醇及醇胺类物质助磨效果量化评价方法的研究

通过实验室小磨试验,研究了三种醇及醇胺类物质的掺量与水泥样品45μm筛余、均匀性系数及标准稠度用水量的关系,建立了醇及醇胺类助磨剂助磨效果的量化评价方法。以助磨剂掺量为横坐标,分别以样品45μm筛余、均匀性系数及水泥标准稠度用水量为纵坐标绘制曲线,用纵坐标的变化值(与空白样相比)表征助磨效果的差异;曲线拐点对应的横坐标为助磨剂的饱和掺量,对应的纵坐标为达到最大助磨效果时的颗粒(或性能)特征。助磨剂的饱和掺量越小,饱和掺量对应的45μm筛余越小、均匀性系数越大及水泥标准稠度用水量越大时,该助磨剂的助磨效果越好。     

几种新型原料用作助磨剂的小磨试验

研究了三乙醇胺(TEA)、聚合多元醇(PP)、聚合醇胺(PAA)和中博改性聚合醇(CSA-4)单独或复合助磨剂的助磨和增强效果。结果表明:CSA-4在掺量为0.02%时,助磨效果良好,水泥的45μm筛余下降了16.4%,比表面积提高了6.9%,3d和28d抗压强度增长率分别为13.3%和10.5%;在4种复合助磨剂中,助磨剂D表现最为显著,水泥的45μm筛余较空白样降低了15.2%,比表面积增加了7.1%,3d和28d抗压强度增长率分别为15.0%和7.6%;用一定的比例聚合醇胺(PAA)和聚合多元醇(PP)替代TEA的助磨剂B和C,其助磨和增强效果与助磨剂A相当。     

硫酸铜浓度及电流密度的变化对游离微珠辅助磨电铸铜的影响

目的 研究硫酸铜浓度及电流密度的变化对游离微珠辅助磨电铸铜电流效率和沉积层表面形貌、显微硬度的影响。方法 使用立式阴极回转电铸设备进行单因素电铸试验,在硫酸铜质量浓度分别为40、80、120 g/L的条件下,将电流密度由1 A/dm²增至4 A/dm²进行试验。使用库仑计测量记录流经试验回路的电荷量,使用精密电子天平称取铜沉积层的质量,使用扫描电子显微镜观察铜沉积层的表面微观形貌,使用显微硬度计测量铜沉积层的显微硬度。结果 硫酸铜质量浓度为40 g/L,电流密度由1 A/dm²提高到4 A/dm²时,沉积层的表面形貌逐渐趋于光滑平整,电流效率随着电流密度的增加先提高、后降低,在电流密度为2 A/dm²时增至最高95.4%,在电流密度为4 A/dm²时下降至最低92.7%。电流密度由1 A/dm²提高到3 A/dm²时,显微硬度由120.3HV增至最高139.8HV。电流密度为4 A/dm²时,沉积层的表面粗糙度Ra最低,为0.19 μm。硫酸铜质量浓度为80 g/L条件下,电流密度为4 A/dm²时的沉积层表面最为平整,沉积层的表面粗糙度较低,为0.62 μm。电流密度由1 A/dm²提高到4 A/dm²时,电流效率由94.1%增至最高97.2%,显微硬度由119.4HV增至最高146.3HV。硫酸铜质量浓度为120 g/L条件下,电流密度由1 A/dm²提高到4 A/dm²时,沉积层表面的毛刺逐渐变小,且数量也逐渐减少,电流效率由93.9%增至最高97.6%,显微硬度由117.3HV增至最高136.4HV。结论 在一定条件下提高电流密度或降低硫酸铜浓度,均可改善沉积层的表面形貌,提高沉积层的显微硬度。游离微珠的运动磨削既可以改善沉积层的表面形貌,也可以改善沉积层内部的晶粒组织结构,提高沉积层的显微硬度,但微珠的运动会磨削掉沉积层表面微量的铜,降低电铸铜的电流效率。     

