基于蜻蜓翅脉结构的连续碳纤维增强树脂基复合材料仿生设计与增材制造

以具有轻质高强优异性能的蜻蜓翅脉结构为设计灵感，在分析翅脉网格结构抗冲击原理的基础上，设计了传统和仿生两类对比结构。采用熔融挤出3D打印机成功制备了具有不同结构的连续碳纤维增强聚乳酸复合材料试样，并对不同结构复合材料试样的拉伸性能和抗冲击性能进行了测试和对比分析。研究分析结果表明：由于拉伸力方向上的连续碳纤维含量相对较少，限制了仿生结构复合材料抗拉强度的提高，但仿生结构的平均抗拉强度为传统结构的1.18倍；当仿生结构复合材料试样受到冲击力时，其内部六边形结构的连接角度会发生变化，从而极大消耗冲击能量，同时具有六边形网格结构的连续碳纤维可以有效阻碍裂纹的扩展，因此仿生结构的平均冲击韧性可以达到传统结构的2.46倍；仿生蜻蜓翅脉结构可以显著提高增材制造复合材料的综合力学性能，且对于抗冲击性能的提高具体突出效果。连续碳纤维增强树脂基复合材料的有效可行的仿生蜻蜓翅脉结构设计和增材制造，可极大扩展其在高冲击载荷领域中的相应应用。     

蒸压建材生产过程中钢渣安定性处理与活性化利用

钢渣安定性处理过程常常造成胶凝活性的损失。为此，本文利用改性助剂消除钢渣水化过程中产生的氢氧化物并生成胶凝产物，在蒸压建材的生产过程中实现钢渣安定性处理和游离氧化物的活性化利用，并避免单独处置钢渣造成的活性物质损失。研究表明，8%秸秆灰和3%磷酸二氢铵作为复合助剂制备的尾矿-钢渣蒸压试块体积稳定，抗压强度达24.0MPa。通过对蒸压样品游离氧化物消解率、化学结合水量及热重、XRD分析，得出钢渣安定性处理与活性化利用机制：硅质材料与钢渣中f-CaO水化生成的Ca(OH)₂结合迅速生成对体系力学强度有益的水化硅酸钙，避免因大量Ca(OH)₂积累造成体积膨胀；磷酸盐中的NH₄⁺、H₂PO₄^-与f-MgO结合生成磷酸铵镁及其他低溶度积复盐类矿物，进而消除因f-MgO水化生成Mg(OH)₂造成体积膨胀的隐患。试样在180℃蒸压4h后，f-CaO及f-MgO消解率分别可达86.28%、89.73%。本文将为利用钢渣大比例取代水泥和石灰生产蒸压建筑材料提供理论基础，对于提高钢渣利用率、减少碳排放具有重要价值。     

天然黏土矿物在靛蓝染色废水电絮凝中的应用

为提高靛蓝染色废水电絮凝处理效率,以天然黏土矿物为协同吸附剂,采用电絮凝-吸附联合工艺处理靛蓝染色废水。探究黏土类型对絮体沉降速率和Zeta电位的影响,通过废水色度、浊度、脱色率和化学需氧量(COD)去除率评价絮凝处理效果。确定最佳黏土矿物种类并结合絮体显微观察,进一步分析黏土矿物与电絮凝的协同作用机制。结果表明:黏土矿物加入可降低Zeta电位绝对值;硅藻土与电絮凝协同的主要絮凝机制为网捕卷扫,同时兼具一定的电荷中和与吸附架桥作用;电絮凝反应结束后,仅需加入1 g/L硅藻土反应3 min,Zeta电位绝对值可达到最低,为15.585 mV,废水脱色率提升至94.08%。     

蒸汽直接接触间歇凝结界面行为及压力振荡研究进展

间歇凝结由于具有过冷水周期性进入蒸汽管并排出的特点而不同于蒸汽直接接触凝结的其他流型,该过程伴随汽液界面瞬时热质传递和强湍流。文中主要从典型周期内凝结汽液界面演变过程、压力振荡以及热量传递三个方面进行回顾和评述,就间歇凝结的时空演变而言,可大致分为5个典型阶段,即汽泡增长、汽泡破裂、过冷水被吸入蒸汽管、管内凝结以及蒸汽再次喷出。在压力振荡方面,间歇凝结压力瞬变从负峰值开始后进行正弦波动,并具有低频高振幅的特性。目前,关于汽液界面瞬时传热方面的研究仍有较大提升空间,与之相关的界面传热系数大多通过简化模型获得。此外,在展望部分还对微通道条件下间歇凝结在电器元件高效散热领域的最新应用进行了简要评述。     

防水剂种类对手术衣面料防渗透性能的影响

手术衣在临床使用过程具有重要的防护作用,传统棉质手术衣阻隔性能较差,存在病原微生物传播风险。文中选用3种不同的防水剂对目前用于手术衣制作的纯棉与涤棉面料进行处理,探讨防水剂种类、浓度对防水、防血渍等性能的影响。结果表明:使用10.0 g/L的FP-C621全氟烷烃防水剂对织物进行浸轧处理,经80℃预烘180 s、150℃焙烘90 s后,织物纤维表面可观察到无色胶状沉积物质。涤棉织物处理效果优于纯棉织物,其拒水等级为5级,耐静水压为2 993 Pa,水接触角为153.278°,初始血液静态接触角为142.640°,擦拭后无血痂残留痕迹,具备良好的防血渍渗透性能。     

气瓶内部淬火过程的流动换热特性

 大直径厚壁气瓶内部淬火时的流动换热过程极其复杂，受到多种因素的影响，而研究气瓶内部压强和温度的变化规律对改善流动换热效果、提高产品组织性能具有重要的理论指导意义。以914 mm厚壁气瓶和瓶内流体为研究对象，建立了二维等效流 固耦合模型；采用多喷嘴系统对气瓶内外进行喷水淬火，研究了气瓶总长、喷水流速及淬火时间对瓶内压强及内壁温度的影响，通过间歇淬火试验验证了数学模型的正确性。结果发现，气瓶长度对瓶内压强和瓶壁温度的影响显著，喷水流速次之，当喷水流速大于8 m/s后，水量对瓶壁的冷却效果大大降低；气瓶内壁长度方向的温度梯度分别随气瓶总长的增加和淬火时间的延长而减小，但基本不受喷水量的影响。     

双相区加速冷却处理对X80管线钢组织与性能的影响

采用双相区加速冷却法(加速冷却始冷温度为700 ℃)对X80管线钢进行热处理,获得了贝氏体和铁素体(B+F)双相组织。然后通过组织表征、力学性能测试以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性进行研究。结果表明:热处理后获得的管线钢组织由板条状贝氏体、多边形铁素体及少量马氏体/奥氏体岛组成。与热处理前相比,(B+F)双相管线钢屈强比较低,为0.65,初始加工硬化指数为0.31,均匀伸长率达8.3%,塑性显著提升;双相组织中含有52.4%的铁素体,因而耐腐蚀性明显提高。通过双相区加速冷却法获得的(B+F)两相组织在塑变过程中发生协调变形,可以适应大变形的需求,同时耐蚀性优异,为大变形管线钢实际生产提供一定的借鉴。