池沸腾噪声产生机理研究及其控制技术

对池沸腾噪声产生机理进行了分析,通过研究气泡演变过程与噪声的关系,确定了气泡破裂噪声是池沸腾噪声的主要声源.从气泡动力学角度对气泡进行了受力分析,确定底壁接触角与气泡半径的关系,即随着接触角的增加,气泡半径呈增大趋势.采用VOF方法对气泡脱离行为进行数值模拟,研究了底壁接触角对气泡尺度及脱离时间的影响.通过接触角与噪声实验,发现随着接触角的增加,最大声功率呈递减趋势,验证了调整接触角大小可控制气泡尺度,进而抑制噪声大小的结论.     

喷丸工艺对TC4钛合金梯度纳米晶结构的作用规律

目的通过改变喷丸的压力或时间,在钛合金表面制备出剧烈塑性变形(SPD)层较厚、硬度较高的梯度纳米晶结构。方法改变喷丸压力(0.3~0.6 MPa)或喷丸时间(15~60 min),调控TC4钛合金表面梯度纳米晶结构的变形层厚度和纳米晶晶粒尺寸。利用金相显微镜观察塑性变形层截面的组织形貌,通过X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)确定喷丸表面纳米晶的晶粒尺寸,通过显微硬度计对塑性变形层的截面硬度进行研究。结果一定喷丸压力(0.6MPa)下,SPD层和总变形层厚度分别在喷丸25、30 min时达到饱和值78μm和143μm。一定喷丸时间(25 min)下,SPD层和总变形层的厚度随喷丸压力的增加而增厚,在0.4 MPa时达到饱和,分别为78μm和120μm。当SPD层厚度进入饱和阶段后,表层晶粒大小和硬度强化程度都趋于稳定;在0.6 MPa下,当表面α相细化至稳定阶段时,晶粒尺寸为30~90 nm,表面硬度提高约30%。结论喷丸SPD层及总变形层的厚度随喷丸时间的延长或喷丸压力的增大而增厚,当SPD层厚度趋于饱和后,表面晶粒尺寸和硬度强化程度都已饱和。     

表面纳米化对纯钛阳极氧化膜组织及特性的影响

通过表面机械研磨处理（SMAT）制备了表面梯度纳米晶结构,研究了表面纳米化对纯钛阳极氧化膜的表面组织及特性的影响。在30 V恒电位模式、0.5 mol/L H₂SO₄溶液中进行不同时长的阳极氧化处理。使用光学显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、光电子能谱及电化学测试研究氧化膜的表面特性及腐蚀抗性。结果表明,梯度纳米晶结构可以增加氧化膜的厚度,促进结晶行为,提高抗腐蚀性。阴阳离子空位凝聚机制能够解释梯度纳米晶结构对抗腐蚀性的影响。     

表面梯度纳米晶结构对06Cr19Ni10钢抗空蚀性能的影响

目的 对06Cr19Ni10钢进行表面剧烈塑性变形处理,利用获得的表面梯度纳米晶结构提高其抗空蚀性能。方法 采用高能喷丸法,在0.3～0.6 MPa范围内调节喷丸压力,获得不同组织结构的梯度纳米晶结构。使用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对梯度纳米晶结构进行形貌、物相分析及截面硬度分析,使用电化学工作站和自制的空蚀检测仪对梯度纳米晶结构进行抗腐蚀性能及抗空蚀性能检测。结果 截面金相表明,通过调节喷丸压力,可以在06Cr19Ni10钢表面形成一层厚度为50～100μm的梯度纳米晶结构。XRD结果显示,喷丸处理可以使（111）、（200）、（220）、（311）、（222）晶向的衍射峰明显宽化。通过Voigt函数法计算可知,梯度纳米晶结构的顶层晶粒尺寸为32～87nm,表面硬度由180HV0.05提高至360～525HV0.05。此外,喷丸处理可以提高06Cr19Ni10钢的自腐蚀电位至-0.385 V(vs. SCE),降低其自腐蚀电流密度至3.512μA/cm2,明显延长其空蚀孕育期,最大抗空蚀系数约为未处理试样的12.92倍。结论 梯度纳米晶结构可以全面提高06Cr19...     

