水煤浆喷嘴材料的应用研究

水煤浆技术是我国洁净煤发展战略的重要组成部分 ,而喷嘴是水煤浆燃烧器中的关键部件之一 ,喷嘴材料的抗磨和抗热冲击性能直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。文章对国内外水煤浆喷嘴材料的研究和应用进行了评述 ,并提出了今后水煤浆喷嘴材料的研究和发展方向。     

纳米Ti(CN)基金属陶瓷烧结过程中的组织结构演变

用分段真空烧结、背散射扫描电镜、透射电镜和能谱分析等手段研究纳米Ti(CN)基金属陶瓷在烧结过程中的组织结构演变。结果表明:纳米Ti(CN)粉末金属陶瓷在1 200℃以后开始发生剧烈的固相反应,纳米Ti(CN)粉末与M反应形成富M(M=Mo,W,Ta)的(Ti,M)(CN)固溶体为核,贫M的(Ti,M)(CN)固溶体为环的“亮芯黑环结构”,在1 350℃即可获得致密的合金。而微米金属陶瓷中Ti(CN)粉末颗粒很少参与固溶反应而成为核,富钨和富Mo的固溶体为环,形成“黑芯亮环结构”,烧结温度在1 400℃以上才能获得致密合金。     

氮化硅陶瓷水煤浆喷嘴的损坏机理

用热压烧结法制备了Si3N4/TiC和Al2O3/TiC陶瓷水煤浆喷嘴.测量了喷嘴的磨损质量损失,用扫描电子显微镜观察了喷嘴磨损后的表面形貌,研究了其磨损特性.结果表明:陶瓷水煤浆喷嘴材料的硬度和断裂韧性对其热冲蚀磨损有重要影响.在相同条件下,硬度较高的Al2O3/TiC陶瓷喷嘴的磨损率较低,而断裂韧性较高的Si3N4/TiC陶瓷喷嘴的热冲击损伤较小.陶瓷喷嘴磨损表面因区域不同而显示不同的特征,Si3N4/TiC陶瓷喷嘴的损坏机理主要表现为塑性变形、脆性断裂、研磨损伤、热裂纹和热崩.     

基于梯度功能的陶瓷水煤浆喷嘴的设计

在分析水煤浆喷嘴工作特性和磨损机理的基础上,提出了梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴的设计模型,’并对单向梯度功能陶瓷喷嘴的残余应力进行了有限元分析。结果显示,梯度功能陶瓷喷嘴内部的残余压应力能缓解喷嘴工作时的热应力,提高陶瓷喷嘴的抗热冲蚀磨损能力。     

陶瓷喷砂嘴的冲蚀磨损机理研究

以B4C和Al203／(W，Ti)C陶瓷材料制备喷砂嘴，以SiC和Al2O3作为冲蚀磨料进行了喷砂冲蚀试验。研究了陶瓷喷嘴材料的冲蚀磨损机理以及不同冲蚀磨科对陶瓷喷嘴冲蚀磨损的影响。结果表明：喷嘴材料的硬度对陶瓷喷嘴的冲蚀磨损起重要作用。在相同条件下，具有高硬度的B4C陶瓷喷砂嘴的磨损率较小，相对硬度较低的Al2O3/（W,Ti）C陶瓷喷嘴磨损率较大。B4C陶瓷喷嘴的主要磨损机理为脆性断裂，而Al2O3/（W,Ti）C陶瓷喷嘴的主要磨损机理为微观切削。冲蚀用磨科的硬度和粒度对陶瓷喷嘴的磨损也有一定的影响，磨料的硬度和粒度越大，陶瓷喷嘴的磨损速度加快。     

梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴的热分析

采用有限元法对梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴和均质陶瓷水煤浆喷嘴的残余应力、温度场及其热应力进行了分析计算．并对二种喷嘴实验后的表面形貌进行对比。结果显示：在相同的工作条件下,两种陶瓷喷嘴温度场的分布相似,温度的大小接近,但梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴产生的热应力较均质喷嘴小,其出口端面的热冲击损伤明显小于均质喷嘴。     

镁合金表面TaC/TaC-Mg/Mg梯度涂层的 残余热应力分析

采用间歇式挤出发泡工艺制备淀粉/PVA复合发泡材料。在淀粉含量固定、甘油作为增塑剂的情况下,研究偶氮二甲酰胺（AC发泡剂）与聚乙烯醇（PVA）的含量对发泡材料的表观密度、发泡倍率、相对硬度、吸水性能、回弹性能以及压缩性能等的影响。结果表明：随着PVA含量的升高,复合材料的表观密度和压缩模量减小,回弹性能变好。PVA含量对吸水率影响不明显,吸水率稳定在20%左右。吸水至饱和状态后,相对硬度随着PVA含量的增加而不断增加。随AC发泡剂含量的升高,复合材料的表观密度减小,相对硬度降低,发泡倍率和回弹率增加,材料的泡孔孔径逐渐增大但是发泡孔径的均匀性变差。当PVA、AC发泡剂的添加质量分数分别为30%, 1%时,复合材料性能最优。     

基材清洗工艺对SiO2/PET膜基结合强度的影响

采用磁控溅射工艺,在PET表面沉积Si O2薄膜,利用SEM观察镀膜的表面形貌,通过附着力测试仪检测Si O2/PET膜基的结合强度,研究基材PET表面清洗工艺对Si O2/PET膜基结合强度的影响。结果表明:结合强度因PET基材表面清洗工艺的不同而不同,其中经等离子清洗的膜基结合强度最大,达0.14MPa,分别较深度清洗、一般清洗和不清洗的膜基结合强度高7.83%,27.27%,55.56%;等离子清洗工艺参数对膜基结合强度有较大影响,随着清洗时间的增加、氩气流量的增大和清洗功率的提高,膜基的结合强度均呈现出先增大后减小的变化趋势。     

切削刀具与加工对象的匹配研究

根据国内外研究现状 ,对切削刀具与加工对象的合理匹配问题进行了综合评述     

MgO过渡层对PET基SiO2薄膜结合强度的影响

采用磁控溅射镀膜机制备了含有MgO过渡层的SiO2/MgO/PET复合薄膜,并通过垂直拉伸法测量了所得复合薄膜的结合强度,探讨了过渡层对复合膜结合强度的影响规律.结果表明:在PET基材与SiO2膜层之间引入MgO过渡层后,SiO2/MgO/PET复合膜的结合力较SiO2/PET复合膜提高了80%以上;MgO过渡层的制备参数对SiO2/MgO/PET复合膜的结合强度有着重要影响,结合强度随本底真空度的增高而增大,随射频功率、氩气流量、溅射时间的增大而呈现先增大后减小的变化规律;4个制备参数对结合强度的影响程度由大到小依次是本底真空度、射频功率、氩气流量和溅射时间;4个制备参数较优的水平组合为本底真空度0.5×10-3Pa、射频功率250 W、溅射时间12 min、氩气流量20 mL·min-1.