再制造产品服务系统生命周期评价建模及应用

基于再制造和产品服务系统的特征提出了再制造产品服务系统(RPSS)的概念,根据生命周期评价(LCA)方法框架建立了RPSS LCA模型,并以柴油发动机RPSS为案例对模型开展应用研究。研究发现,确保再制造产品质量和性能不低于新品,避免产品使用过程消耗大于新品是企业通过实施RPSS获得环境效益的关键;企业开展面向再制造的产品设计,提高产品再制造率,可以降低RPSS生命周期环境影响;RPSS可以为企业提供稳定的旧件来源,提高企业市场竞争力。

HVOF制备铁基非晶涂层工艺优化及其磁性能研究

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术,在硅钢表面制备Fe78Si9B13非晶涂层,并采用田口法对喷涂工艺参数(燃料流量、氧气流量和喷涂速度)进行了优化,以提高涂层的非晶含量。通过差示扫描量热仪DSC和结晶动力学分析、信噪比(S/N)和方差分析(ANOVA)对实验结果进行了分析研究。用x射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对粉末和涂层的微观结构和形貌进行了表征分析,采用(DSC)对不同样品在不同升温速率下的热稳定性进行测定,并通过振动样品磁强计(VSM)测试了涂层的磁性能。结果表明:喷涂工艺参数对涂层非晶含量自高而低的影响次序为:氧气流量、燃料流量和喷涂速度。样品具有较高的活化能。涂层的饱和磁化强度Ms为158 emu/g(约1.6 T),矫应力为11.5 Oe。此外,在喷涂过程中,氧元素的掺杂会恶化软磁性能。

感应熔覆原位合成TiB增强钛基复合涂层的微结构与力学性能

采用高频感应加热熔化(90%钛(原子分数,下同)+10%硼)预置涂层的方法在Ti6Al4V基体表面制备感应熔覆原位TiB增强Ti基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、显微硬度计和纳米压痕仪等研究复合涂层的显微结构、物相构成及微纳米力学性能。结果表明:感应熔覆钛基复合涂层表面光滑平整,内部无裂纹和孔隙,与基体形成良好的冶金结合;熔覆过程中Ti与B充分反应生成TiB增强相,涂层基质相由α-Ti和少量β-Ti构成。原位TiB增强体在涂层内部分布均匀,体积分数约为9.4%,纳米压痕硬度和弹性模量高达35 GPa和545 GPa。复合涂层的显微硬度达到525HV0.2,较Ti6Al4V基体材料提高了约67%。

火焰喷涂NiCrBSi涂层的纳米力学性能

为揭示热喷涂涂层在不同尺度下的力学性能,在45钢基体上制备了平均厚度为750μm的火焰喷涂NiCrBSi涂层,利用纳米压痕技术研究了不同压痕深度下涂层表/截面力学性能、弹塑性和压痕变形行为。结果表明:涂层表/截面力学性能均呈现明显的尺寸效应,硬度、弹性模量、弹塑性随压入深度增加不断降低。涂层表面表现出高弹性,其压痕弹性功与总压痕功的比值ηIT在500nm深度内达到52%,而涂层截面为40%;涂层截面具有高硬度和高模量,其纳米硬度和弹性模量在2000nm深度内比涂层表面分别高28%和33%。涂层压痕变形表现为理想塑性、凹陷、凸起和裂纹等多种特征,随着压入深度增加,涂层表/截面弹塑性差异逐渐降低,并在2500nm深度同时下降到35%。涂层单一薄层结构在不同方向具有相同的硬度和弹性模量,但随压入深度增大,压头包含的涂层体积增大,相邻薄层,特别是孔隙、裂纹、层间边界等缺陷对涂层性能的影响逐渐增强,导致涂层表/截面硬度和弹性模量的差异性随压痕深度增加不断降低。

脲醛树脂/C9石油树脂自修复微胶囊的制备及表征

原位合成了以脲醛树脂为壁材,C9石油树脂/苯乙酸乙酯为芯材的自修复微胶囊。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析仪对微胶囊的表面形貌、粒径、热稳定性、化学结构等性能进行了表征。结果表明,脲醛树脂/C9石油树脂微胶囊囊壁致密,在243℃之前具有良好的热稳定性,粒度的分布具有正态分布特点。制备了微胶囊含量为20%的丙烯酸酯自修复涂层,发现其具有良好的划痕修复能力。

蛇纹石/纳米铜复合添加剂改善铜合金减摩抗磨性能的研究

采用SRV滑动磨损试验机探究表面有机改性的蛇纹石/纳米铜复合作为减摩自修复添加剂对与钢配副的锡青铜抗磨减摩性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱仪、纳米压痕仪等分析锡青铜磨损表面和截面微观形貌、元素种类与化学状态、纳米力学性能等,并探讨蛇纹石和纳米铜复合对锡青铜的减摩抗磨机理及二者的协同作用机制。结果表明:单组分蛇纹石、纳米铜添加剂均能改善锡青铜的摩擦学性能,而复合后改善效果显著增强,与基础油润滑下相比,锡青铜的摩擦因数减小26.3%~39.2%,磨损体积降低72.6%~88.9%。摩擦过程中,蛇纹石和纳米铜发挥摩擦学正协同作用,在锡青铜表面形成了由金属氧化物、硅的氧化物、硫化物、石墨、有机物、纳米铜颗粒等构成的复合自修复膜,该自修复膜具有多层结构且较为致密光滑,厚度达到3.73μm,其力学性能具有内部高、表面低的梯度变化,有利于提高锡青铜的摩擦学性能。