TiB_(2)粒子尺寸分布对Al-5Ti-1B晶粒细化效果的影响

作为Al-5Ti-1B中起细化作用的主要物相,TiB_(2)的尺寸分布对晶粒细化效果有重要影响。采用外加TiB_(2)的方式来解决传统氟盐法原位生成TiB_(2)时,TiB_(2)相尺寸分布区间宽且难以准确控制和调整的问题,实现了TiB_(2)尺寸可控的Al-5Ti-1B制备,并通过细化试验和模型计算相结合的方式研究了TiB_(2)尺寸分布对Al-5Ti-1B在纯铝上细化效果的影响。结果表明,在0.2%的TiB_(2)添加量和1.5℃/s的冷却速率下,采用中值粒径分别为2.5μm和1.4μm的TiB_(2)制备的Al-5Ti-1B在纯铝上的细化效果相应为149.2μm和137.0μm,相比于采用氟盐法制备的Al-5Ti-1B进行细化处理时的275.6μm分别下降了46%和50%。将TiB_(2)尺寸分布向更为细小集中的方向调整将有利于Al-5Ti-1B细化效果的进一步提升。

CO_(2)预处理对CR-39中子个人剂量计增敏特性的研究

本文研究了CO_(2)预处理对CR-39探测器灵敏度及径迹特征形成影响。以经^(252)Cf中子源照射的CR-39探测器为研究对象,通过统计探测器记录径迹数与径迹尺寸,分析了不同CO_(2)预处理时间和压力对CR-39探测器灵敏度及径迹尺寸分布的影响规律。研究结果表明:经CO_(2)预处理后CR-39探测器灵敏度及最大径迹尺寸得到显著提高,灵敏度最大提升870%,最大径迹尺寸由20μm增大至40μm;探测器灵敏度与预处理压力时间存在特定正相关关系,灵敏度随CO_(2)压力线性增大;最大径迹尺寸在40μm附近增长达到饱和,继续提高预处理时间和压力,径迹包含的中子能谱特征不再被保留;本实验获得的CO_(2)预处理下CR-39形成径迹保留能谱特征的最佳灵敏度为6.25 tracks·mm^(-2)·mSv^(-1)。这项研究对于提高CR-39中子个人剂量计灵敏度及选择合适CO_(2)预处理条件方面具有重要意义,同时也提供了一种在提升径迹可读性时保留径迹能谱特征信息的预处理方法,可应用于基于中子能谱特征优化中子个人剂量当量评估。

火焰CVD法制备纳米TiO_2颗粒尺寸分布模拟计算

用计算流体力学和颗粒动力学的积分碰撞频率系数、CFD商业软件Fluent对工业丙烷/空气火焰CVD法制备纳米TiO_2颗粒材料的颗粒长大与合并过程、及颗粒的尺寸分布进行了模拟计算。用整体反应模型及涡团耗散模型计算化学反应速率、标准k-ε模型模拟湍流流动、非平衡避面函数法处理近壁面流场、离散方程中的对流项采用一阶上风差分、压力和速度的耦合方式为SIMPLE算法、辐射换热的P1辐射模型,对工业丙烷/空气火焰的形状、火焰长度、及火焰温度的模拟计算结果与实验结果一致;用流体力学方程、nv守恒条件及颗粒动力学的积分碰撞频率系数,对工业丙烷,空气火焰CVD法制备纳米TiO_2颗粒尺寸分布的模拟结果表明计算流体力学和积分碰撞频率系数能够给出合理的颗粒尺寸分布及尺寸的大小。

