丁羟推进剂药浆可视化浇注试验及缺陷数值模拟EI北大核心CSCD

采用可视化真空花板浇注装置对固体发动机进行浇注实验,研究浇注过程中药浆的流动状态及产生气孔的变化规律。利用Carreau模型对浇注过程中出现的不同大小、位置的气孔进行模拟计算,得出不同条件下气孔的变化规律,并将仿真结果与试验进行了对比分析。结果表明,浇注过程中药浆堆积表面不平整,药浆先在发动机底部花板对应区域堆积一定高度后再流向四周,最终在重力作用下逐渐压实、流平;在自由液面附近贴近壳体的位置会出现大量的气孔,气孔的形成位置和形态都具有随机性;通常气孔都会先由不规则形状向近似圆形过渡再逐渐变小,并最终在一定压力作用下经过流平后逐渐消失;近似圆形气孔的存在时间与气孔直径有较大相关性,气孔直径越大,消失所需时间越长;相同大小的气孔在不同位置存在的时间亦有差异,底角位置气孔存在时间相对长,其次为贴近壳体位置,在药浆内部的气孔存在时间最短;对气孔消失过程的数值模拟与实验结果误差在20%以内,验证了Carreau黏度模型求解推进剂药浆中气孔变化过程的可行性。实验中产生的气孔经过药浆流平后最终均消失,固体推进剂完整性良好。     

高固含量改性双基推进剂流变性能的影响因素

为了了解含RDX的高固含量改性双基(CMDB)推进剂的流变性能,采用转矩流变仪研究了螺杆转速、机体温度、口模直径、口模长径比以及RDX含量对CMDB推进剂(代料或实料)流变性能的影响。结果表明:CMDB推进剂代料表观黏度会随着螺杆转速的增加、药浆温度的升高、口模长径比的增大而减小,随口模直径的增加而小幅度增加;CMDB推进剂表观黏度随RDX含量增加而减小,且随着螺杆转速的增加,表观黏度降低趋势更加明显。     

浆体流变性能对超高延性水泥基材料性能的影响

浆体的流变性能是影响纤维在水泥基材料中分散性的关键因素，是采用聚乙烯（PE）纤维制备超高延性水泥基材料（Ultra-high ductility cementitious composites, UHDCC）的重要指标。本工作通过调整水胶比和外加剂的掺量调控浆体的流变性能，研究浆体的屈服应力和塑性黏度对UHDCC流动性、拉伸、抗压和断裂性能的影响。结果表明：调整水胶比和外加剂可以调控UHDCC浆体的流变特性，其流变行为符合假塑性流体。浆体塑性黏度在1.91～6.00 Pa·s范围内的UHDCC呈现不同程度的拉伸应变硬化行为；塑性黏度的最佳范围为3.06～4.60 Pa·s，此时纤维在基体中分散更加均匀，因此UHDCC具备更加优异的拉伸性能和断裂韧度，其拉伸应变可以超过10%。     

钢渣掺量对膏体早期强度及流变特性的影响

为探讨钢渣掺量对膏体早期强度和流变特性的影响效果,设计不同钢渣掺量的膏体早期强度与流变特性实验,使用XRD、TG/DTG和SEM等手段研究胶凝材料的水化产物,利用Zeta电位和pH计分析料浆屈服应力与黏度变化机理.结果表明,钢渣掺量由30％增至50％时,膏体早期(3 d、7 d、14 d和28 d)强度先增大后减小,钢渣掺量为35％时强度最优,养护28 d的净浆试样质量总损失为23.40％,水化产物更多,结构更致密.随钢渣掺量的增大,试样的屈服应力和黏度一直增大,固体颗粒间引力大和需要外力破坏絮凝结构是料浆屈服应力高的原因,而固体颗粒间的摩擦加剧是造成料浆黏度高的重要原因.     

