操作窗口对排风柜污染物控制效果影响的实验研究

为提升排风柜的控污能力,在排风柜性能测试实验台上,采用示踪气体测试法和正交试验法,研究了操作窗口竖直开度、水平开度、面风速和操作窗口位置对排风柜前呼吸区污染物控制效果的影响。极差分析和方差分析结果表明:各因素对呼吸区污染物控制效果影响的强弱顺序依次为竖直开度、水平开度、面风速、操作窗口位置;操作窗口水平开度、竖直开度增大,排风柜对呼吸区的污染物控制效果减弱;面风速增大,控制效果增强;水平开度与竖直开度对控制浓度的影响存在较大的相关性,这2个因素对控制浓度的影响仅在另一因素达到一定水平后才能体现。     

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti_3SiC_2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti_3SiC_2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物Ti C有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti_3SiC_2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti_3SiC_2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti_3SiC_2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti_3SiC_2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。     

稀土石膏常压酸化法制备硫酸钙晶须的研究

以含稀土的石膏为原料运用常压酸化法合成硫酸钙晶须,探讨了不同工艺条件对生成的硫酸钙晶须形貌的影响,同时还考察了晶型助长剂的种类和晶型助长剂的含量对硫酸钙晶须生长的影响,利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征做了表征分析。实验得到制备硫酸钙晶须的最佳的反应条件：稀土石膏质量浓度为0.22 g/mL、反应时间为25 min、盐酸浓度为2.8 mol/L、反应温度为70 ℃、陈化时间为4 h,在此条件下合成的硫酸钙晶须平均长度为61 μm,平均长径比为30.5;通过对比实验选出了CuCl₂作为促进硫酸钙晶须生长的助长剂,在添加5%（质量分数）的CuCl₂的情况下可使硫酸钙晶须长径比从30.5增至41,长度从61 μm增至81 μm。     

CVD金刚石表面增透膜的研究进展

CVD金刚石膜因特有的物理化学性质，具有发展成为新一代光学材料的前景。但由于CVD金刚石膜自身局限性导致其理论透过率不到71%，在金刚石膜表面镀制增透膜，通过改变增透膜组成成分、显微组织和晶体结构，可有效地改善CVD金刚石膜自身理论透过率的问题。首先，介绍了CVD金刚石表面镀制单层增透膜增透原理，并总结了物理和化学气相沉积技术制备增透膜的优缺点。然后，重点综述了近年来CVD金刚石表面氮化物、金属氧化物和稀土金属氧化物等增透膜材料的研究进展，详细分析了增透膜制备参数、热处理工艺、衬底表面改性和掺杂工艺对增透膜整体组织和性能影响的规律。其中优化增透膜沉积温度、氧分压和热处理等工艺参数，是通过改变增透膜微观组织形貌以及晶体结构来提高其光学透过性能，而改变衬底表面结构能够通过改变增透膜与基体之间的成键方式来提升界面结合能力，而稀土元素掺杂方式是通过改变增透膜化学组成成分来改善增透膜的光学透过性能，并指出掺杂元素成型机理和影响机制。最后，展望了未来CVD金刚石表面增透膜的发展方向。     

高温度梯度定向凝固单相Mg2Sn合金的制备及其热电性能

高温度梯度(180K/cm)定向凝固方法可制备单相Mg_2Sn晶体,通过凝固理论对平-胞转换临界速率进行了计算,并预测了单相Mg_2Sn晶体的生长距离,与试验结果相吻合。此方法获得的Mg_2Sn晶体由于去除了第二相Sn的影响,可以获得更好的热电性能,在测试温度区间300～700K内,未掺杂条件下最大Seebeck系数和电导率值分别可达-261μV·K~(-1)和525?-1·m~(-1),通过Bi掺杂来对电导率进行优化后,功率因子最高可达2.29 mW·(m·K~2)~(-1)。单相Mg_2Sn晶体的热导率也得到大幅降低,500 K时,最小值为4.3 W·(m·K)~(-1),Bi掺杂量为1.5%(原子分数)时,热电优值ZT最高可达到0.21。这一方法可以为制备高性能的Mg_2B~(IV)体系三元固溶体合金提供参考。     

Modifying Crystallinity,Morphology, and Photophysical Properties of Carbon Nitride by Using Crystals as Reactants

Here we show a general method to improve the crystallinity of carbon nitride nanosheets by using melamine crystals as reactants for the high temperature synthesis. Additionally, the crystals were calcined in a sealed ampoule, which provides a pressurized environment, yielding crystalline carbon nitride nanosheets that display altered morphology and photophysical properties compared to the reference materials. Electronic microscopy, optical and photoelectrochemical measurements prove the modifications of parameters such like band structure, charge recombination or inter-layer distance. The new growth strategy presented here opens many opportunities for the design of crystalline materials with tailored properties for different applications.     

