HNT增强GF/HGS/PA66复合材料的制备及性能研究

将埃洛石(HNT)添加到玻璃纤维/玻璃空心微珠/尼龙66(GF/HGS/PA66)复合材料中,探究不同含量埃洛石对复合材料密度和力学性能的影响。结果表明:添加3wt%的埃洛石到GF/HGS/PA66复合材料时,复合材料的力学性能增强效果最好,相对于单独添加空心玻璃微珠,复合材料的密度仅增加3.0%,但弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和缺口冲击强度分别提高了14.5%、17.0%、9.4%和31.9%。

环氧树脂基固体浮力材料的研制及表征

采用空心玻璃微珠填充环氧树脂研制固体浮力材料。间苯二胺 (MPD)、顺丁烯二酸酐 (MA)、二氨基二苯砜(DDS)及 593四种固化剂对比研究表明,MPD和DDS环氧树脂固化体系轴向压缩强度可达 210MPa。γ 氨丙基三乙氧基硅烷(KH—550)偶联剂在无机玻璃微珠与有机环氧树脂的复合过程中,可增加环氧树脂与微珠之间的亲合,电镜照片观察到微珠与环氧树脂间无界面沟隙,粘结界面均匀。空心玻璃微珠质量填充量为 25%时,复合材料密度降低至 0. 61g/cm3,轴向压缩强度仍能保持在 40MPa以上。

一种高散射率PIV实验用示踪粒子的制备

采用化学镀银的方法在空心玻璃微珠表面包覆一层金属银,使其表面具有足够高的光散射效率和合适的密度,作为示踪粒子用在PIV(Particle Image Velocimetry)实验中。文中研究了相关化学镀银工艺参数对所制备示踪粒子密度的影响,并对所制备的示踪粒子进行了流场测试评价,结果表明:采用在空心玻璃微珠表面镀银的方法,可以获得性能优异的PIV实验用示踪粒子。

纳米氧化亚镍/玻璃微球复合粒子的制备及表征

通过均匀沉淀法,将NiO复合于玻璃微球表面,制备了纳米NiO/玻璃微球复合粒子。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)结果表明,经过共沉积后,在玻璃微球表面生成一层具有面心结构的NiO层,晶粒尺寸大约为14 nm,这些纳米NiO粒子以丝状胶连的形式附着于玻璃微球表面形成镀层。能谱分析(EDS)结果显示,纳米NiO粒子在玻璃微球表面形成了分布均匀的镀层。傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)表明,所制得的纳米NiO/玻璃微球复合粒子在近红外和远红外波段都表现出良好的红外吸收特性。

中空玻璃微珠低密度钻井液性能探讨

随着油田的发展,对钻井液密度的要求越来越高。为此,探讨了玻璃微珠对钻井液密度、流变性、润滑性和稳定性的影响,并且讨论了玻璃微珠本身的强度和回收性。结果表明,玻璃微珠加入到钻井液中能明显降低钻井液的密度,并且能将钻井液流变性能保持在适当范围内。此外,该钻井液还具有润滑性能好、钻井液稳定的特点,更为重要的是其具有耐用性能好、易分离、可以回收利用、降低使用成本等特点。

低密度空心微珠玻璃球钻井液室内研究

目前使用的低密度钻井液都含有油或气，含油的密度最低只能降到0．85g／cm^3，同时对环境污染严重；含气的脉冲信号衰减严重，在需使用MWD时不能使用。试验了一种空心微珠玻璃球钻井液减轻剂。该剂为一种硅硼酸钙盐，化学性能稳定，不溶于水和油，具有不可压缩性，对环境无污染，其粒径分布范围为0．5～125μm，其中90％分布在8～85μm之间，因此不影响固控设备的使用。在普通水基钻井液中加入20％以内的该减轻剂，并配合使用架桥粒子制得的低密度钻井液性能在可接受范围内，具有全井密度均匀、形成的泥饼润滑性好的特点；其中密度为0．32g／cm^3的产品在1700m井深以内可以使用，密度为0．38g／cm^3的产品在2800m井深以内可以使用。

同位素稀释质谱法测定空心玻璃微球内氘气总量

作为惯性约束核聚变(ICF)第一代靶丸,空心玻璃微球(HGM)内充燃料气体的组分、比例和密度均有严格要求,气体总量的测定至关重要。介绍了同位素稀释质谱法(IDMS)测定空心玻璃微球内氘气气体总量的分析方法。该方法采用氢气为稀释剂,活性炭作为吸附剂制备氘气和氢气的混合气体,用质谱计测定样品中氢同位素丰度。通过热力学公式推导、计算,求得HGM内氘气摩尔数。实验结果表明:用IDMS法测量HGM内痕量氘气总量切实可行,其测量下限为10-8 mol,测量结果的相对标准偏差小于5%(n=4或3,按照极差法计算),符合测量要求。

