万向型压电换能器发电性能理论分析与实验

为实现对不同方向振动源振动能量的收集,对一种万向型压电换能器的发电性能进行了理论分析与实验测试.理论分析表明,万向型压电换能器的发电性能受到压电梁夹角的影响,在其多方向发电能力方面,随着外界激励方向的变化,产生的电能呈波浪起伏状变化,换能器对不同方向振动源的激励具有较好的适应性.进一步的实验测试验证了万向型压电换能器的多方向发电能力,且在压电梁夹角为π/2时,最大输出功率达到约1.3 mW,最小输出功率约为0.6mW.     

羽毛球拍用碳纤维的表面改性与性能研究

为了对碳纤维进行表面接枝改性处理以增强碳纤维与环氧树脂间的结合力,提升碳纤维的综合力学性能并应用于羽毛球拍中。以亚临界水作为反应介质将三聚氰胺接枝到羽毛球拍用碳纤维表面,研究了反应时间对接枝改性碳纤维的表面形貌、接触角/表面能、单丝拉伸强度、界面剪切强度和冲击韧性的影响。结果表明,上浆处理后碳纤维表面不会有上浆剂残留,但是碳纤维纵向仍然可见加工沟槽,当三聚氰胺接枝改性时间延长至25min及以上时,碳纤维纵向沟槽有所变浅,且由于三聚氰胺在碳纤维上的聚集使得碳纤维表面粗糙度增大,局部可见块状聚集。经过三聚氰胺介质改性的碳纤维的接触角都小于接枝改性前、表面能都大于接枝改性前,随着接枝反应时间的延长,改性碳纤维的接触角不断减小。三聚氰胺接枝改性处理后碳纤维的单丝拉伸强度相较于接枝改性前有不同程度的降低,且随着反应时间的延长,单丝拉伸强度呈现先减小后增大的特征。随着三聚氰胺接枝改性时间的延长,CF-W-t的界面剪切强度、裂纹形成功、拓展功和冲击功呈现逐渐增加的趋势。将三聚氰胺接枝到羽毛球拍用碳纤维表面可以增强碳纤维的综合力学性能。     

聚硅氧烷改性PBT的制备及其结构与性能研究

为了提高聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)分子链段的柔顺性,选用聚硅氧烷(PDMS)对其改性。将PDMS母粒(PBT-b-PDMS)与PBT按一定质量配比进行熔融共混制得不同PDMS母粒含量的PBT-b-PDMS/PBT共混切片(简称共混切片),对共混切片的结构与性能进行了研究。结果表明:PDMS母粒中软链段PDMS质量分数约为50%,硬链段PBT质量分数约为50%;PDMS以微米级微球均匀分布于PBT连续相中形成海岛结构;PDMS母粒与PBT在共混改性过程中,不存在较强的分子作用力,两者为宏观上的相容, PDMS质量分数大于等于16%后相容性逐渐变差;随着PDMS的增加,共混切片的玻璃化转变温度逐渐降低,表面接触角先逐渐减小后增大;当PDMS添加质量分数小于16%时,共混切片的亲水性能较好。     

黏性土和纤维对风积沙改性土热膨胀特性的影响

风积沙改性土的热膨胀特性对评价风积沙改性土路基温度稳定性至关重要.通过在风积沙中掺入不同质量的水泥、黏性土或聚丙烯纤维制成不同配比的改性土,测试改性土的热膨胀系数,研究外加材料的掺入量对改性土热膨胀特性的影响.试验结果表明:改性土的平均线膨胀系数随着水泥掺入量的增加总体呈增大趋势,随着聚丙烯纤维掺入量的增加而减小,随着黏性土掺入量的增加而增大.聚丙烯纤维的掺入可有效降低改性土的热膨胀系数.研究成果可为进一步优化改性土提供研究方向,为高温差沙漠地区工程建设中风积沙改性土温度裂缝的控制提供试验依据.     

