表明 :合金在铸态时的组织特征为粗大的 β相 ,由于合金中没有析出相的弥散强化作用 ,因而合金的强度低 .在不同温度时效处理后 ,在晶内和晶界析出α相 ,随着时效温度和时效时间的增加 ,析出相不断粗化 .与铸态相比 ,合金时效后强度大幅度提高而延伸率大幅度下降 ,在变形过程中 ,合金中的位错在析出相周围形成缠结 .合金塑性下降的原因主要是原始 β晶粒粗大和晶界析出相使晶界弱化 .

热处理工艺对Mg-6Zn-3Al镁合金显微组织和力学性能的影响

通过金属型铸造制备新型Mg-6Zn-3Al(ZA63,质量分数,%)镁合金,并利用光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和力学性能测试研究ZA63合金在铸态、固溶和时效处理后显微组织和力学性能的变化规律。结果表明:合金铸态组织主要由基体α-Mg、晶界处呈连续或半连续分布的(α-Mg+Mg_2Zn_3+Mg_7Zn_3+Mg_(32)(Al,Zn)_(49))共晶和晶内孤立的颗粒相组成。合金在350℃固溶12～36 h时,随着时间延长,固溶效果逐渐增强,且在28 h时获得了较好的组织和241 MPa的抗拉强度及11.12%的伸长率。随后在180℃时效6～72 h后,合金的抗拉强度进一步提高,力学性能随保温时间延长呈先增加后减小的趋势,其中时效24 h时同时出现抗拉强度、伸长率和硬度的峰值298 MPa、9.78%和96.3 HV,比铸态的214 MPa、8.54%、62.2 HV分别提高39.25%、14.52%和54.82%。180℃时效24 h后,析出相的主要形态有板条状和短棒状。

Ti_3Al基合金的热处理显微组织与蠕变性能

对Ti_3Al基合金Ti_3Al-26M,Ti_3Al-11.5M和Ti_3Al-22M(wt%)(M=Nb,Mo,V)的热处理与显微组织和显微组织与蠕变性能之间的关系进行了探讨。结果表明:同一合金在不同热处理条件下的显微组织具有不同的特征和尺寸,而在同一热处理条件下的3种合金显微组织特征相同,只是晶粒的尺寸不同。高温蠕变性能测定表明,Ti_3Al-26M合金的蠕变性能优于Ti_3Al-11.5M和Ti_3Al-22M合金。Ti_3Al-26M合金经β固溶处理的魏氏组织的蠕变性能最好,经α_2+β固溶+时效和工厂处理的等轴组织蠕变性能次之。Ti_3Al-26M合金α_2+β固溶+时效状态的稳态蠕变速率与温度和应力的关系研究表明。随着温度和应力的增加稳态蠕变速率明显增加,并且随温度影响更为明显。

真空热处理对冷喷涂Ni-Al_2O_3复合涂层组织与显微硬度的影响

采用冷喷涂制备了Ni-Al2O3复合涂层,并通过真空热处理改善了Ni-Al2O3复合涂层的组织与性能。结果表明,后热处理可使涂层与基体发生冶金结合,同时热处理态涂层的孔洞缩小、层间裂纹间隙有闭合趋势,涂层更致密。但热处理对Al2O3颗粒的尺寸、分布及形貌几乎没有影响。同时热处理态涂层断口表现出韧性断裂特征,基体颗粒之间以及基体与增强体之间的结合增强。热处理后涂层硬度降低为(98.2±19.2)HV0.2,涂层韧性得到提高。

热处理工艺对Ti-15-3合金热轧棒材显微组织与力学性能的影响

通过金相显微镜、透射电镜观察及拉伸试验,研究了不同固溶及时效处理工艺对Ti-15-3合金热轧棒材微观组织和力学性能的影响。结果表明:Ti-15-3合金的晶粒尺寸随固溶温度的升高而长大迅速,合金的强度随固溶时间的延长而降低,且以2#工艺合金的综合性能较好;合金时效后的强度主要取决于α相的尺寸及其体积分数的综合效应,且以10#工艺合金的组织和力学性能较为理想。