钛合金缝隙腐蚀、离子渗氮与表面纳米化的研究进展

钛合金凭借优异的耐腐蚀性能,在海洋工程中有着巨大的应用前景,但是其在苛刻条件下易发生缝隙腐蚀及耐磨性差等缺点也影响了它的使用。总结了钛合金发生缝隙腐蚀的条件与原因,以及普通离子渗氮对钛合金耐磨性和耐腐蚀性能的影响,并重点探讨了表面纳米化对钛合金离子渗氮层结合力和耐蚀性能的影响。研究发现,钛合金在高温(65℃以上)、高酸性(低pH值)、高Cl~-浓度、低氧含量的苛刻环境中会发生缝隙腐蚀,氧浓差电池与自催化酸化作用是钛合金缝隙腐蚀的主要机理,钛吸氢形成的脆性TiH_2则会加速缝隙腐蚀过程。普通离子渗氮在钛合金表面形成的高硬度TiN、Ti_2N层可以提高钛合金的耐磨性,同时提高其耐均匀腐蚀性能。但是,由于离子渗氮层与钛合金基体的硬度差别较大,结合力不强,腐蚀过程中容易发生脱落。利用表面纳米化技术制备表面梯度纳米晶结构,有望通过离子渗氮获得结合力好的渗氮层结构,并可以有效降低渗氮温度。     

响应面法优化秸秆多孔材料的制备工艺条件

以秸秆为原料,微波干燥后经炭化、活化处理制备出一种新型多孔材料。以响应面法对多孔材料的制备工艺进行优化,并用扫描电镜、N_2-物理吸附(BET)分析和X射线衍射(XRD)等分析手段对产物的结构和性质进行了表征。结果表明,该多孔材料的最佳制备条件为活化反应温度707.40℃、炭化样品与KOH质量比1:3、活化反应时间17.20 min,在此条件下制备的材料具有较好的多孔性和较大比表面积,孔径集中在5.6~13 nm,比表面积达1 463.15 m~2/g,是孔径较大的介孔材料。     

表面机械研磨对304不锈钢渗氮组织性能的影响

对304不锈钢表面进行表面机械研磨处理(SMAT),再进行不同温度下的低温等离子渗氮。利用光学显微镜、XRD、SEM和EDS,分析渗氮层的物相、显微组织和元素;采用显微硬度计检测渗氮后硬度的变化;采用电化学工作站测试渗氮后试样的腐蚀性能。结果表明,经过1800 s的表面机械研磨处理,材料的渗氮组织性能达到最好,样品表面生成一层晶粒细化层,可以明显促进304不锈钢的低温渗氮。1800 s的表面机械研磨处理后,在350℃下进行渗氮,可以获得一层厚度约3μm的渗氮层,其硬度高达925 HV0.05。和未处理的试样对比,自腐蚀电位升高了0.2 V,自腐蚀电流降低了4.22×10-4A·cm-2。     

TA2纯钛酒石酸钠溶液阳极氧化膜层微观形貌对腐蚀性能的影响

选择酒石酸钠环保电解液,用恒电势法在不同浓度条件(1,5,15,30和50 g/L)下制备TA2纯钛阳极氧化膜。采用原子力显微镜分析膜层的微观三维形貌,使用电化学工作站研究试样在3.5%NaCl溶液低电位下的极化曲线和电化学交流阻抗谱,探讨微观三维形貌对耐腐蚀性能的影响。结果表明:15 g/L浓度时,氧化膜层细小均匀,生长完整,粗糙度较低,具有宽广的钝化区,最大的极化电阻值,较小的致钝电流值和自腐蚀电流值,耐腐蚀性能最佳。     

硅烷-钼复合无铬钝化膜的耐蚀性及标准曲线构建

为更好地指导新型硅烷-钼复合无铬钝化膜的工业化生产,研究钝化膜的耐蚀性能,构建皮膜量标准曲线。分别使用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析钝化膜的物相组成和表面元素价态。利用中性盐雾试验和电化学测试,探讨钝化膜的耐蚀性能。采用X射线荧光光谱法(XRF),绘制和构建皮膜量标准曲线。结果表明:硅烷-钼复合无铬钝化膜层中Si、Mo元素能分别与Zn形成化学键,膜层结合性较好。膜层耐蚀性在一定范围内随着膜层皮膜量升高而升高,当皮膜量高于800 mg/m2时,耐蚀性趋于稳定,其耐蚀性与稳定性接近Cr6+。此外,皮膜量与XRF射线强度呈线性关系,斜率为3.413。