TiB_(2)对Al-Si-Cu系铸造合金疲劳性能影响的模拟仿真

借助有限元模拟仿真讨论TiB_(2)对Al-Si-Cu系合金疲劳性能的影响规律,验证增强体空间构型分布解决颗粒增强金属基复合材料强韧性倒置问题可行性,有效提升试验效率。将TiB_(2)颗粒不同含量以及分布特征,通过构型设计方法引入Al-Si-Cu合金材料二维几何模型中,借助计算机有限元模拟技术,探讨疲劳工况条件下TiB_(2)颗粒对铝基复合材料应力幅值和疲劳极限分布的影响规律。结果表明,随着TiB_(2)颗粒含量的增加,应力幅值先减小后增大。在质量分数为3%时达到最小值,相较于不添加降低12%。疲劳极限呈现出逐渐增高的趋势,在质量分数为5%时达到最大值,同比提高55.9%。随着TiB_(2)团聚程度的增加,应力幅值总体呈现增高趋势。疲劳极限呈现逐渐降低的趋势。结合疲劳应力幅值模拟结果和疲劳极限模拟结果,推测当TiB_(2)颗粒含量质量分数在3%时,该材料的强度、韧性、疲劳强度、抗拉强度、屈服强度达到最优状态。此结果为TiB_(2)颗粒增强铝基复合材料的设计提供了一定的技术支持。

铁水中MgO·Al_(2)O_(3)夹杂物的形成途径

夹杂物的结晶对钢中夹杂物的组织、性能和尺寸分布起着决定性的作用。MgO·Al_(2)O_(3)尖晶石是影响钢性能的常见夹杂物之一,了解MA在钢水中的结晶过程对控制其行为具有重要意义。根据临界成核前通过第一性原理计算MA亚稳相热力学性质,提出了MA夹杂物从铁水中形核的四种可能途径。根据四种成核途径,[Mg]、[Al]和[O]之间的反应是最有可能形成MA夹杂物的途径,而Al_(2)O_(3)与MgO反应几乎不可能形成MA夹杂物。MA类杂物的大小受形成途径的控制,其形成途径与脱氧剂的添加方式密切相关。

晶粒尺寸分布对纳米硬磁材料有效各向异性和矫顽力的影响

以Nd2Fe14B为例,研究了单相纳米晶硬磁材料中有效各向异性和矫顽力随晶粒尺寸及其分布的变化关系.计算结 果表明:材料的有效各向异性和矫顽力随晶粒尺寸减小而降低,当平均晶粒尺寸小于20 nm时,其减小更为迅速;晶粒尺寸的非 理想分布没有改变有效各向异性和矫顽力随晶粒尺寸的总体变化规律,但使材料有效各向异性和矫顽力进一步下降.当微结构因子 pc取值为0.7时,计算结果与Manaf等人关于矫顽力的实验结果非常接近.纳米晶硬磁材料的矫顽力随晶粒尺寸下降主要是有 效各向异性常数或各向异性场的减小引起的.

火焰CVD法制备纳米TiO_2颗粒材料的尺寸特征

用TEM图像颗粒计数的方法,研究了工业丙烷/空气火焰CVD法制备纳米TiO_2颗粒材料的尺寸特征,得到了O_2/C_3H_8摩尔比在2．5～9之间,TiCl_4质量流量在0．06～0．135g/min之间的不同操作条件下16个工况的颗粒频率尺寸分布和累积尺寸分布。测量结果表明,工业丙烷/空气火焰CVD法制备的纳米TiO_2颗粒的尺寸分布接近正态分布,平均粒径(d_(50))在15～50 nm之间、相对尺寸分布宽度在0．2～0．6之间。对平均粒径的分析结果表明,工业丙烷/空气火焰CVD法制备的纳米TiO_2颗粒的平均尺寸,和CO/O_2火焰CVD法制备的纳米TiO_2和纳米SiO_2颗粒的平均粒径与颗粒长大准数可关联为d_(50)=1．35(1十N_(grw))^(1/3)。

等离子喷涂TiB_(2)-SiC复合涂层及其热稳定性研究

利用喷雾干燥重构微米级TiB_(2)-SiC喷涂团聚粉,借助等离子喷涂成功制备了TiB_(2)-SiC复合涂层。结果表明,包覆结构可减缓SiC高温分解,获得TiB_(2)、SiC主相共存的复合涂层。通过显微硬度测定及Weibull分布发现,当SiC质量分数为5%时,复合涂层的平均显微硬度为1088.8 Hv_(0.2),分散性系数β为9.2,均高于含20 wt%SiC制备的涂层,表明其具有更稳定的性能和结构。通过900℃和1000℃高温热冲击性及抗氧化性能测定发现,TiB_(2)-5 wt%SiC制备的复合涂层具有更为优异的抗热冲击性能和抗高温氧化性能。

