中温相变微胶囊研究现状与进展

总结了中温相变微胶囊的制备及理论研究方法,并对相变微胶囊壁材的实验研究文献进行了总结,同时根据中温相变微胶囊的应用领域对相关文献进行了分类和总结。在相变微胶囊制备中,在外壳材料中添加纳米粒子、使用改性材料或添加交联剂可有效增强相变微胶囊的性能;相变微胶囊的理论研究多针对于相变微胶囊与流体结合、相变微胶囊添加到织物中的特性分析,对余热利用、蓄放热装置应用的理论研究较少;相变微胶囊的外壳材料和囊芯材料种类繁多,其中外壳材料以树脂类材料居多,囊芯材料以石蜡居多;中温相变微胶囊具有很高的蓄热能力,主要应用在可再生能源消纳、余热利用领域。     

UF/石蜡储能微胶囊的制备与表征

以石蜡为囊芯,尿素-甲醛树脂为囊壁,运用原位聚合法合成相变储能微胶囊材料.采用光学显微镜观察微胶囊形成过程,扫描电子显微镜观察微胶囊的表面形貌和壁厚,用红外光谱仪表征微胶囊的化学成分,用差示扫描量热仪研究微胶束相变储能性能.研究表明,脲醛树脂可有效包覆石蜡,形成粒径分布均匀的相变储能微胶囊,该材料具有储能效果,可用于设计储能建筑材料.     

微胶囊自调温相变涂料的制备及表征

采用溶剂挥发的方法,以聚甲基丙烯酸甲酯为胶囊壁材,对CaCl2.6H2O进行包覆制备微胶囊相变材料。讨论了壁材、芯材质量比对微胶囊相变材料性能的影响。将微胶囊相变材料加入到内墙涂料中制成自调温涂料,并对其性能进行测试,结果表明,涂料中的微胶囊粒径均匀、壁材完整;相变焓随着微胶囊质量分数、涂料放置时间的不同而有微小改变。     

相变材料微胶囊的制备及应用

采用原位聚合法合成了以正十八烷为囊芯、三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁的相变材料微胶囊,并用其时棉织物进行了整理.用扫描电镜、激光粒度仪对微胶囊及整理后织物的形貌、粒度进行表征,并时微胶囊及整理后织物的热性能进行了研究,结果表明:微胶囊粒径小,粒径分布窄,具有较高的相变焓;整理后织物具有蓄热调温功能.     

不饱和聚酯/微胶囊复合材料自修复性能

以双酚A型环氧树脂(E-51)为囊芯,脲醛树脂(urea-formaldehyde,UF)为囊壁,采用原位聚合法合成微胶囊,制备不同微胶囊含量的聚酯/微胶囊材料.通过电子拉力机测定材料的力学性能,扫描电子显微镜观察试件断面形貌.微胶囊对聚酯材料具有增韧和修复作用.自修复机理是微胶囊在裂纹前端应力作用下,囊壁出现破裂,囊芯环氧树脂流出并流入裂缝,将裂缝面黏合,达到自修复效果.自修复材料的设计及工程应用,对延长材料在受到冲击、加载和高温条件下的使用寿命和提高工程安全具有重要意义.     

微胶囊相变材料制备及其在红外隐身涂料中的应用

为了有效提高红外隐身涂料的性能,采用微胶囊技术对相变材料进行封装,将其制成红外隐身涂料并应用于军事目标中,以控制目标表面热惯量及表面温度,消除或降低目标与背景的红外辐射差别,从而实现对背景红外特征的模拟。根据一般目标表面温度和相变材料所满足的条件,分别以聚酰胺为囊壁材料,正十四烷、正十八烷、石蜡为囊芯制备了3种不同相变温度的微胶囊相变材料,经过性能测试符合预期要求。并将其制成红外隐身涂料后涂覆在卡车模型上,结果表明,在荒漠丘陵热图背景下,明显提高了目标的红外隐身性能。     