Mn掺杂三元固溶体系BNT-KBT-BT陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相烧结法合成了Mn掺杂改性BNT基复合体系无铅压电陶瓷,并对其微观结构和电学性能进行了表征和研究.结果表明,Mn掺杂量小于0.6wt％时,样品均保持钙钛矿结构.掺杂量为0.30wt％时,陶瓷样品综合性能最佳,压电常数d33=174 pC/N,介电常数εr=9800,介电损耗tanδ=0.04,剩余极化强度Pr高达36μC/cm2,矫顽场强度Ec降至25 kV/cm,样品具有良好的温度稳定性.并通过扫描电镜中的成份面扫,探讨了Mn掺杂的占位分布和掺杂机制.     

SiO2/C复合微球的制备及其脱除水体中Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的动力学和热力学

首先,将Stober法制备出的SiO2活性微球分散到抗坏血酸(VC)水溶液中,通过水热碳化法成功制备出了SiO2/C复合微球.采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对产物的结构、形貌和比表面积进行了分析.然后,以Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)为目标污染物,对比研究了SiO2和SiO2/C对水体中上述两种金属离子的脱除效果.结果表明,SiO2和SiO2/C对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附动力学满足准一阶动力学方程,吸附热力学过程符合Langmuir模型,但SiO2/C复合微球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除量较高,且具有较好再生性能,经过6次循环使用后,对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除率仍高达95％和93％.     

生物质纤维和改性木质素对聚乳酸结晶性能的影响

采用改性木质素(MZS)作为成核剂,生物质纤维(BF)作为增强剂,通过双螺杆挤出机制备了生物降解的聚乳酸(PLA)/BF/MZS材料。采用差式扫量热仪(DSC)、电子万能试验机和扫描电子显微镜(SEM)分析了BF和MZS对PLA材料性能的影响。结果表明,BF和MZS有效提高了PLA的结晶能力和力学性能。当BF和MZS的含量分别为15%和1%时,PLA材料结晶度提高至67.1%,在50℃/min降温速率下仍具有较高的结晶能力。105℃等温结晶时,15%BF和1%MZS的PLA材料半结晶时间降低至9.0 s,比纯PLA缩短了72.2%。当PLA含有3%BF和1%MZS时,拉伸强度和冲击强度分别为70.1 MPa和7.4 kJ/m^2,比纯PLA分别提高了7.8%和10.4%,根据SEM显示,当BF含量为3%时,在PLA材料中分布较均匀。     

赤泥基胶凝材料的制备与性能研究

以赤泥、粉煤灰为主要胶凝材料,掺入适量激发剂(石灰)和脱硫石膏,制备了性能优异的赤泥基胶凝材料,并优化了配合比,研究了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.研究表明赤泥掺量65％,粉煤灰掺量20％,石灰掺量10％,脱硫石膏掺量5％时赤泥基胶凝材料的28 d抗压强度达到3.4 MPa,劈裂抗拉强度达到1.11 MPa.而赤泥掺量65％,粉煤灰掺量25％,石灰掺量5％,脱硫石膏掺量5％时,赤泥基胶凝材料的28 d干燥收缩为115×10-6 m,28 d温度收缩在-20～40℃ 范围内最小为40×10-6 m/℃,空气渗透系数为9.79×10-10 cm/s,抗水渗透系数为1.02×10-6 cm/s.研究表明在适量掺加石灰和脱硫石膏,有利于提高粉煤灰的水化,提高结构密实度,提高了赤泥基胶凝材料的力学性能、体积稳定性和抗渗性.     

冻融环境下CFRP-粘土砖抗剪性能试验研究

为研究冻融循环对CFRP与烧结粘土砖界面的影响,通过一种简单易行的单面剪切试验方法测定了冻融作用下粘贴了碳纤维布的粘土砖试件的应变值,得到荷载-滑移曲线,分析了冻融循环作用下CFRP与烧结粘土砖粘结性能的变化规律,建立了冻融循环作用下CFRP-粘土砖界面荷载滑移退化模型.通过对比分析,模型预测值与试验值吻合较好.     

稀土元素对钢材性能的影响

针对钢材在高温高压下性能降低等问题,提出在钢材中加入Y、Ce、Zr等稀土元素,通过拉伸实验、高温氧化实验等方法对实验钢进行处理,利用SEM等表征手段观测样品氧化试样的表面形貌,截面形貌及显微组织等情况,最终得出,稀土元素Y、Ce、Zr可以改变钢体组织结构,细化晶粒,增强硬度,提高拉伸强度及屈服强度。