一种调质50SiMnVB钢Johnson-Cook本构模型的建立

研究正火、正火+淬火+中/低温回火、调质处理的50SiMnVB钢的硬度及微观组织,发现50SiMnVB钢通过860℃×120 min(油冷)淬火+600℃×60 min(水冷)回火这种调质工艺处理后,具有较好的综合力学性能。利用电子万能材料试验机和SHPB实验装置对这种调质工艺处理后的50SiMnVB钢常温下的准静态和动态力学特性进行了测试,得出材料在不同应变率下的应力-应变曲线;采用参数识别法和最小二乘法建立了调制50SiMnVB钢较宽应变率下的Johnson-Cook本构模型,和实验结果吻合较好。     

30CrMnSiNi2A钢在不同应变率下的力学性能研究

选用30CrMnSiNi2A钢的3组试样:正火处理,硬度为19(标号1)、860℃淬火200℃回火,硬度为49(标号2)、860℃淬火600℃回火,硬度为34(标号3),在电子万能材料实验机和SHPB动态测试装置上进行不同应变率下的静态压缩和动态冲击实验。结果显示,30CrMnSiNi2A钢屈服强度具有一定的应变率敏感性。根据静态、动态实验结果,结合Perzyna公式,得到3组试样钢屈服强度与应变率之间的关系式。进一步利用实验结果,结合Johnson-Cook模型拟合出3组试样钢的本构方程,通过拟合方程得到的应力-应变曲线与实验所得应力-应变曲线非常吻合,表明该方程能较好描述试样的本构关系。     

γ辐照对CNTs及WS2纳米管的影响

分别采用0、200 kGy、2 MGy的γ辐照剂量,研究γ辐照对碳纳米管(CNTs)及WS2纳米管的影响。利用X线衍射(XRD)、拉曼光谱(RS)和X线光电子能谱(XPS)对比分析了γ辐照前后CNTs和WS2纳米管的变化。结果表明:CNTs受γ辐照损伤明显;γ辐照剂量从0增加到2 MGy,CNTs的晶体有序度经历了破坏-平衡-回复,CNTs表现出一定的辐照修复能力;而在同样辐照剂量下,WS2抗γ辐照能力较强,几乎不受辐照影响。     

纳米KClO_4/CNTs的制备及其与铝粉爆燃发光强度的测定

为了研究纳米复合材料与铝粉基烟火药的发光强度,基于NH4Cl O4和KOH的复分解反应制备了高氯酸钾/碳纳米管(KCl O4/CNTs)纳米复合材料。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)表征了其结构。化学分析测试了纳米复合材料中各组分的含量,测定了KCl O_4/CNTs-Al、KCl O4-CNTs-Al、KCl O_4-Al不同烟火药配方的发光强度。结果表明,KCl O_4能够有效附着在CNTs的表面且包覆完全,制备的KCl O_4/CNTs复合材料的粒径为74.0 nm,用化学分析法测得KCl O_4/CNTs中两种物质的质量比为78∶22。与KCl O_4-CNTs-Al和KCl O4-Al烟火药相比,KCl O_4/CNTs-Al(77/23)烟火药的发光强度分别提高了39.4%和88.2%。这种发光强度的提高是由于KCl O_4的纳米化、CNTs的催化与燃烧,其中KCl O_4的纳米化对这种发光强度的贡献优于CNTs。     

不同材料基体与复合涂层间的结合强度等性能分析

通过对镀有TiN-MoS2/TiN涂层的不同材料试件及刀具的摩擦学试验,考察了基体的材料及硬度对膜-基结合力、膜层结构等的影响.研究表明,由于Cu基体的氢病和45#钢基体表面易形成碳氢化合物等原因,致使涂层失败;由于基体材料及硬度等的差异,1Cr18Ni9Ti基体与涂层的膜-基结合力等性能优于铝合金基体;当基体材料硬度较高时,涂层后的摩擦学性能也较好.     

CNTs含量对Al-Zn-Mg-Cu合金的干滑动摩擦磨损的影响

通过液压和热挤压制备CNTs-Al中间纳米材料,用超声振动把中间纳米材料加入熔融铝合金铸造CNTs/Al-Zn-Mg-Cu铝基复合材料.对CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料进行摩擦磨损测试,研究CNTs含量对Al-Zn-Mg-Cu铝合金摩擦磨损性能的影响,探究其与合金显微组织和维氏硬度的关系.结果表明:CNTs的加入明显细化Al-Zn-Mg-Cu合金基体中的α-Al晶粒,显著提高合金的维氏硬度,体积分数为12％的CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料组织和性能最佳.在载荷为30 N时,随CNTs含量增加,CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料的磨损率和摩擦因数先降低再略微升高,与基体材料相比,体积分数为12％的CNTs/Al-Zn-Mg-Cu复合材料磨损率降低了44.5％,主要磨损机制由基体材料的剥层磨损转变为复合材料的磨粒磨损.     

