船用结构钢合金成分优化及耐微生物腐蚀性能研究

为了优化船用结构钢合金元素,提高其耐微生物腐蚀性能,研究了船舶用结构钢冶炼中常见的10种重金属元素对海洋微生物生长的抑制能力,探讨了金属离子毒性与细菌胞外分泌物(EPS)选择吸附的关系,并采用电化学、倒置荧光显微镜和原子力显微镜分析了经过合金元素优化后的试样的耐微生物腐蚀性能。实验结果表明,金属离子抑制毒性与 EPS 的选择吸附有密切关系,EPS 对这些金属离子的吸附能力越强,该金属离子对细菌的毒性就越大;对于革兰氏阴性菌而言,各重金属离子的毒性大小为 Cu2+> Zn2+>Ni2+>Pb2+>Cr3+>V5+>Co2+>Mo6+>Mn2+> Al3+,对于革兰氏阳性菌而言,各重金属离子的毒性大小为 Ni2+> Zn2+> Cu2+> Co2+> Cr3+>Pb2+>V5+> Mn2+> Mo6+> Al3+;优化 Ni、Cu、Cr 三种合金元素在试样中的含量,在一定程度上均可以加强试样在无菌介质和有菌介质中的耐腐蚀性能。同时提高合金元素 Ni、Cu 和 Cr 在钢材中的含量对于提高材料的耐微生物附着腐蚀性能最为显著。     

液相化学还原法制备纳米银及抗菌性能研究

选用液相化学还原法,分别在以羧甲基纤维素钠(Carboxymethyl cellulose sodium,CMC)和葡萄糖为还原剂的体系下制备纳米银颗粒,并进行了对比分析。通过紫外分光光度计、X射线衍射和透射电镜等测试手段对其进行了表征。结果表明,用CMC体系制备的纳米银粉末平均粒径为20～30nm,为多晶结构;用葡萄糖体系制备的纳米银粉末平均粒径为25～35nm,为面心结构。利用抑菌圈法对纳米银的抗菌性能进行测试,结果显示2种体系下制备的纳米银对海洋芽孢杆菌都有很好的抑制作用。     

硫酸盐还原菌生物膜下铜镍锡合金的腐蚀行为

用开路电位法、极化曲线法和电化学阻抗技术研究硫酸盐还原菌(SRB)对铜镍锡合金腐蚀行为的影响。用扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)观察铜镍锡合金的腐蚀形貌。结果表明,SRB的存在使电极开路电位从-275mV负移至-750mV,较无菌环境中开路电位(-100mV)下降了650mV,合金腐蚀加速。扫描电镜观察结果表明,合金表面生成不均匀的生物膜,主要发生点蚀和缝隙腐蚀。能谱分析显示腐蚀产物主要是铜和镍的硫化物,生物膜下铜镍锡合金发生脱镍和脱锡腐蚀。     

Martensitic transformation and mechanical properties of Ti-rich Ti-Ni-Cu melt-spun ribbon

Martensitic transformation, mechanical and thermomechanical properties of a Ti-rich Ti₅₂Ni₂₃Cu₂₅ melt spun ribbon annealed at a temperature below the crystallization temperature were studied by XRD, DSC and DMA. After annealing the initially amorphous ribbon at 400 °C for 10 h, the ribbon is fully crystallized and exhibits one-stage B2?B19 phase transformation with the temperature hysteresis of 14 °C. The annealed ribbon is composed of B2, B19 and B11-TiCu phase with (001) preferential orientation. On the stress―strain curves, the rearrangement of the martensite variants and stress-induced martensitic transformation are observed below the M_f temperature and above the A_f temperature, respectively. The annealed ribbon exhibits up to 1.6% superelastic shape recovery with small stress hysteresis of 25 MPa. No flat stress-plateau is associated with the superelasticity. The annealed ribbon shows a well-defined shape memory effect during thermal cycling from ?60 to 100 °C. The transformation strain and recovery strain increase with increasing the applied external stress. Under the external stress above 150 MPa, the shape recovery strain is not sensitive to it and keeps stable at about 1.74%.     

