铜基正弦波微通道内流动沸腾传热特性试验研究

基于超快激光技术加工铜基正弦波弯曲型微通道，以去离子水为流动工质，在不同质量流量和热通量条件下，对弯曲型微通道内流动沸腾特性进行试验研究。基于温度/压力数据和流动可视化结果，发现通道传热系数随出口干度增大，呈迅速增大后减小并趋于稳定趋势，正弦波微通道相较直微通道具有更好的换热性能，传热系数最大提高127.7%，压降仅增加14.4%。波状通道结构能明显抑制流动沸腾中不稳定现象发生。通过可视化试验发现，随热通量增大，流型经历泡状流-弹状流-环状流的转变，换热主导机制由核态沸腾逐渐过渡到薄液膜蒸发。     

1Cr18Ni9Ti激光选区熔化成形工艺参数对致密度的影响

采用正交试验,结合典型缺陷形成原因和微观组织,研究了激光选区熔化成形工艺参数(激光功率、扫描速度和扫描间距)对1Cr18Ni9Ti不锈钢致密度的影响,分析了各工艺参数对致密度的影响规律。结果表明,粉末熔化的能量输入密度主要取决于激光功率和扫描速度;在激光功率325~340 W、扫描速度1 000~1 200 mm/s、扫描间距0.12 mm的工艺参数下,SLM技术可制备致密度高于99.9%的1Cr18Ni9Ti不锈钢零件。采用优化后的SLM工艺参数成形1Cr18Ni9Ti不锈钢试棒的力学性能优于QJ501A-98标准,抗拉强度Rm≥709 MPa,屈服强度Rp0.2≥547 MPa,断后伸长率A≥41%。     

大型支撑辊的堆焊修复工艺及应用

大型支撑辊重量大、辊径大、辊面长、耐磨层厚,采用传统的堆焊工艺修复Cr3~Cr5大型支撑辊难度大,母体金属与堆焊层容易在堆焊时发生相变,导致开裂。另外,传统的轧辊堆焊修复工艺不合理,修复的轧辊力学性能较差,限制了轧辊的使用寿命,大量报废的轧辊尤其是大型轧辊长期堆积在轧钢厂内,增加了生产成本,造成了极大浪费。为此,开展了大型热轧Cr3~Cr5支撑辊及大型冷轧Cr3支撑辊焊材制备、堆焊工艺及修复技术研究。技术实施表明,修复后的支撑辊使用寿命达到新轧辊的寿命,每支堆焊修复支撑辊上机使用至报废尺寸,至少可循环堆焊修复3次,使支撑辊单项辊耗成本在每个循环周期内降低40%~60%,同时解决了大型支撑辊焊接性能不稳定的难题。     

时效处理对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物降解镁合金组织、力学性能及耐腐蚀性能的影响

通过金相显微分析(OM)、扫描电镜观察(SEM)、透射电镜观察(TEM)和拉伸性能测试研究不同时效时间对Mg-2.0Zn-0.5Zr-3.0Gd生物镁合金显微组织及力学性能的影响,通过质量损失和电化学方法研究合金在模拟体液(SBF)中的耐腐蚀性能。结果表明:时效时间为4~20 h时,合金中析出相的尺寸及数量随时效时间的延长而增加,析出相主要以纳米级棒状和颗粒状的(Mg,Zn)3Gd相形式存在,部分棒状析出相与α-Mg基体具有共格界面关系。合金的强度及伸长率随时效时间的延长先升高后降低。在120 h的浸泡实验中,合金的平均腐蚀速率、点蚀孔洞的数量及孔洞尺寸随时效时间的延长而逐渐增大,腐蚀速率随浸泡时间延长呈现出先减小、后增大、再缓慢减小以及最后趋于稳定的过程。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