用于受控激光核聚变靶的空心玻璃微球直径和壁厚的检测

本文论述了用于受控激光核聚变靶的空心玻璃微球直径和壁厚的检测方法，给出了测量结果。

玻璃结合球形空心堆积SiC磨料的制备与性能

以R2O-ZnO-Al2O3-SiO2-B2O3体系玻璃为粘结剂,空心玻璃微珠为载体,240#SiC为磨料,稀释水玻璃为润湿粘结剂,采用滚球法制备了球形空心堆积SiC磨料。研究了粘结剂性质、润湿粘结剂用量和玻璃质粘结剂含量等对堆积磨料制备、形貌和结构的影响,并考察了用其制备的砂带的磨削性能。结果表明：玻璃质粘结剂量为5wt%,750℃温度下烧结,粘结剂产生的液相能对SiC磨料进行包裹和产生较强的粘结力。润湿粘结剂量为242 mL/kg干物料时,堆积磨料粒径在1.0~1.4 mm范围内成球率达到最大值为95%。空心球堆积SiC磨料砂带240#最大磨削比为71∶1,标准材料切除率ZˊW为0.89 mm3/mm·s。

水性隔热保温节能涂料的制备研究

以丙烯酸弹性乳液为基料,空心玻璃微珠、金红石型钛白粉、云母及空心硼硅酸盐等为颜填料制备隔热保温涂料,该涂料性能稳定、表面光滑、涂层薄,耐沾污、热反射效率高,隔热性能良好,适应范围广。

轻质膏状腻子的制备与性能研究

以气凝胶、空心微珠为主要超轻骨料制备的轻质膏状腻子,通过对导热系数、附加热阻、粘结强度等性能的测试,探究了超轻骨料、乳液等对轻质膏状腻子性能的影响。结果表明,以气凝胶颗粒A和空心微珠为主要超轻骨料制备的轻质膏状腻子具有良好的保温隔热功能,其导热系数仅为0.035 W/(m·K),5 mm厚轻质膏状腻子涂层的附加热阻可达0.346 m~2·K/W。

中空聚合物乳液和中空玻璃微球对乳胶漆对比率的影响

通过实验,讨论了中空聚合物和金红石型钛白粉的不同配比,讨论了中空玻璃微球和中空聚合物的不同配比对乳胶漆对比率的影响。

空心球多梯度控压钻井井筒压力控制方法

深水钻井过程中,受海水和海底地质条件影响,井筒压力控制难度大,井下复杂情况频发。针对窄密度窗口的深水钻井井筒压力控制难度大的问题,近年来提出了多梯度控压钻井新方法,但多梯度钻井气侵条件下多梯度控制参数对井筒压力的影响规律的研究却较少。为此,首先考虑井筒与地层之间的能量交换、气液相间传质以及空心球对流体物性参数的综合影响,建立了深水多梯度钻井瞬态气液两相流模型;其次,通过隐式差分方法对模型进行迭代求解,分析了多梯度参数对井底压力和截面含气率的影响规律;最后利用变异系数加权法原理对多梯度控制参数进行了优化设计,提出了不同控制目标时的最优控制方法。研究结果表明:①与井底恒压控压钻井相比,通过调节多梯度控制参数可以获得更快的井底压力响应速率;②以最快井底压力的响应速率作为控制目标时,调节空心球体积分数所产生的控制效果最好;③以最小井口截面含气率作为控制目标时,调节分离器位置所产生的控制效果最好。结论认为,该方法不仅为气侵条件下的控压钻井工艺技术的优化设计提供了参考,而且还对窄压力窗口条件下,尤其是海洋深水的安全钻井提供了理论指导和技术支撑,方法的推广应用有助于深海油气的高效开发。

空心玻璃微珠填充环氧复合泡沫材料的制备及性能表征

通过优化试验，以大量空心玻璃微珠填充环氧树脂体系制备出了密度低、强度高的复合泡沫材料，并对其密度和水下声学性能进行了表征。结果表明，所研制的轻质高强复合泡沫材料密度在0．3～0．5g／cm^3之间，且在高静水压下具有良好声学性能。

