ADP/A-SEP复配体系对EVA/MPE线缆复合材料的改性研究

采用乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对海泡石(SEP)进行表面处理制得A-SEP,并同二乙基次磷酸铝(ADP)复配用作乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/茂金属聚乙烯(MPE)线缆复合材料的阻燃改性剂。考察了ADP/A-SEP复配体系组成对EVA/MPE线缆复合材料拉伸性能、阻燃性能和加工流动性的影响。结果表明,ADP虽能明显改善EVA/MPE线缆复合材料的阻燃性能,但对拉伸性能负面影响较大。A-SEP同ADP具有较好的协效阻燃效果,且能够同时改善EVA/MPE线缆复合材料的拉伸性能。当ADP添加量为25%、A-SEP添加量为3%时,EVA/MPE线缆复合材料的拉伸强度与断裂伸长率分别为11.43 MPa和689%;极限氧指数(LOI)达到32%,初始热降解温度和残炭率分别为352.89℃和5.75%,体积电阻率为2.63×10^(13)Ω·cm。此外A-SEP添加量不超过3%时,其对EVA/MPE/线缆复合材料的加工流动性影响不大。

EVA/MPE/DK-HNTs复合材料的制备及其性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、硅烷偶联剂KH570为原料合成了DOPOKH570,并接枝于埃洛石纳米管表面,制备了端基含DOPO的埃洛石纳米管(DK-HNTs)。通过傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了DK-HNTs的化学组成及结构。采用熔融共混法制备了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/茂金属聚乙烯/DK-HNTs复合材料,考察了DK-HNTs用量对复合材料性能的影响。结果表明:少量DK-HNTs在复合材料中可以均匀分散;当DK-HNTs用量为5%(w)时,复合材料拉伸强度、拉伸断裂标称应变、残炭量分别为21.08 MPa,735%,4.20%(w)。此外,DK-HNTs的加入使复合材料的加工流动性略有下降。

Ni包WC颗粒增强金属基复合材料激光熔覆应力场模拟

针对Ni包WC颗粒增强金属基复合材料激光熔覆过程,开发了熔覆层温度场及应力场模型,考虑了不同含量Ni包WC颗粒对复合熔覆层热物性的影响,分析了金属基复合熔覆层中的温度场和应力场演变机理并提出了应力优化的梯度熔覆方案。结果表明:当粉末中Ni包WC颗粒含量越多,物性与基体相差越大,在熔覆过程中会产生较大的应力,熔覆层中最大应力出现在熔覆层与基体的结合面附近。采用梯度熔覆方案可显著降低最大应力,以得到成形良好的复合熔覆层。

新型复合(Cr,Mo)_(2)(C,N)细化剂粉末的制备研究

以Cr_(2)O_(3)、MoO_(3)和炭黑等为原料,采用碳热还原氮化法在流动N_(2)气氛中合成了新型复合(Cr,Mo)_(2)(C,N)细化剂粉末。采用TG-DSC、XRD和SEM等研究了反应温度、保温时间和Mo含量对制备(Cr,Mo)_(2)(C,N)细化剂的影响规律。得出以下结论:随温度升高,物相演变遵从(MoO_(3),Cr_(2)O_(3))→(Cr_(2)O_(3),Mo_(2)C,Cr_(3)C_(2))→(Cr,Mo)_(2)(C,N)的规律;延长保温时间,(Cr,Mo)_(2)(C,N)的结晶度不断变大,粉末粒径不断长大;随着钼含量的增加,(Cr,Mo)_(2)(C,N)的晶胞体积不断膨胀,粉末粒径不断减小。

塑料新型降解方法研究进展

综述了塑料的3种新型降解方法,详细阐述了其作用机理和研究进展,展示了非生物和生物降解过程的潜力,展望了塑料降解的未来发展趋势。

6061铝合金/DP600钢CMT熔钎焊接头的组织及力学性能

铝合金/钢异种金属连接结构有着广阔的应用前景。采用ER4043焊丝对6061铝合金与DP600钢异种金属进行CMT焊和脉冲电弧焊,并用高速摄影仪研究了焊接过程,分析了焊接模式和工艺参数对搭接接头的组织、界面层及力学性能的影响。试验结果表明,与脉冲电弧焊相比,CMT焊接能在低热输入下实现铝合金与钢的熔钎焊,有效控制金属间化合物的生成,焊接过程稳定,焊缝成型连续美观,焊接效率更高。随着CMT焊和脉冲电弧焊热输入的增加,界面层厚度均逐渐增加,当CMT焊的电流为65 A,热输入为1.97 kJ/cm时,钢侧界面层的厚度约为3μm,搭接接头强度最高。