PUA离聚物的纳米SiO_2复合乳液制备与性能

用共混法和原位聚合法制备了PUA离聚物的纳米SiO2复合乳液,激光粒度分布仪检测表明SiO2在复合乳液中呈现纳米尺寸分布,对乳液的稳定性、粘度与涂膜的光学性能、机械性能等进行了表征。结果证明纳米SiO2的加入能显著改善涂膜的紫外光吸收性能、热学性能及机械性能。

La2O3掺杂对SrTiO3压敏电容双功能陶瓷显微结构及电性能的影响

采用La2O3掺杂改性并利用一次烧结工艺，制备了适于低电压使用的SrTiO3压敏-电容双功能陶瓷，并对La2O3掺杂引起的微观结构及电性能的变化进行了探讨。实验结果表明，La2O3掺杂能有效地改善材料的显微结构，使晶粒尺寸增大和均匀分布，促进烧结温度的降低，同时能获得较佳的压敏与介电特性。当La2O3掺杂为1．1％的较佳值时，在1420℃的N2+C弱还原气氛下烧结，可以得到晶粒尺寸40μm，压敏电压为19．7V·mm^-1，电流-电压非线性系数为7．2，介电常数为22500的优化性能参数。

分子筛组装法制备纳米SnO_2半导体及理化性能的研究

分子筛组装法制备纳米ＳｎＯ_２半导体及理化性能的研究张景新，王学勤，王祥生（大连理工大学工业催化剂研究所）ＳｎＯ２半导体作为气敏材料取得了广泛的应用。ＣｈａｏｎａｎＸｕ等的研究表明，当ＳｎＯ２粒子的尺寸小于其空间电荷层厚度的两倍（～６ｎｍ）时，粒径对?..

光生物反应器内CO2传输与微藻固碳性能强化

CO_2气体可为微藻光合作用提供必需的碳源,CO_2在藻液中的混合、溶解及传输特性显著影响了微藻的生长固碳.在微藻光生物反应器中,气泡在藻液中的生长、脱离、聚并、上升等动力学行为主要由气体分布器决定.本文以气体分布器为研究对象,研究在不同孔径及孔间距下对15%(V/V)CO_2气体在悬浮液中的气泡行为、CO_2溶解与混合特性以及对微藻生长固碳的影响.结果表明:气泡上升速度随气体分布器孔径及孔间距的减小而减小,导致CO_2气泡在藻液中停留时间增加,强化了CO_2溶解传输,CO_2体积传质系数提高了143%,混合时间降低了24%,最终使微藻生物质浓度提高18.8%,固碳速率提高23.2%.

还原温度对γ-Fe_2O_3磁性的影响

研究了α-FeOOH 经过 Fe_3O_4转变成γ-Fe_2O_3的过程,以便了解还原条件对γ-Fe_2O_3磁性的影响。用普通方法和我们实验室发展的特殊方法制备γ-Fe_2O_3磁粉。用后一方法制得的磁粉的矫顽力比普通方法制得的磁粉的矫顽力高许多。用电子显微镜和穆斯堡尔效应分析了矫顽力增大的原因。

铝合金熔体中TiB2粒子原位沉淀析出行为研究

研究了熔体反应温度、熔体过饱和度对TiB2粒子自铝合金熔体中的沉淀析出行为的影响;建立了描述铝合金熔体中TiB2粒子沉淀析出行为的模型,模拟分析了TiB2粒子的形核、长大行为及其对TiB2粒子尺寸分布的影响。结果表明,TiB2粒子的沉淀析出行为及其尺寸分布与熔体反应温度、过饱和度和冷却速度密切相关;当熔体反应温度较低(即熔体过饱和度较大)、熔体冷却速度较快时,有利于获得尺寸细小、尺寸分布集中的TiB2粒子。

