Effects of electrochemical oxidation on surface and mechanical properties of dry-jet wet spun carbon fibers

The surface of dry-jet wet spun carbon fibers(CFs)is relatively smooth compared with those of wet spun CFs,which results in weak interfacial interactions between the fiber and the polymer resin.A surface functionalization treatment is particularly important to unleash the full potential of the superior mechanical properties of dry-jet wet spun CFs.In this study,the effects of electrochemical oxidation treatment time and current density on the surface structures and the mechanical properties of dry-jet wet spun CFs were investigated.The interlaminar shear strength of the CFs improves significantly from 69 to 84 MPa after 120 s of treatment.Further structural analysis reveals that the improvements are due to the addition of oxygen-containing functional groups and the optimization of the morphology on the surface of the CFs.

多出口扇形喷嘴干冰喷射速冻蓝莓特性研究

为提高干冰微粒速冻蓝莓的喷嘴雾化特性,优化设计一种多出口扇形喷嘴,喷射出扇形干冰微粒射流,更均匀更快速地冻结蓝莓。建立多出口扇形喷嘴的物理模型及蓝莓速冻干冰射流流场计算模型。基于Fluent软件,采用气固两相动力学模型DPS、Realizable、k-ε湍流模型对多出口扇形喷嘴干冰微粒喷射速冻蓝莓的过程进行数值模拟研究。探究了扇形喷嘴出口不同V形切槽角(60°、70°、80°、90°)在相同的入口流量和出口孔径下,对干冰微粒在速冻腔内的流场分布、蓝莓的冻结速率和冻结均匀性等参数的影响。结果表明:随着V形切槽角的增加,扇形冲击射流宽度降低,冲击射流核心区域内的流速增加。当多出口扇形喷嘴出口V形切槽角为70°时,相比60°、80°、90°速冻腔内整盘蓝莓的冻结完成时间分布最集中,整体的冻结速度快,流场最均匀,为此喷嘴模型(入口孔径30 mm,入口流速0.25 m/s,出口为圆周布置的孔径5.2 mm×6(6个孔径为5.2 mm的出口)和中心布置的孔径2 mm×4的组合)最优出口参数。随后对模拟仿真最优结果进行实验测试,可得整盘蓝莓完成速冻的时间为119 s,冻结速率为0.50 cm/min,实验与模拟降温曲线误差为4.3%。对速冻后蓝莓的花青素含量、可溶性固形物质量分数以及失水率等进行测试,结果表明干冰速冻后蓝莓在贮藏期间的感官品质保持较好,优于速冻蓝莓标准。

鞘气辅助空气动力学透镜聚焦的干法气溶胶喷印实验研究

针对气溶胶喷印技术中油墨存储条件苛刻和溶剂、表面活性剂去除等问题,提出了一种鞘气辅助空气动力学透镜聚焦的纳米粉末气溶胶喷印装置,建立了气溶胶喷印系统,探究了喷印速度、鞘气/载气体积流量比值对系统喷印效率、线条形貌的影响。通过激光烧结实验及电化学性能测试实验,分析了激光处理对气溶胶喷印线条电阻率、微观形貌、氧化程度的影响。实验结果表明:当喷印速度为19.20 mm/min、鞘气/载气体积流量比值为2.65时,获得了最小宽度为56.52μm的喷印线条;激光处理后,喷印线条中的纳米银粉末颗粒融化团聚并形成丝状物互相黏结,显著降低喷印线条的电阻率。

完整极硬岩TBM施工辅助破岩方法研究现状及展望

针对完整极硬岩,隧道掘进机(TBM)施工存在掘进效率低、滚刀磨损快、TBM部件受损以及岩爆等问题,降低了TBM隧道施工的安全性和高效性。对近几十年来国内外的完整硬岩隧道TBM施工情况及遇到的问题进行了统计分析;梳理介绍了一系列辅助破岩方法,包括水射流法、微波法、激光法、等离子体法和干冰粉气动破岩法,并对各种方法的优势和不足进行了论述。当前的辅助破岩方法尚不能完全满足TBM施工配合要求,未来需进行进一步的深入研究。

