天然矿物低成本制备多孔陶瓷支撑体

陶瓷支撑体是多孔陶瓷膜应用的基础。对于传统陶瓷支撑体(如氧化铝),昂贵的原料价格及较高的烧结成本限制了其进一步应用。因此,选用合适的天然矿物原料来实现陶瓷支撑体的低成本制备成为当前研究重点。本工作以高岭土、滑石、碳酸钙为原料,制备出系列多孔陶瓷支撑体。采用热膨胀仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、压汞仪、万能试验机对坯体的烧结特性以及多孔陶瓷支撑体的物相组成、显微结构、孔径尺寸分布、抗弯强度和耐酸碱腐蚀性进行了研究。结果表明：坯体具有优良的低温烧结特性,通过化学反应烧结机制实现了多孔陶瓷支撑体的制备。烧结温度在1 000～1 200℃间较为适宜,所得支撑体的显微结构均匀,孔径呈单峰分布,开口气孔率、平均孔径尺寸、抗弯强度、0.1 MPa气体压力差下氮气通量分别为49.8%～49.4%、1.09～1.83μm、40.57～28.85 MPa、119～340 m3·m–2·h–1,同时具有良好的耐碱腐蚀性能。     

可再分散乳化沥青粉末改性水泥砂浆的力学性能和微观形貌

为解决水泥基材料脆性大、韧性差问题,本文提出了掺加可再分散乳化沥青粉末（REAP）以改善水泥基材料韧性的方法。试验制备了REAP 掺量为胶凝材料用量0、10%、20%、30%的可再分散乳化沥青颗粒改性水泥砂浆（REAPMCM）,研究了REAP对REAPMCM抗压、抗折强度、折压比、弹性模量等力学性能影响,分析了其对水泥水化产物微观形貌影响,对比了其与采用乳化沥青制备水泥乳化沥青砂浆微观形貌。结果表明,随着REAP掺量增加,REAPMCM抗压、抗折强度与弹性模量均有所降低,折压比有所提高,REAP掺量30%的REAPMCM折压比为28.5%,其相比未掺加REAP砂浆的折压比提高了46.6%;掺入REAP改善了水泥基材料的韧性,但其改善效果随着水泥水化龄期增长而有所降低;随着REAP掺量增加,一方面浆体总孔隙率含量有所增大,另一方面水泥水化产物间填充覆盖的沥青膜面积增大,且其断面显微形貌与相同沥青固含量掺量的乳化沥青砂浆断面基本类似,证实了REAP亦可较好分散、成膜分布于水泥水化产物间,达到了其与乳化沥青乳浊液对水泥基材料改性相类似的使用效果。     

不同温度下合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响

铝酸钙水泥的水化行为与物相组成、粉体粒径、水化温度、外加剂等因素密切相关。已有研究发现沸石结构矿物对铝酸钙水泥的水化行为影响显著,而作用机制有待进一步研究。本文采用XRD、SEM、FTIR、综合热分析以及电导率测试方法,系统研究了不同养护温度(20 ℃、25 ℃、30 ℃和40 ℃)下合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响及作用机理。结果表明,合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响与不同养护温度下离子浓度有关。在20 ℃养护时,铝酸钙水泥的溶解程度较低且沸石具有超高的比表面积及离子吸附能力,离子浓度难以达到饱和,延长了诱导期,从而延缓了铝酸钙水泥的水化;在25~40 ℃养护时,沸石的微孔结构和超高比表面积为水化产物提供更多成核位点,进而促进了铝酸钙水泥的水化。此外,合成沸石的引入有效消除了铝酸钙水泥在25 ℃养护时的异常凝结行为。     

无坩埚熔炼气雾化技术制备Ti6Al4V粉末

本论文采用自主研发设计的无坩埚熔炼气雾化设备制备适用于金属增材制造的球形Ti6Al4V粉末。通过调节进料速度与雾化压力,45μm以下的粉末收得率可达35 wt.%,高于旋转电极制粉的收的率（~10 wt.%）通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和金相显微镜（OM）表征粉末显微结构与组织。结果表明制备的Ti6Al4V粉末具有良好的球形度和表面光滑,良好的流动性和较高的松装密度使其可用于金属增材制造与注射成型等。由于雾化过程中粉末的冷却速度为 104-108 K/s,粉末中的β相在冷却过程中转变为针状α′ 相。     