单颗团聚CBN磨粒磨削TC4钛合金表面创成机制

目的 提出一种兼具耐磨性好、自锐性能优异的新型团聚CBN磨粒研制方法,解决单晶CBN磨粒因其力学特性各向异性而极易出现沿解理面大块破碎的问题,进而提升加工效率和磨削性能。方法 利用模压成形和高温液相烧结技术,制备了综合性能优异的新型团聚CBN磨粒,探究磨粒结合界面形成机制,并通过单颗磨粒磨削TC4钛合金试验,综合对比团聚CBN磨粒与单晶CBN磨粒的磨损状态和磨痕形貌,探明团聚CBN磨粒的磨削性能优势。结果 团聚CBN磨粒烧结界面新生成了TiB2、TiB和TiN;优选的烧结工艺参数为800 ℃,保温时间为10 min;相比于单晶CBN磨粒,团聚CBN磨粒的耐磨性和锋利度显著提升,磨削加工效率和质量明显改善。结论 由于团聚CBN磨粒内部微晶颗粒间金属结合剂的存在,提高了磨粒的断裂韧性,降低了因磨粒内部裂纹扩展而引起的宏观裂纹损伤深度,有效提升了磨粒的加工性能;磨削过程中随着磨粒的不断磨损,未出露的CBN晶粒逐渐参与磨削,确保了磨粒工作面有效磨粒数的动态平衡,有助于提升磨粒整体自锐能力。     

非球面超精密磨削误差建模与补偿研究

为提高课题组自研的超精密磨床加工精度,基于多体系统理论,运用齐次坐标变换原理,分析该超精密磨床37项几何误差来源,对非球面超精密磨削的综合误差建模。超精密磨床的多项几何误差元素已在制造阶段标定、补偿,取砂轮对刀误差和砂轮轮廓半径磨损误差作为主要面形误差来源,分别推导其对综合误差的传递函数,分析误差辨识方法,建立误差修正补偿模型,提出基于直接补偿的点补修正法。试验结果表明：建立的综合误差模型正确,根据误差辨识方法和修正补偿模型,修正误差后面形误差显著降低,有效提高面形精度。     

Sc添加对铸造Al-3Cu-1Li合金在酸性NaCl溶液中腐蚀行为的影响

在2 mol/L NaCl酸性溶液中,研究少量Sc对铸态Al-3Cu-1Li合金腐蚀行为的影响。通过XRD对铸态Al-3Cu-1Li-xSc（质量分数）合金进行相分析,用FE-SEM/EDS和TEM观察了Al-3Cu-1Li合金和Al-3Cu-1Li-0.5Sc合金的显微组织;采用极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）、电化学噪声（EN）和浸泡法对合金的腐蚀行为进行了研究,并探讨腐蚀机制。结果表明：含Sc的Al-3Cu-1Li合金晶内富Cu球形相减少,晶界析出W相。随Sc含量的增加,合金腐蚀反应的活化能降低,阴极析氢速率增加,自腐蚀电流密度增加,合金的耐蚀性降低。添加Sc后,合金在空气中形成的表面膜保护作用减弱至消失,使含Sc合金的阻抗谱低频感抗弧逐渐消失。在EN测量期间,不含Sc和含0.1%Sc的合金表面处于“膜破裂-再钝化”状态;含0.3%Sc和0.5%Sc的合金发生严重的局部腐蚀（晶间腐蚀）,且与W相有关。     