铁尾矿砂-地聚物复合材料的界面与性能

用铁尾矿砂或天然砂配制水泥/地聚物砂浆,并对不同骨料与基体间界面的化学反应、界面过渡区(ITZ)微观结构及砂浆性能进行对比研究.结果表明:掺加铁尾矿砂后,粉煤灰/矿渣地聚物溶液中的Na^(+)、Si^(4+)、Al^(3+)、Ca^(2+)质量浓度均有不同程度降低,其中矿渣地聚物溶液反应速率较快,对骨料表层溶解也有更强的促进作用;铁尾矿砂附近界面过渡区结构明显优于天然河砂,且铁尾矿砂-地聚物砂浆的界面纳米力学性能显著高于铁尾矿砂-水泥砂浆;用铁尾矿砂制备的砂浆强度及抗渗性也均优于天然河砂,这种差异在水泥砂浆中最小,在矿渣地聚物砂浆中最显著,而粉煤灰地聚物砂浆在后期才逐渐凸显出铁尾矿砂的优势.

金属光电化学阴极保护材料及其防腐功能化实现研究进展

与传统的腐蚀保护方法相比,光电化学阴极保护是一种节能、环保、经济的腐蚀防护技术。该技术的关键特征是,利用光电化学阴极保护材料在光照条件下产生光生电子,而光生电子以电势差作为驱动力转移到金属上,并富集在金属表面,导致金属的电位负移,从而实现对金属的强制保护。总结了近年来国内外光电化学阴极保护材料的制备方法与性能特点,针对目前TiO_(2)薄膜材料存在的问题,阐述了通过形貌调控、元素掺杂、半导体复合、异质结构成、材料耦合等方式,提升光电化学阴极保护性能的策略和技术。概括了非TiO_(2)类光电化学阴极保护纳米材料的性能及应用,主要有ZnO、SrTiO_(3)、In_(2)O_(3)、g-C_(3)N_(4)、铋基金属氧化物等半导体材料。明确了近年来光电化学阴极保护材料防腐功能化实现的途径和方法,包括光阳极法和直接涂敷法,并比较了二者之间的优缺点。最后,提出了金属光电化学阴极保护材料及防腐功能化研究的发展趋势及存在的问题。

柚皮环氧树脂/埃洛石复合材料的制备及性能

以柚皮素为原料合成了新型柚皮环氧树脂,以埃洛石纳米管为改性剂、马来酸酐为固化剂采用浇注工艺制备了柚皮环氧树脂/埃洛石复合材料,考察了埃洛石纳米管用量对柚皮环氧树脂/埃洛石复合材料力学性能、动态力学性能、热稳定性的影响。结果表明:纯柚皮环氧树脂的冲击强度及玻璃化转变温度较双酚A型环氧树脂分别提高了3.05 kJ/m^(2),96℃;埃洛石纳米管能够显著提高柚皮环氧树脂/埃洛石复合材料的冲击强度,当埃洛石纳米管用量为0.8%(w)时,柚皮环氧树脂/埃洛石复合材料的冲击强度为5.50 kJ/m^(2),较纯柚皮环氧树脂提高了52.8%。

基于异山梨醇的新型生物基增塑剂的制备及其对PVC的改性

以异山梨醇为基体,合成了不同分子结构的生物基增塑剂二丁酸异山梨酯与二丁烯酸异山梨酯,并用于聚氯乙烯(PVC)改性。对所制生物基增塑剂进行分子结构表征,考察了其对PVC力学性能和加工流动性的影响。结果表明:两种生物基增塑剂均能提高PVC的冲击强度,且二丁酸异山梨酯增塑效果优于二丁烯酸异山梨酯。每100 g PVC中增塑剂添加量均为10 g时,二丁酸异山梨酯增韧PVC的冲击强度为2.91 kJ/m^(2),较参比试样(增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯)提高了38%。