混凝土面板砂砾石坝E型水平排水体渗流特性

针对现代混凝土面板砂砾石坝普遍采用的竖向跟横向坝体全布置的L型排水体具有施工要求较高、造价高等不足,提出了一种E型水平排水体结构,结合纳子峡混凝土面板砂砾石坝,建立坝址区渗流三维有限元模型,研究坝体渗流特性,探讨了排水体排渗效果,比较分析数值仿真结果与监测资料。结果表明,在排渗能力相当的情况下,E型水平排水体较全布置水平排水体节省约25%的工程量,值得推广。     

单晶/多晶镍轴向拉伸力学性能的分子动力学模拟

为提高航空发动机推重比采用整体叶盘新技术却带来了盘叶连接区域高风险失效问题。本文采用分子动力学对连接区单晶/多晶镍(SPSNi)的力学性能进行模拟,首先通过对比了不同晶态镍拉伸原子图。发现,由于单晶/多晶界面的存在使得拉伸后界面处的非晶化程度加剧,易于孔洞萌生,加剧了SPSNi突然断裂的风险。最后重点研究了单晶/多晶镍的应变率效应与温度效应。当应变率大于1í10_⁸s_^-1小于2í10_¹⁰s_^-1时,SPSNi对加载应变率几乎不敏感,屈服强度小幅上升。超过2í10_¹⁰s_^-1之后,其屈服强度随着应变率的增加而迅速下降。这是因为在高应变率下,SPSNi的FCC原子大规模迅速转变为无序的非晶结构,导致了晶体镍承载能力迅速下降。可以将应变率2í10_¹⁰s_^-1作为SPSNi拉伸变形的阈值。不同温度下,SPSNi屈服强度随温度的增大而线性下降。这是由于在温度的影响下,位错网络的初始镶嵌结构逐渐变得不规则,初始失配应力随着温度的升高而下降。     

ECR微波等离子体对单晶金刚石表面的碳纳米墙修饰

利用电子回旋共振(ECR)微波等离子体，在CH₄/H₂体系下，对高温高压单晶金刚石表面进行了碳纳米墙修饰。通过等离子体发射光谱研究ECR等离子体内基团的谱线强度在不同工作气压、CH₄浓度下的变化规律，结合扫描电子显微镜对单晶金刚石表面的微观形貌进行分析，进一步研究了工作气压和CH₄浓度对碳纳米墙修饰结果的影响。结果表明:碳纳米墙的取向性受工作气压影响大，低气压(0.07 Pa)条件下生长的碳纳米墙垂直取向明显，金刚石表面也出现垂直刻蚀形貌；在高气压(5 Pa)条件下生长的碳纳米墙取向性较差。同时，碳纳米墙生长的临界CH₄浓度也与工作气压有关:低气压条件下碳纳米墙生长的临界CH₄浓度高，工作气压为0.07 Pa时，碳纳米墙生长的临界CH₄浓度为3%；工作气压升至5 Pa时，碳纳米墙生长的临界CH₄浓度降为1%，碳纳米墙密度随CH₄浓度升高而增大。      

双模晶体相场研究六方四方相变过程晶界和位错演化

对于晶粒，晶界，应力和位错的交互作用的深入理解有助于优化材料组织和提升材料性能。本文采用双模晶体相场法研究六方相向正方相的转变。分别针对倾侧角为0°，15°，30°，和 45°，晶粒取向差为6°的六方相体系做了系统研究。六方晶粒长大、溶合、并形成共格晶界，位错组沿六方晶界均匀分布，并有两种取向。正方相在位错组处形核，并且其取向取决于位错组取向。每一种倾侧角的体系种均形成两个取向正方相的变体。针对倾侧角为0 °，15°，30°，和 45°的六方相体系生成的四方相相变体之间的取向差分别为30°, 30°, 10°, 和5°。不同取向的正方相晶粒长大熟化的方式有差异，位于有利取向的晶粒将会优先生长占据主导地位。以共格晶界形式长大的晶粒，晶界处有位错组生成以松弛晶粒长大的应力集中。