飞秒激光加工单晶金刚石制备正前角磨削工具

目的制造一种磨粒有序排布、具有正前角的无结合剂端面金刚石磨削工具。方法采用波长为1030 nm、脉宽为250 fs的钛蓝宝石飞秒激光对单晶金刚石(SCD)进行烧蚀加工,首先研究加工工艺参数(特别是烧蚀轨迹间距)对金刚石加工效率及表面质量的影响。采用预先设计的激光扫描路径,基于优化后的工艺参数在SCD表面加工出微磨粒阵列结构,各磨粒呈方锥台形结构,其顶部倾斜角约为100°。在此基础上,对微磨粒阵列进行烧蚀加工,将所有微磨粒顶部的倾斜角减小至小于90°。结果当激光烧蚀轨迹间距为10.0μm时,烧蚀加工表面RMS粗糙度最小。确定了一种微磨粒边缘倾斜角小于90°且磨粒有序排布的新型无结合剂金刚石端面磨削工具的激光制备方法和工艺,采用该工艺加工的磨削工具表面质量好,轮廓精度高,磨粒平均正前角约为9.80°。结论采用飞秒激光可以高质量、高效率地制备出磨粒有序排布的新型正前角无结合剂金刚石端面磨削工具,该工具有望在硬脆材料磨削中减小磨削力,提高材料表面完整性。     

磁性磨粒辅助磁针磁力研磨的应用研究

目的解决磁针磁力研磨工艺中磁针对工件表面碰撞损伤及存在研磨盲区的问题。方法在磁针中加入磁性磨粒增加磁针束的柔性,同时磁针为磁性磨粒提供研磨压力和切削力。将三相正弦交流电接入定子线圈,利用交流电的相位差产生旋转磁场,驱动混合磨料对微小复杂工件进行研磨。在混合磨料总质量不变的条件下,依次采用磁针、磁性磨粒和不同质量混合比的混合磨料进行对比试验。结果相较于单一磨料,使用混合磨料加工40 min后的工件表面形貌较好,表面粗糙度值下降幅度大,且有较大的材料去除量。当磁针与磁性磨粒的质量混合比为1∶2时,加工后的工件表面形貌最佳,无明显加工纹理和磁针碰撞痕迹,工件表面粗糙度值由原始的1.0μm下降到0.54μm左右,材料去除量为2.8 mg左右,微小沟槽内无研磨盲区。结论在电磁研磨工艺中,使用磁针和磁性磨粒质量比为1∶2的混合磨料可提高研磨效果,避免磁针的碰撞对工件表面造成损伤,磁针可将磁性磨粒挤入工件微小沟槽,无研磨盲区。     

磁粒研磨去除Al 7075交叉孔棱边毛刺的试验研究

目的探究磁粒研磨法对去除Al7075交叉孔棱边毛刺的影响,提高孔道的研磨质量及毛刺去除效率。方法首先,通过对圆柱型磁极进行轴向、径向开槽,并利用ANSOFT软件对磁极进行磁场模拟,分析三种不同形状的磁极的磁感应强度变化;其次,通过磁粒研磨法对交叉孔孔道内壁进行研磨,去除棱边毛刺;最后,测取交叉孔表面微观形貌、材料去除量、毛刺高度和表面粗糙度。结果研磨加工时间为10 min、磁极转速为1500 r/min的条件下,磁极为径向开槽时,材料去除量高达46 mg,孔道内壁的表面粗糙度由原始1.5μm降至0.5μm,孔道表面研磨效果较为理想,棱边毛刺完全去除;当磁极为非开槽时,材料去除量为40 mg,表面粗糙度下降至0.65μm,棱边毛刺几乎完全去除;磁极为轴向开槽时,表面粗糙度下降至0.8μm左右,材料去除量约为30 mg,剩余毛刺高度约为5μm。结论研磨时间为10 min,磁极转速为1500 r/min,当磁极径向开槽时,相对于轴向开槽磁极和不开槽磁极,磁粒研磨Al7075交叉孔内表面的效果更好,毛刺去除效率更高。     

环境噪音的防治与减弱

介绍了噪音的来源及防治噪音的必要性,对街道绿地、公共绿地、特殊绿地等绿地的减噪作用进行了阐述,以减弱噪音的影响,提高环境质量。