高吸水性复合树脂的制备及性能

使用新的交联剂合成一种新型可自降解的高吸水性复合树脂.以过硫酸铵为引发剂，柱撑膨润土层间的多羟基聚合铝阳离子为交联剂，膨润土、丙烯酸和丙烯酰胺为主要原料，采用水溶液共聚法合成高吸水性复合树脂.采用XRD测试法研究了膨润土的柱撑效果;通过研究高吸水性复合树脂吸去离子水和0.9%NaCl溶液的倍数探讨了柱撑膨润土和引发剂的最佳用量;通过观察高吸水性复合树脂吸水凝胶的状态初步探讨了复合树脂凝胶的自降解情况.结果表明：多羟基聚合铝阳离子被引入膨润土的层间，柱撑效果很好;柱撑膨润土和引发剂的最佳用量分别为单体总质量的2.4%，0.34%;所制备的高吸水性复合树脂比其他的高吸水树脂的自降解性好，在65℃下25天就已完全降解.     

烧结助剂对氮化硅陶瓷显微结构和性能的影响

氮化硅中氮原子和硅原子的自扩散系数很低，致密化所必需的扩散速度和烧结驱动力都很小，在烧结过程中需采用烧结助剂。烧结助剂是影响氮化硅陶瓷的显微结构和性能的关键因素之一。有效的烧结助剂不但可以改善氮化硅陶瓷的显微结构，而且可以提高氮化硅陶瓷的高温性能和抗氧化性能。     

二氧化钛等离子喷涂层的结构及性能

700℃、1000℃、1200℃下对纳米二氧化钛(TiO_2)粉末进行煅烧,利用大气等离子喷涂(APS)在Q235基体上制备氧化钛纳米结构涂层。运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等技术对煅烧后的粉料和涂层的显微结构、物相组成进行测试、观察、分析。实验结果表明1000℃为最佳的造粒温度,适合等离子喷涂的粉末颗粒粒径为30～90μm,流动性较好,着粉率高;涂层物相主要是金红石型TiO_2,涂层与基体的结合强度很高,达30.90MPa,涂层硬度为727.95HV。     

均匀超细Fe3O4磁流体的研究

实验研究了均匀超细Fe3O4磁流体的制备工艺，对所制得的系列磁流体进行了性能检测和结构表征。所得磁流体具有良好的稳定性和磁性能，根据电子衍射图计算了粒子的晶格常数，证明磁流体中的物质组成为Fe3O4，透射电镜(TEM)表明Fe3O4粒子细小而均匀，一般为6～8nm，具有良好的可重复性，为工业放大和产业化应用奠定了基础。     

SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Fe2O3-ZrO2-F系玻璃陶瓷的析晶

应用扫描电子显微镜、X射线衍射及示差扫描量热法等技术研究了一种SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Fe2O3-ZrO-F玻璃陶瓷析晶特征和组织形貌。结果表明:玻璃转变温度为725℃左右,在730℃后形成了分布均匀的孔状非晶态分相现象。在第一放热峰温度(820℃)析晶时,玻璃样品为表面析晶,析出晶体为钙长石(CaAl2Si2O8)和硅灰石(CaSiO3)。从表面向内部分别形成枝状晶体、枝状晶体和粒状晶体、粒状晶体三层不同的表面析晶形态。在1040℃保温后,玻璃样品中表面析晶和整体析晶共存,析出晶相均以钙长石为主。     

304不锈钢在微生物介质中的腐蚀行为

利用间歇式方法培养海水中的细菌,用极化曲线和电化学阻抗谱研究304不锈钢在有菌和无菌培养基中的腐蚀行为.研究表明,前者的阳极极化电流密度大于后者,且随着培养时间的延长,电化学阻抗值在无菌培养基中先降低后升高,而在有菌培养基中一直降低.表明海水中的细菌对 304 不锈钢的腐蚀起到促进作用,诱导了不锈钢点蚀的发生.