Ni/Al_2O_3复合镀层中Al_2O_3微粒尺寸及热处理对镀层性能的影响

目的强化Ni基镀层并确定Al_2O_3尺寸对复合镀层性能的影响。方法在以硬度为评价标准的最佳工艺条件下,制备了三种尺寸的Al2O3(微米级、50 nm、30 nm)复合镀层,研究分析了不同尺寸Al_2O_3复合镀层的表面形貌、显微硬度、耐磨、耐蚀等性能。结果纳米复合镀层的表面形貌比微米复合镀层更光滑、平整、致密,晶粒更细小。Al_2O_3微粒尺寸越小,镀层越致密。纳米复合镀层的显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能、抗高温氧化等性能均优于微米复合镀层及纯Ni镀层。热处理后的纳米复合镀层表面更加平整致密,热处理能显著提高镀层的显微硬度。50 nm复合镀层在保温温度为400℃时达显微硬度最大值461HV,30 nm复合镀层在保温温度为500℃时达显微硬度最大值496HV。热处理对纳米复合镀层的耐磨性能改善不明显。结论 Al_2O_3的尺寸越小,复合镀层的性能越好。

热处理工艺对Al-10%Si-3%Cu-0.3%Mg合金微观组织和性能的影响

研究了热处理工艺对Sr变质Al-10%Si-3%Cu-0.3%Mg合金组织和和力学性能的影响。通过显微组织观察、力学性能检测及断口形貌分析,对Al-10%Si-3%Cu-0.3%Mg合金硬度和抗拉强度进行了研究。结果表明,在500℃(或500℃×4 h+515℃)下固溶处理,随时间的延长,富铜相的溶解量增多,同时在535℃下出现了富铜相的熔化。同时还发现与一步固溶工艺相比,两步固溶处理工艺下富铜相能够充分溶解,性能更好。经500℃保温4h+515℃保温8h处理性能最佳;对该试样再进行175℃×4h时效处理后,试样抗拉强度和塑性都明显提高。

热处理对1Cr15Ni4Mo3N不锈钢组织与力学性能的影响

对1Cr15Ni4Mo3N试验钢进行1050℃×1.5 h固溶、-73℃×2 h冷处理后,再进行不同温度、保温3 h的时效处理,采用扫描电镜、透射电镜、万能试验机、冲击试验机等检测方法研究了时效温度对试验钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢固溶、冷处理后,经460℃×3 h时效,其抗拉强度、屈服强度及伸长率均达到峰值,经580℃×3 h时效的试验钢冲击功达到峰值。460℃×3 h时效的试验钢组织为含有高密度位错的板条马氏体和残余奥氏体,540℃×3 h时效试验钢的马氏体板条特征有所减弱,620℃×3 h时效试验钢中逆转变奥氏体含量明显增加。

23CrNi3MoA钎具用钢热处理工艺对力学性能及显微组织的影响

研究了23CrNi3MoA钎具钢在试验室条件下通过不同的热处理工艺,获得相应的力学性能及显微组织,提出了合理的淬回火工艺及等温淬火工艺,经过直接淬火+回火处理和一定温度范围的等温淬火处理,23CrNi3MoA钎具钢的力学性能变化不大,表明23CrNi3MoA钢具有良好的适用性。

短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响

研究了短期时效处理对HR3C合金显微组织和显微硬度的影响。结果表明合金在600～750℃时效分别保温1、5 h后,其晶粒尺寸比合金仅在1200℃/30 min固溶处理后的尺寸显著细化。随着时效温度升高,晶粒尺寸略有减小,且时效5 h后减小的更为明显。在短期时效过程中,HR3C晶界上析出M23C6碳化物,随保温温度的升高和保温时间的延长,碳化物数量略微增加,尺寸变化不大。同时纳米Z相在晶内开始形核并长大。与固溶态相比,短期时效处理后合金的显微硬度有所提高;延长保温时间,合金的显微硬度基本保持稳定。