Ni-Co-P/CNTs复合微波吸收剂的制备及表征

选用碳纳米管为芯体,采用SnCl2和PdCl2进行敏化-活化预处理后,利用化学镀工艺在其表面均匀地包覆磁性Ni-Co-P合金层,成功制备出新型轻质Ni-Co-P/CNTs纳米复合微波吸收剂。利用XRD,TEM,SEM和EDS等方法对样品进行形貌观察和分析表征,并讨论碳纳米管表面化学沉积Ni-Co-P的影响因素。结果表明:碳纳米管表面均匀、连续、完整地包覆Ni-Co-P合金层,化学镀后镀层呈非晶态,450℃氢气保护气氛下热处理后出现结晶相Ni3P和六方晶系的α-Co单质,调整镀液温度为20～30℃,pH值为8.8～9.0,选用十二烷基硫酸钠作为阴离子表面活性剂具有较好的包覆效果。     

CNTs/KNO3纳米粒子制备及表征

分别采用重结晶法和中和反应法制备了碳纳米管/硝酸钾(CNTs/KNO_3)纳米复合粒子,运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射能谱(XRD)、比表面积(SSA)和差热分析(DSC)等手段对复合粒子进行了表征.结果表明:两种制备过程实现了KNO,在CNTs外表面的负载,重结晶法制备的复合粒子的比表面积比CNTs降低了113.9 m~(2)·g~(-1),热分解温度与KNO_3相当;反应法制备的复合粒子的比表面积比CNTs降低了138.7 m~2·g~(-1),热分解温度比KNO_3降低了28℃.表明反应法制备的样品中,CNTs对KNO_3的热分解过程具有催化作用.     

CNTs/KClO4复合材料的形貌特征及热行为

为有效避免点火药中纳米级氧化剂颗粒的团聚,进一步提高点传火稳定性,通过NH4ClO4溶液和KOH溶液的复分解反应制备了碳纳米管/高氯酸钾(CNTs/KClO4)复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、差热分析(DSC)和比表面积(SSA)分析研究了CNTs/KClO4复合材料的形貌特征及热行为。结果表明:用这种方法制备的KClO4能有效涂敷在碳纳米管上。与纯CNTs相比,负载KClO4的碳纳米管管径明显增粗,CNTs/KClO4复合材料的比表面积降低了40.719 m2·g-1。与KClO4相比,CNTs/KClO4复合材料的热分解温度前移了75℃,晶型转变峰温前移了5℃。与以KClO4为原料制备的Mo/KClO4点火药相比,以CNTs/KClO4复合材料为原料制备的Mo/KClO4点火药的热导率提高了33.9%。     

砂轮粒度对42CrMo钢磨削强化层的影响

在精密卧式磨床M7132A上,利用磨削加工产生的大量磨削热对磨削加工表面进行淬火处理。采用砂轮作为磨削淬火的加工工具,研究不同粒度的刚玉砂轮对42CrMo钢进行磨削淬火试验及强化层的组织和硬度的影响。结果表明:随着砂轮粒度的减小,距加工表面的强化层组织越细小;强化层的显微硬度分布曲线基本相同,但是距强化层至加工表面0.25mm时,随着砂轮粒度的减小,强化层显微硬度增大,磨削强化层厚度增加。     

碳纳米管增强铝复合材料减摩耐磨性研究进展

介绍碳纳米管及其阵列摩擦学性能的理论和实验研究,回顾碳纳米管增强铝基复合材料的减磨耐磨性能并讨论了其机理。针对使用碳纳米管增强铝基耐磨性中遇到的问题探讨了解决途径,以期为设计制造低摩擦、高耐磨性碳纳米管/铝复合材料提供参考信息。     

椅式(5,5)单壁碳纳米管内硝基甲烷热解反应的理论研究

采用完全活性空间自洽场方法（CASSCF）以及组合的量子化学ONIOM方法，研究了硝基甲烷受限于椅式（5，5）单壁碳纳米管内的结构及热解过程。分子结构分析表明，椅式（5，5）碳纳米管内的硝基甲烷其构型发生扭转，Cs对称性消失，C—N键长略微缩短。热解势能面分析发现，硝基甲烷单体沿C—N键的热解是一个无过渡态的解离过程，而硝基甲烷在椅式（5，5）碳纳米管内的热解需经历一个过渡态，所需克服的能垒约为198kJ·mol^-1，比硝基甲烷单体的解离能降低了21kJ·mol^-1左右。此外，计算结果还表明，椅式（5，5）碳纳米管内的硝基甲烷热解过程中的分子结构、NO2和CH3基团电荷变化与单体解离过程亦有所不同。     

铜包覆多壁碳纳米管增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀覆一层铜纳米颗粒,旨在改善其与铝基体之间界面结合性能,从而提高复合材料最终的力学特性,用常压烧结与高温模压、热挤加工相结合的工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料,通过X线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对经过表面化学镀的碳纳米管粉末和复合材料的结构与性能进行表征测试。结果表明:随着碳纳米管质量分数的增加(0~4.0%),复合材料的硬度逐渐上升,抗拉强度先升高后下降;当质量分数为3.5%,分别可达到207.74HB和453.84 MPa,比纯铝提高了230.6%和326.9%,相比不经任何处理直接添加碳纳米管制备的复合材料提高了47.5%和23.55%。     