连宿高速公路连云港段双向搅拌粉喷桩试桩数据分析

连云港地区海相淤泥软土广泛分布,地基承载力弱,施工时须对地基进行加固处理。以连云港至宿迁高速公路连云港段一期工程中采用双向搅拌粉喷桩技术的试验段为研究对象,对其水泥土配合比设计和现场试桩检测数据进行分析,采用综合评分法评价试桩效果,验证了水泥掺量及其他预设施工技术参数的可行性,结合试桩效果提出相关建议措施,以提高后续正式施工时的成桩效果。

椰子油火龙果汁纳米乳液冻干果粉的制备及其结构表征

联合真空冷冻干燥技术与动态超高压微射流技术制备椰子油火龙果汁纳米乳液冻干果粉,通过单因素试验及响应面法优化制备工艺条件,并对果粉理化性质及结构进行表征。结果表明:最佳制备工艺条件为以乳液质量为基准,椰子油添加量4.17%、皂角提取物添加量3.22 mg/100 g,在动态超高压微射流100 MPa下处理3次,所得冻干果粉中椰子油包埋率为61.21%±0.69%,溶解性为88.14%±0.91%。扫描电镜结果显示,果粉结构为片层块状结构,附着有单个球状细小颗粒。红外光谱结果表明,冻干果粉可有效包埋椰子油,减缓油脂氧化。差示量热扫描结果显示,冻干果粉具有良好的耐热性。

干喷湿纺聚丙烯腈凝固丝的表征方法研究

以干喷湿纺聚丙烯腈(PAN)凝固丝为研究对象,通过优化试样处理方法和测试条件,建立了一套表征PAN凝固丝组成、形貌、结晶、取向及可拉伸性的方法。结果表明:采用擦拭法擦拭4次以上,PAN凝固丝的溶剂残留率保持稳定,萃取3 h以上可完全除去PAN凝固丝内的残留溶剂;在偏光显微镜和扫描电子显微镜下可分别观察PAN凝固丝的皮芯结构及截面的细微网状结构;PAN凝固丝的结晶度可直接使用X射线衍射仪分析计算,水洗温度对PAN凝固丝取向程度的测试结果影响较小;PAN凝固丝在空气中的自然拉伸比与在水浴中的最大拉伸倍数存在正相关性,自然拉伸比可作为衡量PAN凝固丝可拉伸性的参数。

基于水射流引射与干雾降尘技术的新型孔口除尘装置研发

为有效控制煤矿井下干式钻孔作业的粉尘污染问题,在分析干式钻孔产尘扩散特性的基础上,结合水射流负压引射与干雾降尘技术优势,设计研发了新型干式钻孔孔口除尘装置。通过理论分析与实验室试验研究了该装置各组件的具体结构和主要性能参数,并在杨柳煤矿顺层孔钻场开展了现场试验,实测了该装置的除尘效果。结果表明:新型孔口除尘装置由孔口集尘装置、水射流负压引射装置、干雾降尘装置三部分组成,分别具备尘源密闭、抽吸粉尘、捕集外溢粉尘等功能。水射流负压引射装置的工作水流量、抽吸量及引射系数均随工作水压的增大呈线性增大。气压0.70 MPa、水压0.18 MPa为单个干雾喷头的最佳工况参数,当干雾发生器挂载15个干雾喷头、干雾降尘装置距孔口1.2 m时,可实现对孔口全部漏尘点的雾场覆盖。新型孔口除尘装置现场应用后,钻机下风侧6 m和20m的全尘除尘率分别达到了88.9%和87.5%,取得了显著的除尘效果。

对位芳纶纺丝成形工艺研究

采用液晶纺丝技术,通过干喷-湿纺制备对位芳纶,探讨了初生纤维成形过程中空气层高度、凝固浴质量分数、凝固浴温度以及集束点高度对对位芳纶性能的影响。结果表明:空气层高度为12 mm、凝固浴质量分数为10%、温度为8℃、集束点高度为45 cm时,制备的1 100 dtex对位芳纶的力学性能及外观最佳。