有机添加剂对金属Cu流延料浆流变性影响研究

采用合适的有机添加剂制备出适于流延的金属Cu料浆.研究不同有机添加剂如溶剂种类(丁酮与无水乙醇(ethanol)的混合物和纯丁酮(MEK))、粘结剂PVB含量和增塑剂的含量对金属Cu料浆的流变性能的影响.对料浆的剪切速率与剪切应力、剪切速率与黏度的关系进行了表征.研究结果表明:采用丁酮做溶剂,可以制备出黏度低、稳定性好的料浆且获得的Cu流延膜密度较高.随着粘结剂PVB含量的增加,料浆的黏度逐渐增大;随着粘结剂PVB与增塑剂的含量比P值的减小,料浆的黏度先减小后增加.所制备的Cu料浆属于宾汉姆塑性流体,呈现剪切变稀的特性,适于流延成型.     

改性聚氨酯防水材料的流变性能

利用RS150型平板流变仪测试了改性聚氨酯防水材料的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对改性聚氨酯防水材料表观黏度的影响。实验结果表明,改性聚氨酯防水涂料的表观黏度随温度的升高而降低;在实验温度范围中,改性聚氨酯防水材料的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,并且随着温度升高而增大,表明改性聚氨酯防水材料为假塑性流体;其粘流活化能E0为19.73 kJ/mol。     

乙烯-醋酸乙烯共聚物的流变性能

利用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪测试了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度的影响,研究了粘流活化能与剪切速率的变化规律。实验结果表明,乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度随温度的升高而降低;粘流活化能ΔE随剪切速率的增大而减小。在实验温度范围内,EVA熔体的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,说明EVA熔体为假塑性流体。     

含短切玻璃纤维的水玻璃精铸涂料的流变性

将占耐火粉料0%~0.5%(质量分数)的短切玻璃纤维加入到制壳用涂料中,配制纤维增强水玻璃型壳用涂料。采用R/S流变仪测试不同纤维加入量条件下涂料的流变性,研究短切玻璃纤维加入量对涂料流变性的影响规律。结果表明:含纤维涂料的表观黏度随着剪切速率的增大而逐渐减小,且均具有剪切稀化的特性,其变化规律与不含纤维的涂料相似。含纤维涂料表观黏度值均高于不含纤维涂料;在相同剪切速率下,含0.3%纤维的涂料表观黏度值均高于其他涂料。随着短切玻璃纤维加入量的增大,涂料的高剪黏度值先增加后减小。含0.3%短切玻璃纤维涂料的高剪黏度值最大,约为102.6×10~(-3)Pa·s,比不含纤维的涂料增大约31.9%;且该涂料的触变环面积达到最大值11.8Pa·s~(-1),触变性好。未发现短切玻璃纤维的加入对涂料的屈服值及悬浮性有显著影响。     

莰烯基碳/碳化硅料浆制备工艺研究

研究了分散剂种类及其用量对莰烯基碳黑料浆分散性的影响,研究了分散剂种类及其用量、固相含量、表面改性对莰烯基碳化硅料浆分散性的影响.通过优化制备参数,制备出炭黑含量为10％(质量分数),固相含量达70％(体积分数),在50s-1剪切速率下表观黏度为0.9Pa·s,满足室温冷凝浇注成型的莰烯基碳粉/碳化硅料浆.     

HTPB/RDX/Al/DOA复合体系流变特性研究

为研究剪切速率对端羟基聚丁二烯(HTPB)/黑索金(RDX)/铝粉(Al)/己二酸二辛酯(DOA)即(HTPB/RDX/Al/DOA)复合体系流变特性的影响,在50℃和60℃、不同剪切速率条件下,对固体组分(由RDX和Al不同配合比组成)不同用量制得的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系进行流变测量。研究表明,对固体组分用量小于60%的复合体系,流变特性表现为牛顿流体特性,随着固体组分用量的增大,零剪切速率的表观黏度依次增大,非牛顿流体特性依次增强,固体组分用量为90%制得的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系,在60℃条件下,零剪切速率对应的表观黏度为82.7Pa·s,剪切速率为200s-1的表观黏度为1.9Pa·s。对于70%、80%、90%的HTPB/RDX/Al/DOA复合体系,存在一个黏度转变的临界剪切速率,在剪切黏度小于该临界剪切速率条件下,体系黏度不变。     