重力污水管道混凝土的加速腐蚀模拟研究

为加速模拟重力污水管道混凝土腐蚀,硫化氢气体浓度和污水化学需氧量均提高20倍,将混凝土试件半浸其中进行研究。结果表明,高浓度污水加速了微生物的代谢产酸,导致混凝土严重劣化。水位区附近的混凝土表面生物膜生长远多于其他区域。远离水面生物膜变薄且颜色发黄,表明发生了硫化氢气体的生物与化学氧化反应。然而,气相区混凝土的劣化程度不如现场观察到的严重,可见高浓度硫化氢并非是控制混凝土腐蚀的首要因素,硫氧化细菌的数量和活性水平也至关重要,应同样强化。浸没在污水中的混凝土试件腐蚀层最厚,内部硫含量也最高。因此,硫元素分布可作为反映污水管道混凝土腐蚀发展的有效指标。

X120管线钢激光电弧复合焊热模拟热影响区的组织转变

X120管线钢具有优异的综合力学性能。采用金相显微镜和透射电镜研究了X120管线钢连续冷却转变(CCT)组织,采用热模拟设备建立了常规热处理条件下的CCT曲线和激光电弧复合焊条件下的模拟热影响区连续冷却转变(SHCCT)曲线。试验结果表明,在激光电弧复合焊条件下,随着冷却速度的增加,热模拟粗晶区组织依次为粒状贝氏体、贝氏体铁素体和板条马氏体,激光电弧复合焊条件下的快速加热使A_(c1)和A_(c3)相变线有所提升,高温停留时间短使得奥氏体来不及长大,使组织细化,激光电弧复合焊条件下的M_(s)转变温度提高,马氏体转变温度区间扩大,使得形成的板条马氏体能够发生自回火,从而减小淬火应力,改善强度和韧性,提高抗开裂能力。

镁合金增材制造技术研究进展

镁合金作为目前可应用的最轻质金属结构材料,具有高比强度和比刚度、易于回收再利用等优点,有助于实现工业领域的轻量化。增材制造作为新兴的先进制造技术,相比于传统制造,具有制造效率高、性能优良、可成形复杂结构等优点,开展镁合金增材制造技术研究具有迫切的需求和广阔的应用前景。本文针对激光选区熔化、电弧增材制造、搅拌摩擦增材制造三种主要的镁合金增材制造技术,从宏观成形特征、制造缺陷控制和组织性能特点三个方面对近年来的研究成果进行了总结与分析,并对模拟分析、过程控制和热源调控等镁合金增材制造控形控性未来研究方向进行了展望。

超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘工艺及力学性能研究

基于超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel,HVOF)技术,在7075高强铝合金表面制备出碳化钨(WC)颗粒来增强镍基合金的耐磨层,分别利用光学显微镜、扫描电镜对喷涂层及界面过渡区(Interface Transition Zone,ITZ)微观组织进行表征,技术制造分别使用显微硬度仪和万能试验机对喷涂层的显微硬度和抗剪强度进行测试,探求铝基复合制动盘超音速火焰喷涂工艺。结果表明,超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘的工艺参数为铝基合金表面WC颗粒含量为35%,氧油比约为3∶1,送粉量为80 g/min,喷涂距离为330 mm,入射速度为450 m/s,制动盘转速为7 r/min,氮气流量为10 L/min;铝基复合制动盘喷涂层微观组织为奥氏体基体上弥散分布着大量WC颗粒,致密度高达94%;喷涂层显微硬度约为1500HV,剪切强度约为147.3 MPa,满足制动盘力学性能要求。

TA1/Q345复合板气体保护电弧焊焊接工艺、组织及性能研究

TA1/Q345复合板焊接结构具有广泛的应用前景。依次采用钢焊丝、铜焊丝、钒焊丝及钛焊丝对复合板进行气体保护电弧焊接,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析复合板焊接接头各区的组织及成分。结果表明,焊缝成形良好,无裂纹、未焊透、咬边等缺陷,焊接接头焊缝区分为Fe区、Cu区、V区和Ti区,各区焊缝界限明显,在Cu-V界面附近,铜基体上弥散分布着球状钒基固溶体颗粒,显著提高界面的结合性能,钒隔离层及铜隔离层能够有效阻止Fe元素与Ti元素的扩散,抑制了脆性金属间化合物的产生。焊缝各区硬度稳定,焊接接头的伸长率为17%,抗拉强度为517MPa,达到了Q345钢基层抗拉强度的94%。

