多层织物系统综合热防护性能

研究了消防服用多层织物系统的综合热防护性能.将耐高温阻燃织物Nomex、Kermel和芳砜纶织物与PTFE、TPU和三维阻燃间隔织物组合,模拟消防服的层次构成,通过垂直燃烧实验测试分析了外层织物的阻燃性能,通过TPP(热辐射和热对流综合热防护性能)实验测试分析了多层织物系统的综合热防护性能.研究得出:热防护性最大的织物组合是芳砜纶、三维阻燃间隔织物和阻燃棉布;最适宜用于消防服的织物组合是NomexⅢ A、三维阻燃间隔织物和阻燃棉布;可将三维阻燃间隔织物用于消防服结构组成中,有助于减轻消防员的热负荷.     

热辐射对消防服热防护性能及耐久性的影响

为探讨低热辐射对消防服用织物热防护性能及物理机械性能的影响,选用两种常用消防服用外层织物,利用远红外石英灯管辐射仪,以不同的辐射强度(6.5kw/m2和9.7kw/m2)对织物分别进行5、10、20、30min的辐射,利用NI虚拟仪器记录辐射时织物表面温度,并测试其各项物理机械性能及TPP值变化。结果表明:当织物表面温度低于织物纤维玻璃化温度时,织物在半小时内能保持其68.9%～84.6%的撕破强力,且TPP值增大,即热防护性能变好;而当织物表面温度达到纤维玻璃化温度时,织物断裂强力及撕破强力随辐射时间增加显著下降,但其TPP值仍增大。     

消防避火服用复合织物热防护效能优化研究

消防避火服作为消防员短期穿越高温明火火场实施抢救人员和重要物资行动的最高等级热防护服装,其热防护性能优劣直接决定了消防员的人身安全是否得到充分保障。从消防避火服用复合织物的结构、反射辐射热能力和隔热效能3个方面的优化方法入手,总结了国内外研究人员针对该类复合织物的研究成果,分析了复合织物防护性能优化的原理与方法,并对下一步的研究方向进行了展望。     

消防避火服外层织物辐射热防护效能研究

通过对高硅氧玻璃纤维织物(A1)、高硅氧玻璃纤维织物(B1)、连续玄武岩纤维织物(XW)三类消防避火服外层织物材料进行比热容、X射线衍射图谱与热射线反射率等织物辐射热防护性能相关指标的测定,比较了三类消防避火服外层织物材料的防护性能,并从微观纱线分子架构等角度对造成三类材料辐射热防护性能差异的原因逐一进行了解释与分析。根据分析与计算结果,认为纤维内部微观结构与织物辐射热防护能力有着较为紧密的联系,纤维结晶度对织物热射线反射能力的影响显著。     

基于LS-DYNA的方孔网格型防爆网防爆性能研究

基于有限元程序LS-DYNA,在验证模型及参数可靠的基础上,对方孔网格型防爆网的防爆性能进行了三维数值模拟.通过计算冲击波超压减小率在防护面上的均值和方差,解决了防爆网防爆性能的量化标准问题.结果表明:防爆网可以有效减小爆炸对建筑的冲击,防爆效果与其和建筑之间的距离以及防爆网孔洞率、孔洞尺寸、厚度有关;适当增加防爆网与建筑之间的距离,可以获得良好的防爆效果;减小孔洞率或保持孔洞率不变的情况下减小孔洞尺寸,也可以提高防爆网的防爆性能;增加防爆网厚度可以有效减小爆炸对建筑的冲击作用,但也会使防爆的均匀性变差,因此通过增加防爆网厚度来提高其防爆性能时应兼顾考虑此两方面的问题.     

基于LS-DYNA的方孔网格型防爆网防爆性能研究

基于有限元程序LS-DYNA,在验证模型及参数可靠的基础上,对方孔网格型防爆网的防爆性能进行了三维数值模拟。通过计算冲击波超压减小率在防护面上的均值和方差,解决了防爆网防爆性能的量化标准问题。结果表明:防爆网可以有效减小爆炸对建筑的冲击,防爆效果与其和建筑之间的距离以及防爆网孔洞率、孔洞尺寸、厚度有关;适当增加防爆网与建筑之间的距离,可以获得良好的防爆效果;减小孔洞率或保持孔洞率不变的情况下减小孔洞尺寸,也可以提高防爆网的防爆性能;增加防爆网厚度可以有效减小爆炸对建筑的冲击作用,但也会使防爆的均匀性变差,因此通过增加防爆网厚度来提高其防爆性能时应兼顾考虑此两方面的问题。     

爆炸荷载下桥墩挂板防护性能研究

为研究挂板对桥墩在爆炸荷载作用下的防护性能,利用ANSYS/LS-DYNA建立钢筋混凝土板爆炸数值模型并验证其有效性,对有无挂板防护空心截面桥墩数值模型在爆炸下的响应与破坏进行分析比较,通过观察应力波的传播过程、桥墩的破坏形态以及背爆面位移,进一步讨论挂板面板厚度、芯层密度及芯层厚度等关键参数对挂板爆炸防护效果的影响.研究表明:安装挂板可显著减轻桥墩在爆炸荷载下的损伤;当挂板面板厚度从1 cm增加到3 cm、芯层厚度从10 cm增加到30 cm,桥墩背爆面位移显著降低;在一定范围内,挂板防护性能随芯层密度的增大而提高,对轻质挂板应用于桥墩爆炸防护具有一定指导意义.     