热处理对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了不同热处理制度对新型医用Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金显微组织与力学性能的影响。结果表明:经(α+β)两相区固溶处理后,合金主要由初生α相和β相组成;初生α相尺寸短小,以颗粒状形式出现在晶粒内部和晶界附近。在实验参数范围内,升高固溶温度导致初生α相的体积分数降低,β相的体积分数增加。经β单相区固溶处理后,合金主要由单一β相组成;随着固溶温度升高,β相晶粒逐渐长大,晶粒尺寸约为25μm。经(α+β)两相区固溶+时效处理后,在β相基体上析出针状α相,尺寸细小,呈交叉排列。经β单相区固溶+时效处理后,在β相晶界附近和晶粒内部析出尺寸大小不一的细针状α相;晶界附近析出的α相具有一定的取向,晶粒内部析出的α相横纵交错,大小不均匀。经固溶处理后,合金获得中等水平的强度和较好的塑性;随着固溶温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度逐渐减小,塑性和弹性模量逐渐增加。经(α+β)两相区固溶处理后,合金的抗拉强度与屈服强度之差(Rm-Rp0.2)较β单相区固溶处理后的大。经(α+β)两相区固溶+时效处理后的合金强度增量高于β单相区固溶+时效处理后的合金强度增量。在相同时效条件下,随着固溶温度升高,合金的强度和模量逐渐减小,延伸率基本保持不变。经780℃/30min固溶空冷+480℃/6h时效空冷处理后合金的弹性模量达最小值(E=64GPa),最接近于人体自然骨骼等硬组织的弹性模量。

氯化锂在肢体缺血后处理中对脑缺血再灌注大鼠的糖原合酶激酶3β/微管相关蛋白2a/b通路的影响

目的探讨肢体缺血后处理中氯化锂对脑缺血再灌注大鼠糖原合酶激酶3β(GSK3β)及其下游微管相关蛋白2a/b(MAP2a/b)的影响。方法将60只雄性SD大鼠随机分为假手术组,缺血再灌注组(I/R组),肢体缺血后处理组(Lpost C组)和氯化锂组(Li Cl组),15只每组。制作脑缺血再灌注,肢体缺血后处理及氯化锂干预大鼠模型,于大鼠脑缺血再灌注24 h后进行神经功能缺损评分和大鼠脑梗死体积测定;应用Western blotting法检测P-GSK3β(ser9),MAP2a/b的蛋白表达。结果除了假手术组,I/R组神经功能缺损评分和脑梗死体积最大,Lpost C组较小,Li Cl组神经功能缺损评分和脑梗死体积最小(均P<0.05)。与I/R组相比,Lpost C组磷酸化GSK3β(P-GSK3β)(ser9)及MAP2a/b表达增高(均P<0.05)。与Lpost C组相比,Li Cl组P-GSK3β(ser9)及MAP2a/b表达明显升高(均P<0.05)。结论肢体缺血后处理使P-GSK3β(ser9)表达增加,激活GSK3β/MAP2a/b信号通路对脑缺血再灌注损伤起保护作用。氯化锂通过增加MAP2 a/b的稳定性增强对脑缺血后处理的脑保护作用。

热处理对Fe3Al-5Cr合金微观组织及性能的影响

为了改善Fe3Al5Cr(原子百分比a/%)材料韧性和室温磨损性能,通过机械合金化和热压烧结相结合制备了Fe3Al与Fe3Al5Cr块状试样,对其分别进行两种不同热处理:加热至550℃和950℃均保温8h后炉冷至室温;采用VEGA·ⅡXMU扫描电子显微镜和XRD6000岛津X射线衍射仪对其进行显微组织及物相组成分析,采用WD404显微维氏硬度试验机进行维氏硬度测试,采用DDL300电子万能试验机和MMG500高温真空三体磨损试验机对其进行压缩和磨损性能测试.研究结果表明:未经热处理的Fe3Al5Cr相对于基体Fe3Al晶粒更均匀细小,韧性增加,但压缩强度、显微硬度和磨损行为均有所降低;热处理后其显微组织和性能均有改善,尤其经950℃热处理后Fe3Al5Cr压缩强度提高23%和显微硬度提高4%,同时室温油润滑条件下,其摩擦系数和磨损率分别降低了82%和40%,此时磨损性能更佳,其磨损失效机制以显微切削为主,并伴随少量氧化磨损.

深冷处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁显微组织和耐磨性的影响

采用X射线衍射、磁性法、硬度测量和磨损试验等方法研究了深冷处理对3Cr14Mn4B高铬白口铸铁显微组织和耐磨性的影响。结果表明,在去稳加空冷处理过程中,随着加热温度(900～1150℃)的升高,高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值,然后开始下降。去稳加深冷处理过程中,高铬铸铁的硬度的变化与前者相似,但其硬度显著高于未加深冷处理的高铬铸铁。深冷处理使高铬铸铁的残余奥氏体的含量大大下降,并且有二次碳化物的析出,因此深冷处理使高铬铸铁具有更高的耐磨性。