压力对PET/PA6共聚物流变行为的影响

利用毛细管流变仪及反向压力腔组件在毛细管出口压力高于常压条件下,对聚对苯二甲酸乙二醇酯/尼龙6(PET/PA6)共聚物熔体的流变行为进行了研究。结果表明,在恒定剪切速率下,随着毛细管内平均压力(pm)的增大,剪切黏度逐渐增大,在实验温度为300℃和剪切速率为108 s-1时,剪切黏度从10 MPa的130 Pa·s增到大50 MPa的215Pa·s;随着剪切速率的增大或温度的升高,pm对剪切黏度的影响均逐渐减小;同时压力系数随着剪切速率的增大和温度的升高而呈下降趋势。     

聚羧酸减水剂阴离子密度对水泥净浆表观黏度的影响

研究了不同羧酸根密度、磺酸根密度的聚羧酸减水剂(PCE)对水泥净浆表观黏度的影响。结果表明,掺短侧链PCE净浆的表观黏度均随羧酸根密度的增加而升高,而掺长侧链PCE净浆的表观黏度则呈现先降低后升高的趋势。当丙烯酸(AA)和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG2400)的比为3.5∶1(mol,摩尔比)时,表观黏度最低;随着甲基丙烯磺酸钠(MAS)加入量增加,净浆表观黏度先升高后降低。大部分掺PCE的净浆表观黏度会随着搅拌时间的延长,以及温度的升高而升高。     

基于CFD模拟的新拌混凝土泵送压力损失预测

混凝土泵送技术在土木工程中的应用越来越普遍,但是泵送压力的预测长期缺乏有效的技术手段,工程应用中依赖大型盘管实验,消耗大量人力物力。本工作通过计算流体动力学(CFD)模拟研究了混凝土流变参数对混凝土泵送压力损失的影响,并将模拟结果与实验值进行对比,结果表明,SST·k-ω湍流模型能够针对混凝土材料的特性,准确预测混凝土泵送压力损失,粘度是影响泵压损失的主要因素,单位长度的泵压损失与粘度成正比,粘度越大,混凝土由于剪切作用受到的阻力越大,导致泵压损失增大;泵压损失随着屈服应力的增大而减小,且在混凝土屈服应力小于150 Pa时,随着屈服应力的增大,泵压损失降低程度更显著,当屈服应力大于150 Pa时,屈服应力对泵压损失的影响不明显。此外,研究了混凝土流变参数对泵压损失的影响机理,结果表明,混凝土流变参数是影响泵压损失的主要因素,新拌混凝土屈服应力增大,则泵管中剪切层的厚度减小,从而降低泵管中单位长度的泵压损失;新拌混凝土粘度增大,则泵管中由于剪切作用造成的阻力增大,进而增大泵管中单位长度的泵压损失。     

连续冷却搅拌A2017半固态合金流变行为研究

采用回转式熔体物性综合测试仪测定了A2017合金半固态浆料在连续冷却搅拌条件下的表观黏度变化,对其组织变化进行分析,研究了连续冷却搅拌条件下A2017合金半固态浆料的流变行为.实验结果表明,连续冷却搅拌条件下,A2017合金半固态浆料的表观黏度随固相率的增大而增大;在固相率一定的情况下,降低冷却速度或增大剪切速率,均导致表观黏度降低.显微组织观察表明,半固态浆料的流变行为与其微观组织结构有很强的关联,降低半固态浆料温度,浆料固相颗粒含量增加,表观黏度增大;降低冷却速度或增大剪切速率有利于半固态浆料固相颗粒形态向非枝晶形态的转变,因而半固态浆料表观黏度降低,流动性好.     