石墨烯浓度对ZrH1.8表面微弧氧化陶瓷层的影响

在Na₅P₃O₁₀-KOH-Na₂EDTA电解液中, 以石墨烯为添加剂, 在恒压模式下对ZrH_1.8表面进行微弧氧化处理。采用涂层划痕仪测试陶瓷层与基体的结合力, 通过真空脱氢实验来评价陶瓷层的阻氢性能。电解液中添加石墨烯后, ZrH_1.8表面微弧氧化陶瓷层均由内层致密层和外层疏松层构成, XRD图谱显示, 所制陶瓷层主要由M-ZrO₂和T-ZrO₂相组成。随着石墨烯浓度的增加, 陶瓷层的氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor, PRF)呈先增大后减小的趋势。当石墨烯浓度为0.10 g/L时, 陶瓷层的厚度约为66.5 μm, 表面孔洞和裂纹较少, 陶瓷层较致密, PRF值为13.2, 阻氢性能较好。     

704胶胶结界面pH值对玻璃纤维复合铝箔动态模量的影响

采用均匀设计法,以盐酸和氢氧化钠为酸碱处理剂,制备pH值在1.90~13.70的玻璃纤维与铝箔表面。以704硅橡胶作为粘结剂,将处理过的玻璃纤维与铝箔在140℃热压60s制成玻璃纤维复合铝箔材料。用动态热机械性能测试仪(DMA)考察胶结界面pH值在30~400℃下,玻璃纤维复合铝箔动态模量随温度的变化情况。结果表明:当玻璃纤维界面pH值呈中性,铝箔界面pH值呈弱碱性时,复合材料的动态模量比其他胶结界面pH值都大;且随着温度的增加,其动态模量相应增加,并在200℃时达到最大值。扫描电镜(SEM)实验证明,在此条件下制备的复合材料胶结界面更为紧密,且玻璃纤维丝有部分嵌入铝箔表面层结构。     

玻璃纤维空气变形纱的性能研究

为了研究玻璃纤维空气变形纱及其织物材料的特性,采用自主专利的气流吹散法制备了玻纤空气变形纱,表征其红外光谱物理特征、微观形貌、力学性能、固定树脂能力及其织物的热防护和导热性能。结果表明,玻璃纤维经高速气流分散的形纱过程为物理变化,该空气变形纱具备良好的蓬松性、固定树脂能力和力学强度,所制备的纱织物具有较低的导热系数(0.12 W/(m·K)),热防护性能较无捻粗纱提高1倍以上,TPP值为21.62cal/cm2。     

纯聚丙烯热法铝塑复合膜及其热封性能

目的 为了提高铝塑复合膜的热封和抗腐蚀性能,提出一种新的基于纯聚丙烯(CPP)的热法铝塑膜制备方法。方法 不同于传统的干法和热法工艺,通过在铝箔表面沉积纳米金属防腐涂层直接实现纯CPP与铝箔的黏结,解决单层纯CPP在铝箔表面不能直接淋膜热复合的技术难题。对铝箔和铝塑膜的表面形貌,以及铝塑膜热力学性能、热封性能进行研究。结果 纳米涂层工艺提高了铝箔表面粗糙度,增大了铝箔和CPP之间的接触面积。热封测试的实验结果表明纯CPP热法铝塑膜的一封热封强度超过了140 N/15 mm,在电解液浸泡后的二封热封强度仍接近于140 N/15 mm。结论 纯CPP热法铝塑膜具备良好的热封和耐电解液腐蚀性能,在动力电池领域具备应用前景。     

玻璃纤维膨体纱织物热物理性能的实验研究

玻璃纤维是现代无机非金属材料中具有独特功能的材料,其来源丰富,价格便宜,具有强度高、耐高温、耐腐蚀等一系列优异性能,使其在热防护领域发挥不可比拟的作用.为提高玻璃纤维的热防护性能,首先采用自有知识产权的连续功能纤维束气流分散法,将玻璃纤维无捻粗纱制备成玻璃纤维膨体纱、玻璃纤维膨体花式纱及玻璃纤维膨体纱织物.其次,比较、分析了不同规格的玻璃纤维膨体纱织物的外观形态、力学性能、导热系数及热防护性能.研究表明:本实验制备的玻璃纤维膨体纱织物外观丰厚,且存在较多空隙,具备良好的蓬松性和热防护性能,其中,以膨体纱作为直接纬纱制备的织物热防护性能最好,手感最丰厚蓬松,与毡类制品最接近.     