激光复合焊技术研究及应用进展

激光复合焊通过激光与各种热源间的协同效应实现了不同热源的优势互补,应用前景广阔。总结了激光-激光、激光-电弧、激光-电阻热、激光-感应热源、激光-搅拌摩擦热等常见复合焊方法的机理,重点从工艺参数优化、匙孔稳定性、缺陷控制等方面介绍了近年来激光复合焊的工艺研究现状,并重点介绍了激光复合焊技术在航空航天、汽车制造、轨道交通、船舶工程及工程机械等领域的应用情况及未来发展趋势,为今后研究及应用提供参考。

固化剂分子结构对柚皮素环氧性能的影响

以天然黄酮化合物柚皮素为原料制备了柚皮素生物基环氧基体(NEP),采用马来酸酐(MAH)、4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)、糠胺(FA)以及5,5-亚甲基二糠胺(DFA)4种不同分子结构的固化剂分别固化NEP。通过考察不同固化物的力学性能、动态力学性质以及热稳定性,探究固化剂分子结构对柚皮素环氧性能的影响。结果表明,含有柔性结构的多官能度胺类固化剂更有利于高交联结构的形成;但受空间位阻效应的影响,多官能度胺类固化剂形成的交联密度仍明显低于小分子的酸酐类固化剂。其中,NEP/MAH固化物的交联密度最大,冲击强度也最高,为4.8 kJ/m2;其玻璃化转变温度和初始热降解温度分别为188.3℃和314℃。

可再分散乳胶粉与PE纤维对喷射混凝土性能的影响

研究了可再分散丙烯酸酯-苯乙烯共聚物乳胶粉(PRAS)和聚乙烯纤维(PE纤维)对喷射混凝土力学性能和抗冻性能的影响。结果表明:复掺适量PRAS和PE纤维能够显著提高喷射混凝土的抗压强度和抗折强度,降低冻融循环后的质量损失率和提高相对动弹性模量;当PRAS掺量为0.4%、PE纤维体积掺量为1.0%时,喷射混凝土的力学性能和抗冻性能最佳。

丝粉协同电弧增材制造机械刀具耐磨层组织及性能

机械刀具在农用机械、轨道交通等领域中应用广泛。基于热源和耐磨层增强相体积分数要求,建立了丝粉协同电弧增材制造系统,制备了不同送粉气体流量下的碳化钨增强铁基耐磨层,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分析耐磨层组织及成分。结果表明:送粉气体流量为8L/min时,增强相体积分数为60%,耐磨层由α-Fe基体、WC和W_(2)C颗粒以及Fe_(3)W_(3)C析出相组成,耐磨层基体显微硬度≥1000HV,增强相最高显微硬度为2385HV,具有优良的耐磨性。

镍中间层对铝/镁异种金属搅拌摩擦焊接头微观组织的影响

采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW),引入厚度为0.05 mm镍箔作为中间层,在焊接速度不变条件下,采用不同转速对厚度为4 mm的6061铝合金和AZ31镁合金进行平板对接,对接头进行系列微观组织表征及力学性能测试,探讨转速对接头中镍颗粒分布状态,金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)种类与分布及接头强度的影响规律.研究结果表明:与未引入中间层接头相比,引入镍改变了铝/镁异种金属FSW接头焊核区(weld nugget zone,WNZ)中IMCs种类及分布,WNZ存在明显的镁合金与铝合金相间的带状组织,其上分布着絮状Al_(12)Mg_(17)、颗粒状Mg_(2)Ni、层状Al_(3)Mg_(2)及大小不一的镍箔颗粒;随着转速增加,镍箔颗粒分布愈加均匀,Al_(3)Mg_(2)数量相对减少,且脆性Al_(3)Mg_(2)由连续分布逐渐演变为断续分布;当转速为750 r/min时,接头抗拉强度达到最大值,与未引入中间层接头相比,引入镍中间层接头抗拉强度提高了56 MPa,达到镁合金的56.9%.