颗粒性质对凝胶流变性的影响EI北大核心CSCD

颗粒性质能够显著改善凝胶性能,为分析颗粒性质对凝胶流变性的影响,以瓜尔胶基水凝胶和玻璃微珠、氧化铝粉、炭粉等颗粒为原料,利用激光粒度仪、扫描电子显微镜、真密度分析仪和旋转流变仪等开展了研究。通过考察颗粒粒径、形状、密度和浓度等参数,揭示了颗粒的加入对凝胶表观黏度和屈服应力等性能的影响。结果表明,凝胶中加入颗粒会显著增加其黏度;凝胶的黏度随颗粒粒径的增大而增加,随颗粒界面粗糙度的增加而增加,随颗粒真实密度的增加而减小;凝胶的屈服应力与其黏度的变化规律相似。研究结果可为凝胶流变性的调控提供参考。     

废弃丁羟粘合剂导电、导热性能的测定

提取了丁羟推进剂里高氯酸铵之后的废弃物中,丁羟粘合剂和铝粉是其主要组分物质。以丙酮为溶胀溶剂,添加乙烯基纤维素(EC),将去除了高氯酸铵之后的废弃丁羟粘合剂颗粒重新粘合,用特制的模具将其压制成测试所需的试片。测定了废弃丁羟粘合剂试片的密度、导热性能、导电性能,并讨论了环境湿度、试片密度和厚度对其导电、导热性能的影响。     

固体推进剂装药领域丁羟衬层研究进展

丁羟衬层是一种壳体粘接式固体火箭发动机装药常用的粘接材料,主要作用是实现固体推进剂与绝热层的可靠粘接,保证推进剂按照设计规律进行燃烧,保证发动机的正常工作。主要介绍了壳体粘接式固体火箭发动机装药领域丁羟衬层力学性能、装药粘接性能、老化性能及成型工艺方面的研究进展,并对今后丁羟衬层的研究方向提出了展望。     

固体推进剂药浆收缩流动数值模拟与实验验证

利用Phan Thien-Tanner(PTT)黏弹本构模型,通过CFD黏弹性流体软件Ansys-Polyflow对固体推进剂药浆4∶1收缩流进行数值仿真模拟,研究了固体推进剂药浆在不同松弛时间,流道收缩口处的等值线流体形态、流动速度、法向应力效应等特性。研究表明,随着松弛时间延长,流体的韦森堡效应逐渐增大,在收缩流道入口的角落处产生涡流或二次流现象越明显;在收缩流道入口处,由于流动面积减小,为保证流体质量守恒,流体沿着中心轴流动方向加速,且速度梯度方向与流体的流动方向一致,即中心轴处产生了大应变速率的拉伸流动,远离中心轴靠近壁面处流动以剪切流动为主。     

聚乙烯醇水溶液的剪切流变行为

研究了不同浓度和分子量的聚乙烯醇(PVA)水溶液的流变性能。讨论了剪切速率和温度对PVA水溶液的表观黏度、非牛顿指数和粘流活化能的影响。实验结果表明,随剪切速率增加,不同浓度和聚合度样品间黏度的差别降低,所有PVA水溶液均显示剪切变稀行为。随PVA浓度提高,溶液的非牛顿指数是先增大后降低。同时发现剪切速率的变化影响PVA水溶液黏度的温度依赖性。     

浸没沉淀法制备杂萘联苯共聚醚砜膜的凝胶动力学研究

以杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,对浸没沉淀法制备PPBES非对称膜的凝胶动力学进行研究.采用3D数字显微镜观察了PPBES/PVP/DMAc体系的凝胶过程,并计算成膜动力学因子(D_e)以表征凝胶速度,系统考察了聚合物、添加剂浓度及凝胶介质中溶剂含量对PPBES铸膜液凝胶化速度和结构的影响.采用数字黏度计探究铸膜液表观黏度与PPBES及PVP浓度的关系,以及黏流活化能对D_e的影响.结果表明,PPBES浓度增大,D_e由10 633μm²/s降至4 599μm²/s,凝胶速度降低,指状大孔逐渐消失;PVP含量增加,凝胶速度先增大后降低,凝胶结构从指状孔转变为海绵孔;凝胶介质中DMAc的含量增加,凝胶速度降低.混合溶液的表观黏度与PPBES和PVP浓度呈正相关关系;PPBES浓度升高,聚合物溶液的黏流活化能增大,D_e下降.