CNTs-La2O3复合材料电磁特性与吸波性能研究

采用超声共混法制备CNTS/La2O3复合粉末,测试复合粉末在2~18 GHz波段的电磁参数,研究不同La2O3含量的CNTS/La2O3吸波材料的电磁特性。结果表明,随着La2O3含量的增加,CNTs/La2O3的复介电常数的实部和虚部逐渐增加,介电损耗增大,衰减常数逐渐增大,但是特征阻抗降低。根据电磁波传输线理论计算CNTS/La2O3吸波材料的反射率曲线,当厚为2.0 mm,未掺杂La2O3,质量分数为6%CNTs的反射率峰值为-18.1 dB。La2O3的质量分数为15%时,CNTs/La2O3具有最佳的吸波性能,反射率峰值为-31.6 dB,小于-5 dB和-10 dB的频带宽为2.98 GHz和6.3 GHz。     

磺酸盐类淬火介质的研究

提出了一种ＭＨ新型水溶性淬火介质，该介质通过实验室与生产验证，具有优良的冷却性能和抗老化能力，且成本低廉，使用安全可靠，可广泛用于碳素钢、合金钢及铸铁等工件的浸没淬火和喷淋淬火。     

纳米CuO/CNTs的制备及对高氯酸钾基烟火药发光强度的影响

为研究不同附加物对含高氯酸钾与铝粉烟火药的发光强度的影响,采用沸腾回流沉淀法制备了CuO/CNTs纳米复合粒子。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC-TG)表征了它的结构和性能。测试了含不同附加物烟火药配方的发光强度。结果表明,氧化铜能够在碳纳米管表面有效负载,粒径为61.1 nm,其中CuO粒径为8.8 nm,负载量为30%。含纳米复合粒子的CuO/CNTs-Al-KClO4配方的发光强度优于任何含单一附加物的配方,与机械混合的CNTs-CuO-Al-KClO4同配比配方相比,发光强度提高了11.2%,表明CuO/CNTs纳米复合粒子具有更强的正协同催化效应。     

核壳结构碳纳米管复合材料的制备及其激光点火性能

针对定向碳纳米管迚行了制备和填充,得到了核壳结极的碳纳米管复合含能材料。为了探究氧化物KNO3在管内和管外负载的区别,采用激光点火实验对KNO3+CNTs和KNO3@CNTs("+"代表硝酸钾与碳纳米管研磨混合,"@"代表硝酸钾填充在碳纳米管管内)这2种定向碳纳米管复合药剂迚行激光点火性能表征。结果表明,与KNO3+CNTs相比,KNO3@CNTs材料的激光点火延迟时间和激光点火能量更小,节约了点火输入能量,提高了能量利用率。     

原位反应法制备填充叠氮化铜的碳纳米管阵列

以定向碳纳米管阵列为工作电极,采用电化学沉积法制备填充纳米铜颗粒的碳纳米管阵列,研究不同电沉积参数对碳纳米管填充铜纳米颗粒的影响规律;采用气-固原位反应法获得填充叠氮化铜的碳纳米管含能阵列。采用扫描电镜、X射线衍射仪对填充叠氮化铜的碳纳米管阵列及其前驱体进行结构表征,采用差示扫描量热仪研究其热性能。结果表明:当沉积电流为1 mA和10 mA,可获得填充效果理想的填充有纳米铜的碳纳米管阵列;气固原位反应过程中碳纳米管阵列不与叠氮酸发生反应。在热板点火作用下填充叠氮化铜的碳纳米管阵列可靠起爆。采用兰利法获得其50%电发火能量为3.09 mJ。     

超支化聚合物稳定的JP-10基铂纳米流体燃料的制备与催化燃烧性能

为了改善高密度碳氢燃料——挂式-四氢双环戊二烯(JP-10)的燃烧性能,制备了超支化聚缩水甘油(HPG)、超支化聚乙烯亚胺(HPEI)稳定的JP-10基铂纳米流体燃料。用相转移法合成亲油性铂纳米颗粒Pt@HPG和Pt@HPEI,通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)进行结构和性能表征,Pt@HPG和Pt@HPEI平均粒径分别为1.3 nm和2.4 nm。纳米流体Pt@HPG/JP-10与JP-10间无明显的密度、黏度差异;Pt@HPEI/JP-10与JP-10间无明显的密度差异,而黏度下降较为明显,可一定程度降低输运流阻。采用氧弹燃烧法评价氧压0.6 MPa与0.8 MPa条件下纳米流体的燃烧性能,与基液JP-10相比,纳米流体的表观燃烧热可明显增加,Pt@HPG/JP-10和Pt@HPEI/JP-10分别增加了约7.8%和7.6%。超支化聚合物稳定的JP-10基铂纳米流体有望成为有应用潜力的新型高能燃料。