含空心球钻井液分离流场数值模拟

为分析常规旋流分离器在深水含空心球钻井液双梯度钻井中分离回收空心球的可行性,建立了旋流器中分离场的RNGκ-ε湍流数学模型。利用计算流体动力学模拟给定工况下旋流分离过程,分析了旋流器内部压力场、速度分布特征及分离效率,岩屑的分离效率为78.99%,空心球回收分离效率达95.75%。结果表明在深水空心球双梯度钻井中采用常规旋流分离器回收钻井液中空心球可行,同时为改进结构设计、提高分离性能和降低能量损耗提供了一定依据。

深水多梯度钻井方法及仿真分析

油气勘探开发转向海洋尤其是深海已成为必然。与陆地和浅水相比,由于深水地层特殊的地质沉积条件,深水钻井面临地层压力和破裂压力之间钻井液安全密度窗口窄的问题,井筒压力很难保持在允许的压力窗口之间。为此,介绍了多梯度钻井技术的原理、采用低密度空心球随钻分离注入的实现方法以及其优点:①可以达到较高的空心球浓度(50%～60%),钻井液密度降低明显;②钻井液返回海面后不必分离空心球,可重新循环;③隔水管内钻井液密度和钻杆内钻井液密度相当,不会产生U形管效应;④设备所占空间少,系统操作和控制相对简单。同时,编写了多梯度钻井的仿真程序,分析了空心球注入对压力变化影响效果。结果表明,采用空心球随钻分离注入技术能够实现对井筒压力的优化分配,使井底压力在较长的井段内介于地层压力和破裂压力之间,从而达到简化井身结构的效果。

聚苯胺/空心玻璃微球导电材料的制备研究

采用乳液聚合法制备聚苯胺,对空心玻璃微球进行磺化后表面包覆聚苯胺制备聚苯胺/空心玻璃微球复合材料。用SEM、IR、四探针等测试手段分析聚苯胺及聚苯胺/空心玻璃微球复合材料的形貌及电导率。结果表明:球形聚苯胺的粒径大约为500nm,无明显团聚。对空心玻璃微球磺化后,其表面更好地合成聚苯胺,聚苯胺/空心玻璃微球复合材料的电导率随反应时间的增加而增大,电导率最高可达0.76 S·cm^(-1)。

空心球双密度钻井水下注入阀设计与分析

针对空心球双密度钻井中空心球注入困难的问题,设计了基于水力旋流器原理的水下注入阀。采用Solid Works软件建立了水下注入阀和注入系统三维模型。对注入阀进行力学分析时,湍流模型采用RNGκ-ε模型,固液两相流动采用欧拉模型方程描述,建立了注入阀力学模型,采用Fluent软件模拟计算携带液分别为海水和基液时的分离效果。计算结果表明:分离效率随着体积分数增加而降低,同等条件下海水分离效率较高,采用2级旋流器串联可实现空心球的高效分离,从而提高注入空心球浓度。研究结果对于推动我国深水钻井技术发展具有一定的促进作用。

空心玻璃微珠/玻纤增强PA66复合材料性能研究

将表面处理后的空心玻璃微珠(t-HGS)加入到玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA66)体系中,对不同用量t-HGS/GF/PA66复合材料的力学性能及密度进行研究。结果表明:当添加10份t-HGS和30份GF时,t-HGS/GF/PA66复合材料的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度分别为170.92MPa,8.92GPa和9.21kJ/m^2,力学性能最优;而t-HGS/GF/PA66复合材料的密度随t-HGS用量的增加而降低;用该材料制备的汽车制件相比普通制件减重9.1%,轻量化效果显著,且该材料的力学性能完全满足汽车行业标准。

多组分核壳型空心微球的制备及其电磁波吸收性能研究

制备了空心玻璃微珠@聚吡咯(HGS@PPy)和空心玻璃微珠@Fe3O4@聚吡咯(HGS@Fe3O4@PPy)两种空心核壳结构材料。前者是通过对空心玻璃微珠进行氨基化改性,富集单体后在水/乙醇/5-磺基水杨酸/氯化铁的引发-掺杂体系中进行原位化学氧化聚合反应而制得的;后者是采用共沉淀法在空心玻璃微珠表面沉积Fe3O4后通过聚合反应包覆聚吡咯而制得的,粗糙的Fe3O4沉积层在包覆聚吡咯后变得紧实致密。表征了材料的核壳结构、组分含量、形貌及性能。所得材料具有轻质、导电和磁性能佳的特点,作为导电填料和电磁波吸收材料具有广阔的应用前景。