偏压对自源笼形空心阴极放电制备Si-DLC薄膜结构和性能的影响

针对利用笼形空心阴极放电在大工件表面制备DLC薄膜时,笼网内大工件操作困难、大工件影响放电的问题,开发了自源笼形空心阴极放电方法,在不同偏压（-300~0 V）条件下于Si （100）表面制备了Si-DLC薄膜,考察了偏压对Si-DLC薄膜结构和性能的影响。结果表明：获得Si-DLC的沉积速率达到7.90 μm/h。由偏压引起的高能离子轰击使薄膜的组织结构更为致密,降低了表面粗糙度和H含量。Si-DLC薄膜中的sp³/sp²值随偏压增加先上升后下降,薄膜纳米压入硬度和弹性模量也呈现相同规律。偏压为-200 V沉积的Si-DLC薄膜具有最高的sp³/sp²（0.69）、H/E和H³/E²值,表现出致密的结构和优异的摩擦性能,摩擦因数低至0.024,磨损率为1×10^-6 mm³/Nm。说明自源笼形空心阴极放电是一种有效制备大面积DLC膜的工艺,-200 V偏压是最优化的参数。     

改性金属模具材料的研究

以微米TiC、Ti N为主要原料,微米Y-Zr O2作为添加剂,微米Mo粉作为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了金属陶瓷模具材料。测试和分析了烧结样品的抗折强度、硬度以及断裂韧度等性能,采用SEM对最佳烧结样品的显微结构进行了分析。结果表明,最佳烧结温度为1 500℃,当添加50%Ti C、20%Ti N、10%Y-Zr O2以及20%Mo粉时,所制备金属陶瓷模具材料性能最佳,抗折强度为656 MPa,硬度为10.79 GPa,断裂韧度为11.16 MPa·m1/2。显微结构分析显示Y-Zr O2颗粒在基体材料晶界处起微裂纹增韧作用。     

高真空扫描电镜低电压条件下花粉的显微组织研究

利用普通高真空扫描电镜,在低电压条件下对不同种类的花粉进行显微结构观察。结果表明在高真空环境下,样品未出现荷电、漂移现象,同时能得到的清晰、真实的微观形貌图,为含水材料表面分析提供一种简便、有效的方法。     

SiO2对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响

摘要：由于近年来低品位铁矿石的使用量增加，导致烧结过程中SiO2含量升高。SiO2是烧结矿中主要的脉石成分，其含量的变化与烧结矿最终质量密切相关。运用X射线衍射、光学显微镜和SEM-EDS方法研究了SiO2对CaO-Fe2O3熔体结晶矿物组成及显微结构的影响。研究结果表明，随着SiO2含量的增加，CaO-Fe2O3-SiO2熔体结晶产物中CaFe2O4(CF)含量减少而富铁铁酸钙(SFC)含量增加，CaFe2O4和SFC分别以块状和板条状析出，SFC的晶体结构随着SiO2含量的增加从Ca36Fe144O25-2向SFCA-I转变；当SiO2的质量分数超过3.0%时，椭圆状的Ca2SiO4（C2S）从熔体中结晶，其含量随SiO2含量的增加而增加，另有大量圆点状玻璃相分布于铁酸钙基体表面。     

蒸汽爆破技术在小茴香秸秆薄片中的应用

利用蒸汽爆破法对小茴香秸秆进行处理，研究爆破前后小茴香秸秆常规化学成分和纤维形态的变化及爆破小茴香秸秆对烟草薄片感官品质的影响。结果表明，在蒸汽爆破压力为1.0 MPa、保压时间3 min的处理条件下，小茴香秸秆纤维出现明显破坏现象，综纤维素和半纤维素含量的降幅分别达到8.1%和15.8%；蒸汽爆破处理有利于小茴香秸秆的打浆及加工生产薄片，可提高产品感官品质。     

固砂釉对于悬式瓷绝缘子性能影响的研究

主要研究了固砂釉的不同厚度对于烧成质量的影响、不同烧成条件的性能表现、坯釉结合处的微观结构,以及产品强度表现。结果表明:不同的固砂釉,性能存在差异,是影响瓷件外观,产品强度的主要因素之一。不同的固砂釉,上釉厚度表现不同,改进的固砂釉厚度可以达到0.22 mm左右。不同的烧成条件,固砂釉的性能随之变化,改进固砂釉的波动性更小,适应能力更强。坯釉匹配性是否良好,是否能够提高材料整体的性能,很大程度上取决于坯釉中间层的发育情况。低等级产品,固砂釉作用区别很小,高等级产品,固砂釉作用区别明显。制造高质量的性能稳定的电瓷绝缘子,需要有性能优良的固砂釉作为基础。