软封装锂电池铝塑膜成形性能研究进展

目的 综述铝塑膜成形性能的影响因素和研究现状,为锂电池铝塑膜领域的科研,以及工程技术人员进行深入研究,提升产品性能提供参考。方法 首先介绍铝塑膜多层复合材料的结构、各层的作用,接着讨论冲压模具、冲压工艺以及基层材料的选择对铝塑膜成形性能的影响,并详细综述铝箔基层合金成分、微观组织和晶粒尺寸对铝箔性能的影响。结论 为了加快锂电池铝塑膜的国产化进程,未来需要加强铝塑膜对电解液耐久性的研究,同时进一步提升铝箔的成形性能,加强铝箔界面性质对铝塑复合性能和铝塑膜耐久性影响机理的研究,为增强下游用户对国产铝塑膜的信心提供理论支持。     

纳米SiO2多孔陶瓷的绝热性能

本文制备了纳米SiO2多孔陶瓷材料,并引入红外遮光剂提高其在高温下的绝热性能。利用场发射扫描电镜、比表面积及孔隙度分析仪、傅里叶红外分析仪和背温试验等方法对该材料的微观结构及绝热性能进行分析,并重点研究了红外遮光剂的作用机理。当添加质量分数为20%、平均粒径为1.07μm的六钛酸钾(K2Ti6O13)作为遮光剂时,试样的最大有效消光系数从19.5m2/Kg提高到60.6m2/Kg,热面温度为600℃的试样的背面温度从252℃降低到148.9℃。红外遮光剂的加入能有效散射和反射红外辐射,显著提高试样的有效消光系数,改善该材料的高温绝热性能。     

多孔硅基热敏薄膜的制备与性能

对MEMS用具有绝热性能的多孔硅基底上沉积的热敏感薄膜进行了研究．首先用电化学方法制备多孔硅,分别在多孔硅基底和硅基底上通过溅射镀膜方法沉积氧化钒、Cu、Au热敏薄膜,测试多孔硅基底和硅基底上的氧化钒及金属薄膜电阻的热敏特性．结果表明,在多孔硅基底表面沉积的热敏薄膜具有与硅基表面热敏薄膜同样的热敏特性且表现出更高的灵敏度;此外,对沉积在不同制备条件得到的多孔硅上的氧化钒薄膜电阻热敏特性进行比较,发现随着孔隙率和厚度的增加,多孔硅的绝热性能提高,其上沉积的氧化钒薄膜电阻热敏特性增强．     

玻璃纤维膨体纱保温材料的开发及性能探讨

首先,选用玻璃纤维无捻粗纱制备了玻璃纤维膨体纱、玻璃纤维膨体花式纱及玻璃纤维膨体纱织物。其次,研究了玻璃纤维无捻粗纱和膨体纱的化学结构,并观察了它们的形态结构。最后探讨了膨体纱织物的透气性、力学性能、固定树脂能力及热防护性能。结果表明:玻璃纤维膨体纱织物外观丰厚,且存在较多空隙,具备良好的蓬松性、透气性、固定树脂能力及热防护性能。     

低温真空多层绝热结构热阻的理论分析

低温下真空多层绝热是非常有效的绝热方式，广泛应用于众多领域的科研和工程实践中。低温下真空多层绝热的影响因素很多，具体包括反射屏之间隔层的材料特性、反射屏的层数、层密度、真空度、捆扎的松紧程度等。运用热阻网络分析了间隔物为纤维材料的低温真空多层绝热结构的热阻组成，对总热阻中固体导热热阻Rconduction(solid)、辐射换热热阻Rradiation、残余气体导热热阻Rconduction(gas）分别建立了理论模型，并进行了理论计算推导，得到了低温下真空多层绝热结构总热阻的计算公式。     

Observations of the spallation modes in an overlay coating and the corresponding thermal barrier coating system

Abstract

The oxidation dynamics of an overlay coating and the corresponding thermal barrier coating system are presented. The particular systems examined are composed of a nickel-based superalloy with an air plasma-sprayed NiCrAlY bond coat and the thermal barrier coating system consists of air plasmasprayed yttria stabilized zirconia layer. Failure can occur in these systems by crack propagation within the ceramic outer layer at the interface with the bond coat. Defects, such as microcracks and pores, are common in plasma-sprayed coatings and within the thermally grown oxide scales. These can act as initiation sites for cracks. The subsequent growth of these cracks can lead to loss of the outer protective materials. Considerable information is available by microscopic examination of sections through test specimens that have been held at temperature for varying amounts of time. By careful sample preparation it is possible to monitor the development of the oxide scale formed during high temperature testing and the sites of failure. Identification of the initiation sites and growth of cracks is important in understanding the spallation process. In this study, scanning electron microscopy is used to provide evidence of the processes involved in the two systems. A comparison of the two coating systems reveals the effect the outer ceramic layer has on the oxide scale growth, and the spallation processes crucial to the understanding of the failure mechanisms of these coating systems.