W掺杂对Nb固溶体抗氢脆及透氢性能的改性研究

元素掺杂是消除Nb金属氢脆问题的有效方法。本文制备了W掺杂的Nb100-xWx (x=2,5,8,10,16)合金，采用XRD、SEM、Sieverts 气体吸附技术、电化学方法和三点弯曲试验研究了掺杂量对合金结构、氢化物形成焓、氢扩散系数和抗氢脆机械力学性能的影响。研究证实，熔炼制备Nb100-xWx为Nb-bcc结构的固溶体合金，W掺杂引起晶体结构畸变收缩，其畸变行为随掺杂量增大更为明显。Nb基固溶体在匀晶转变时存在非平衡转变，形成富W和贫W区相间分散的枝状结晶形貌。随W掺杂量增大，其枝状结构趋于更加细化和致密、分界明显。W掺杂引起合金的氢化物形成焓增大、有利于H原子的释放，Nb84W16合金样品具有最大的氢扩散系数（1.66×10-9 cm2·s-1），约是Nb98W2合金的1.8倍。W掺杂提高Nb100-xWx固溶体合金的抗氢脆性能，Nb84W16合金膜有最大的临界载荷值（78.4N）和最大位移量（0.83mm），分别是Nb98W2合金膜的1.9倍和1.8倍，力学性能的改善与其枝状结晶结构有关。     

高强双相钢表面选择性氧化行为对磷化性能的影响

目的确定高强双相钢表面Si、Mn元素选择性氧化行为对磷化性能的影响,以改善高强双相钢的磷化性能。方法在具备不同表面选择性氧化行为的试样表面制备磷化膜。采用X射线光电子能谱仪(XPS)、辉光光谱仪(GDS)、透射电镜(TEM)等手段,分析高强双相钢表面Si、Mn元素的选择性氧化行为,通过扫描电镜观察磷化膜的结晶状态,并采用电化学技术分析钢板在磷化液中的反应过程。结果当高强钢表面Si含量较少时,表面氧化物主要以弥散分布的小颗粒状Mn Al_2O_4形态存在,能够加快在磷化液中酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率为100%。当高强钢表面Si含量较高时,形成的Mn_2SiO_4容易在晶界聚集,颗粒尺寸较大,减慢了酸蚀反应速度,磷化晶粒尺寸大于8mm,均匀致密性差。而提高材料表面Mn元素的富集程度,可以减轻Mn_2SiO_4聚集的现象,提高酸蚀反应速度,磷化晶粒均匀、致密,尺寸小于4mm,覆盖率100%。结论减轻双相高强钢表面Si元素的富集程度,而提升Mn元素的富集程度,可以加快钢板在磷化液中的酸蚀反应,进而改善磷化性能。     

Py-GC/MS法快速鉴别PBA型聚氨酯和PCL型聚氨酯

通过热裂解气质联用(Py-GC/MS)方法对聚己二酸丁二醇酯(PBA)型聚氨酯和聚己内酯(PCL)型聚氨酯进行鉴定。考察裂解温度对PCL型聚氨酯裂解产物的影响,确定550℃为聚氨酯的最佳热裂解温度。PBA型聚氨酯热裂解谱最强的峰是环戊酮的峰,PCL型聚氨酯热裂解谱最强的峰是ε-己内酯的峰,由此可以快速鉴别PBA型聚氨酯和PCL型聚氨酯。     

高导热高介电BT/SiC/PA6复合材料的制备及性能研究

以聚酰胺(PA6)为基体,氮化硅(SiC)为导热填料,钛酸钡(BT)为介电填料,通过热压法制备出系列复合材料;研究了不同粒径填料的搭配对材料导热与介电性能的影响。结果表明:在填充量较低时,使用混合粒径导热填料能产生一定的级配效应,从而提高复合材料的导热性能。总填充量为26%时,以4∶1的比例,用粒径为0.5~0.7μm和3μm的SiC共同填充PA6,制备获得了最高导热系数为0.9198W/(m·K)的复合材料,而不同粒径、不同功能的混合功能填料还能产生协同效应,进一步提升材料的导热性能并使材料同时获得较好的介电性能,当SiC填充量为20%,BT填充量为20%时,复合材料的导热系数达到1.1110W/(m·K),介电常数到达16(100Hz),损耗保持在0.075(100Hz)左右。