酶解-挤出复合工艺对高直链淀粉材料制备和性质的影响

以高直链淀粉为原料制备的淀粉基材料力学性质优良。但其熔融流变性差,挤出加工能耗高。本论文采用酶解-挤出复合工艺,考察了耐高温α淀粉酶对挤出环境的耐受性,以及酶加入量、挤出时间等参数对材料制备和性质的影响。结果表明,耐高温α淀粉酶在密炼机的挤出环境中依然有酶活力,能够促进淀粉颗粒的结构相变,从而降低单位机械能耗,缩短加工时间。具体而言,在0.25%的酶加入量下(淀粉干基重量),G50淀粉挤出加工的单位能耗下降了21%。但酶解也会造成分子链的降解,削弱材料性质。与空白材料相比,经酶解-挤出工艺的淀粉基材料,其拉伸强度降低了33%,断裂伸长率减少了83%。另一方面,耐高温α淀粉酶对G80淀粉挤出加工的影响不显著。上述结果表明,可以利用酶解-挤出复合工艺降低生产能耗,缩短加工时间,且酶解会提高淀粉的活性位点和反应效率,有利于淀粉的反应挤出。     

潜孔冲击旋喷复合管桩及其在超厚砂层中的试验

针对常见桩型的缺点,开发了一种新型的水泥土复合桩,通过预先在场地中进行潜孔冲击高压旋喷,对桩周土体进行预加固,而后在水泥土中植入刚性桩(预应力管桩),形成水泥土复合管桩,实现潜孔冲击旋喷复合管桩桩周土体预加固与预制桩装配式施工相结合的理念,在桩基工程技术和施工工艺方面取得了一定的创新成果。最后,通过在北京通州超厚砂层条件下的现场试验,验证了该桩型与钻孔灌注桩相比在质量、效率等方面具备的综合优势,为类似地层加固提供了一种全新的解决方案。     

薄煤层复合顶板巷道支护参数优化研究

以滨湖煤矿12210工作面材料巷为研究背景,在原有巷道支护方案的基础上,提出了2种巷道支护参数优化方案。运用FLAC3D数值模拟软件对原方案、方案1、方案2进行了分析对比。通过对不同方案下的巷道垂直、水平应力和位移云图分析研究发现,支护方案2为最优方案。方案2的支护密度相对原方案有所降低,因此,方案2在一定程度上节约了滨湖煤矿的支护费用和施工成本,提高了企业的经济效益。     

铝合金与高强钢激光-电弧焊铆复合连接机制研究

为实现6061铝合金和Q460高强钢的优质连接,采用激光诱导电弧复合热源对已通过阶梯型铆钉实现预连接的6061铝合金板和Q460高强钢板进行搭接焊试验。分析焊铆复合连接方法下接头的力学性能,断裂模式以及横截面的宏观和微观形貌。结果表明,在铆钉和复合热源的共同作用下,焊铆复合连接接头由3个承载区域组成,分别为钢板和铆钉形成的对接接头,钢板,铆钉以及铝合金板形成的铝-钢连接区以及铆钉侧壁和铝合金板侧壁形成的铝-钢界面。铝-钢连接区的金属间化合物以富Fe的Fe Al相和Fe3Al相为主。在最佳工艺参数下,焊铆复合连接接头的拉剪载荷达到6.2 k N。拉伸断口呈现出纽扣式断裂、母材基体断裂以及拉拔式断裂3种断裂模式,后两种断裂具有更高的韧性和塑性。阶梯型铆钉和激光-电弧复合热源的协同作用可以实现铝合金和高强钢的优质连接。     

超音速激光沉积WC/Cu复合涂层的微观结构及耐磨性能表征

针对纯铜具有良好的导电、导热和加工性能,但同时也具有硬度低,耐磨性能差的特点。采用超音速激光沉积(Supersonic laser deposition,SLD)和冷喷涂(Cold spray,CS)技术在纯铜表面制备了WC/Cu复合涂层,并对所制备涂层的微观结构、相组成、显微硬度和摩擦磨损性能进行了对比分析。研究结果表明,CS涂层的厚度约为1128μm,WC含量为7.73%,显微硬度为147.4HV0.2,但涂层/基体结合处存在明显间隙。SLD涂层厚度随着激光功率的逐渐升高而增加,最高涂层厚度达2344μm,WC含量可高达17.22%,显微硬度可达161.3HV0.2,且涂层/基体结合良好。SLD涂层能基本保留原始粉末的相组成,但高激光功率下制备的样品存在轻微氧化。SLD涂层相比于CS涂层和铜基体具有更小的摩擦因数、磨损宽度以及磨损量,表现出更好的耐磨性能,为铜及其合金的表面性能优化提供了一种新方法。     

氧化钙对金属/粉煤灰基高温定形复合相变材料蓄热性能的影响

以Al-Si合金粉为相变介质,高钙及低钙粉煤灰为基体材料,采用混合烧结法制备金属/陶瓷基高温定形复合相变材料,探讨两种粉煤灰及CaO含量对材料蓄热性能的影响.结果 表明,由于高钙粉煤灰中具有助熔作用的CaO含量较高,降低了烧结过程中的熔融温度,使基体中出现大量封闭孔,故高钙粉煤灰复合相变材料具有增重率小、相变潜热高、存在单质Al等特性.低钙粉煤灰中外加CaO后,其增重率降低而相变潜热明显增加.当粉煤灰中CaO总含量控制在10％ ～ 15％时,复合相变材料的蓄热性能突出.