一次云南干季极端暴雨成因分析

利用NCEP再分析资料、常规及非常规气象观测资料,综合分析2015年1月9日云南干季极端暴雨天气过程.结果表明:深厚的南支槽、低空切变线及地面冷锋共同作用导致此次过程;强位相热带季节内振荡(Madden-Julian Oscillation,MJO)处于“湿窗口”期,对水汽输送及对流发展有指示作用;南支槽前西南低空急流输送充沛水汽,暴雨落区与水汽强辐合区基本一致;高低空急流耦合,云南处于高空急流次级环流上升支,受锋面抬升,锋区次级环流上升支与高空急流次级环流上升支叠加,形成极强的上升运动;西南低空急流输送不稳定能量,滇西南暴雨区以强对流天气为主,滇中暴雨区以稳定性降水为主;结合稳定度参数的综合分析,有助于判断云南干季强对流天气落区.

铁路扣件螺栓干冰除锈方案设计与研究

为了使除锈后的钢轨扣件螺栓表面粗糙度达到最佳,采用干冰射流的方式在不同干冰射流量、射流压力、射流次数下对螺栓表面进行除锈,使用激光共聚焦显微镜与扫描电镜观察除锈后的螺栓表面粗糙度,研究了干冰射流工艺参数对除锈后螺栓表面粗糙度的影响规律。结果表明:随着干冰射流量增大,螺栓表面粗糙度减小,射流量达到一定值后粗糙度变化趋于平缓;随着干冰射流压力增大,螺栓表面粗糙度增大,射流压力达到一定值后粗糙度变化趋于平缓;随着干冰射流次数的增大,螺栓表面粗糙度减小,射流次数达到一定值后粗糙度变化趋于平缓。试验条件下,干冰射流以1.1 kg/min的射流量、1.2 MPa恒定压力上下扫描20~25次后,螺栓表面粗糙度最为适宜。

高速公路湿陷性黄土路基沉陷处治技术探讨

G22青兰高速公路是贯穿中国东西部公路运输大通道,雷家角至西峰段地处湿陷性黄土地带,加之重载交通服役已达9年,局部路段路基沉陷较为严重。根据现场调查并结合地质钻探结果,经过深入研究分析,技术方案比选后,选择干拌水泥碎石桩和高压旋喷桩处治方案,并及时组织实施。

预拌喷射混凝土干料及施工工艺分析

预拌喷射混凝土干料适用于隧道及地下工程的初衬支护、各种结构加固、市政管廊暗挖及明挖施工作业、建筑基坑边坡支护等工程。通过介绍现阶段喷射混凝土技术现状及特点,分析现场搅拌喷射混凝土缺点;通过阐述相关标准的性能指标、配合比设计思路,分析预拌喷射混凝土干料性能;通过了解预拌喷射混凝土干料运输方式、贮存方式、配制方式、施工流程及施工要点,分析预拌喷射混凝土干料施工工艺。在预拌喷射混凝土施工阶段,受喷面检查及标识设置、喷射顺序、喷射速度、喷射厚度和养护方式都会影响施工质量,因此提出相关施工工艺注意要点,为预拌喷射混凝土实际工程应用提供参考。

桩网复合地基土工格栅加筋效应的试验研究

以遂渝铁路松软地基为工程背景,原位测试了铺设与不铺设土工格栅两种情况的粉喷桩复合地基的剖面沉降、桩顶和桩间土的土压力、土工格栅拉力。分析结果表明:桩顶和桩间土的土压力与填土高度成正比,铺设土工格栅能有效改善附加应力的传递,提高桩土应力比,粉喷桩+土工格栅加筋垫层复合地基的桩土应力比为3.75。土工格栅的拉力与沉降成幂函数关系。分析结果对的粉喷桩桩网复合地基设计有重要参考价值。