喷油时刻和DMF掺混对柴油机PM排放特性影响

基于一台电控高压共轨柴油机,研究了不同喷油时刻2,5-二甲基呋喃(DMF)掺混比例(质量分数分别为0、10%,和30%,)对柴油机排放颗粒物(PM)的尺寸分布、平均直径、数量浓度和质量浓度的影响.结果表明:在试验工况下,无论掺混与否,发动机PM排放均以核模态颗粒(粒径为5~50,nm)为主,其尺寸分布呈现明显的双峰结构.燃用纯柴油时,推迟喷油时刻,核模态颗粒数量先增加后减少,聚集态颗粒(粒径为50~1,000,nm)数量的变化规律不明显,PM的总数量、总质量与核模态颗粒数量变化趋势一致,PM的几何平均直径(GMD)先增加后减小;DMF掺混可以降低聚集态颗粒数量、GMD和总质量,但却增加了核模态颗粒数量和总颗粒数量.综合考虑发动机燃油经济性和PM排放性能,30%,DMF掺混比例和-10.0°,CA ATDC喷油时刻为试验工况下的最佳方案.

一种Q态纳米CdS的新型制备法——聚合物分散法

采用一种Q态CdS的新型制备法——聚合物分散法,即用水溶性聚合物溶液作为分散剂,用2-巯基乙醇(或十二硫醇)作表面修饰剂,在聚合物网络中构筑出四种粒径的、单分散性的Q-CdS.通过UV-Vis光谱和TEM考察了Q-CdS的粒径及分布情况,并用FL光谱研究了不同尺寸的Q-CdS的荧光性能.结果表明,采用聚合物分散法可以方便、快捷地得到粒径小且分布窄的Q-CdS纳米粒子,这些粒子在紫外光谱及荧光光谱上均表现出明显的量子尺寸效应.

图像分析技术分析晶粒对Ti_3AlC_2/TiB_2材料性能的影响

采用DS-5M图像分析仪分析了不同TiB2含量的Ti3AlC2/TiB2复合材料微观晶粒大小和分布情况,分析结果表明,TiB2体积含量为10%的烧结样品晶粒发育较完善,分布也较均匀,随着TiB2含量的增加,层状晶粒的生长受到进一步的抑制,晶粒尺寸明显变小。采用阿基米德常数法测定烧结试样的密度,发现TiB2体积含量为10%的烧结样品相对密度最大,达到99.07%,TiB2体积比含量超过10%,相对密度逐渐减小;SPS烧结过程中TiB2体积含量少于10%时,样品呈现一个很窄的快速致密化阶段,随着TiB2含量的增加,原料发生反应所需温度升高和反应过程所需时间增加,降低了材料的致密化程度。可见图像分析复合材料微观晶粒的情况能很好地呼应材料宏观性能测试结果,提供了一种有效的测试分析手段。

TiB_(2)/42CrMo连续梯度材料力学分析与结构设计

在以往超重力场合成梯度材料的基础上优化制备的工艺参数,制备出TiB_(2)-TiC-Fe组分呈连续梯度变化的TiB_(2)/42CrMo复合材料。经XRD、SEM观察其梯度层间陶瓷/合金相界呈连续梯度变化。通过硬度测试,得出硬度自陶瓷部分至金属部分呈梯度递减变化,中间梯度层的弹性模量变化形式更趋近于三角函数。在相关参数提取研究的基础上,建立层状强度解析模型。之后采取ANSYS有限元仿真的方法,模拟分析了在施加外部位移载荷的条件下,层状模型的正应力与切应力分布,得出了梯度材料底部金属所承受的最大拉应力为造成该型材料损伤失效的主要原因,与实际材料的三点弯曲实验现象相对应。最后通过研究材料长厚比对应力分布的影响,得出在一定的尺度范围内,梯度材料的力学性质不会随长厚比的增大而线性无限增大,对下一步工程材料设计具有一定指导意义。