粉喷桩复合地基的数值计算分析

结合粉喷桩复合地基的特点,提出采用过渡层模拟桩土接触面的思路,进行了轴对称Biot固结有限元计算分析。与实测资料对比表明,可较好地揭示粉喷桩复合地基的荷载传递规律和沉降变形特性。通过对加固区和下卧层的应力计算分析,揭示了粉喷桩复合地基的附加应力场的分布特性,说明所采用的计算方法是合理可行的。

粉喷桩-土工格栅复合地基应力现场测试研究

粉喷桩-土工格栅复合地基使地基水平向和竖直向对抵抗变形的能力得到了增强。针对粉喷桩联合土工格栅加固地基性状进行了现场研究,包括地基的沉降、地土压力、孔隙水压力。根据试验结果,分析了格栅上下土压力的变化、桩土应力比变化、沉降与土压力的关系以及埋于不同深度孔隙水压力变化情况,得到桩-网复合地基受力机理和地基沉降的规律:(1)超孔隙水压力消散慢,但孔隙水压力与上部填土相比变化不大;(2)桩土应力较大,具有均化土压力的作用,同时基于各个断面土压力分布特点,提出了“拱效应”的观点;(3)地基的变形主要是以下卧软土层压缩和桩刺入变形和桩本身的变形,研究结果为进一步的理论研究和工程设计提供了有益的依据。

PAN/DMSO干湿法纺丝凝固工艺的研究

初步探讨了 PAN/ DMSO溶液干湿法纺丝凝固工艺与纤维拉伸性能的关系 ,并对湿法纺丝与干湿法纺丝作了比较。结果表明 ,干湿法纺丝所得纤维的总牵伸倍数在一定范围内随纺丝凝固浴浓度的增大而增大 ;对于给定的PAN/ DMSO纺丝液体系 ,存在一较佳的凝固牵伸范围 ;空气干层的存在使得干湿纺纤维较湿纺纤维能承受更大的牵伸倍数 ,但空气层长度的确定存在一合适的范围 ,且空气层长度对纤维总牵伸倍数的影响受到其它纺丝凝固工艺参数的影响。扫描电镜 (SEM)的研究结果表明 ,湿法纺丝所得的纤维存在各种表面缺陷 ,其中 ,表面沟槽是纺丝工艺本身所致 ,无法消除 ;干湿纺纤维的表面则光洁无沟槽。

二次拉伸对干湿法PAN原丝结构性能的影响

讨论了二次高温拉伸过程中拉伸介质、拉伸倍数、拉伸温度、拉伸速度等工艺条件对干湿法聚丙烯腈原丝的物理机械性能和形态结构的影响。结果表明 ,165℃下 2倍过热蒸汽拉伸得到的纤维强度最高 ,可达 7cN/dtex左右。干热拉伸有利于纤维取向结构的形成 ,蒸汽拉伸有利于纤维结晶结构的形成。经过二次高温拉伸 ,纤维的强度及模量较大幅度提高 ,而断裂伸长率下降很多。

柔性荷载下粉喷桩复合地基承载特性试验研究

开展了粉喷桩复合地基承载性能试验,实测了柔性荷载下桩、土应力,探讨了复合地基中桩土应力比及其变化规律。研究表明,粉喷桩复合地基载荷-沉降曲线一般表现为缓变型;粉喷桩复合地基承载力宜按相对沉降法取相对沉降比为0.01所对应的压力。由于砂垫层的流动补偿作用,柔性荷载下桩土应力比随荷载的增加变化较为平缓,在复合地基承载力基本值附近桩土应力比变化范围为1.73～6.83,平均值为3.20。

排水粉喷桩(2D工法)加固软土地基对桩周土体强度的影响

排水粉喷桩(简称2D工法)作为一种新的软土地基处理方法,在淮盐公路软基处理中得到试用,效果良好;但是目前对其桩间土强度的变化规律还不是很清楚,本文首次通过大量现场试验,采用静力触探、十字板剪切等试验手段,测得了排水粉喷桩施工后桩间土强度变化的规律。结果显示在排水粉喷桩施工后,桩间土强度先降低,之后随着龄期的增长而提高。