相变材料微胶囊的制备与性能表征

以乳液聚合获得的苯乙烯（St）与共聚单体甲基丙烯酸（MAA）的共聚物做壁材,包覆相变材料正十八烷制备微胶囊,十二烷基硫酸钠（SDS）作乳化剂,探讨了乳化时间、交联剂、引发剂种类及用量对微胶囊制备的影响;采用扫描电子显微镜、差热-热重分析仪、差示扫描量热仪对制备的微胶囊进行性能表征,得到制备苯乙烯-正十八烷相变材料微胶囊的合适工艺.结果表明：乳化时间30 m in,采用质量分数1.8%的偶氮二异丁腈（AIBN）做引发剂获得的微胶囊,成囊性和分散性好;添加二乙烯基苯（DVB）不利于成囊;微胶囊的壁材有一定的耐热性,且热焓值较理想,相变热焓约137.5 J/g.     

预聚体溶液与芯材含量对原位聚合法制备微胶囊相变材料的影响

采用原位聚合法制备了以脲醛树脂为壁材的微胶囊相变材料,利用FTIR分析了微胶囊的化学结构,采用SEM对脲醛树脂预聚体溶液的滴加速度对微胶囊表观形貌的影响进行了分析,并采用DSC对不同芯壁比对微胶囊的包封率进行了比较.实验结果表明,随着预聚体滴加速度的减慢,微胶囊表面凝聚现象减少,球面光滑度增加;微胶囊的包封率和相变潜热随芯壁比的增加而增加;当芯壁比达到2时,微胶囊的包封率和相变潜热开始下降.     

碳纳米管复合相变微胶囊的过冷性

采用原位聚合法合成了以溴代十六烷为囊芯、三聚氰胺-甲醛树脂为囊壁、掺杂多壁碳纳米管(CNT)的复合相变微胶囊;采用扫描电镜表征微胶囊的形貌,用差示扫描量热法( DSC)分析微胶囊的热性能,并对不同CNT的用量、不同甲醛/三聚氰胺摩尔比对包裹率、过冷度的影响进行了研究.结果表明:碳纳米管复合相变微胶囊的外观呈圆球形,其平均粒径为2.47～5.44 μm;加入CNT后,微胶囊的包裹率略有降低,从75%降低到62%,但随着CNT用量的提高可显著调节微胶囊的结晶温度,并使过冷度从9.77℃降低到6.84℃.     

乳液聚合法制备石墨烯改性MUF/石蜡相变材料微胶囊

以石蜡为芯材,MUF树脂为壁材,石墨烯作为改性添加剂,采用乳液聚合法制备相变微胶囊。采用FI-IR,FE-SEM,DSC,TG等测试方法对相变微胶囊的形貌和热性能进行表征,并讨论了微胶囊制备工艺中的乳化转速与相变微胶囊粒径分布的关系,建立了高斯分布模型。结果表明:微胶囊呈圆球状,表面较为光滑。其囊壁约为75 nm,且具有较好的弹性。微胶囊的粒径分布基本服从于高斯分布。微胶囊的平均相变潜热为144.1 J/g,对石蜡的包覆率为64.3%,且无明显的过冷现象,经过120次热循环测试后质量的衰减率为1.88%,对石蜡起到了明显的保护作用。     

丙烯腈/丙烯酸甲酯与相变微胶囊共混物薄片的制备及性能表征

采用水相沉淀聚合法制备相变材料微胶囊质量分数为0%～25%的丙烯腈/丙烯酸甲酯共聚物的混合物,经熔融压制成厚度为1 mm的薄片;分别采用差示扫描量热分析仪(DSC)、X-射线衍射分析仪(XRD)、动态热机械性能(DMA)和扫描电子显微镜观察(SEM)对混合物薄片的结构和性能等进行分析测试.结果表明:相变材料微胶囊的加入使混合物薄片的玻璃化转变温度升高,薄片的熔融焓和结晶焓随微胶囊含量的增加而增大.     

时速350km／h高速铁路斜拉桥计算分析中参考的几个方面探析

大跨度斜拉桥由于具有刚度大、噪声小、成本低、维修养护方便等特点,在高速铁路上得到了一定的应用。目前中国建设的几条客运专线桥梁普遍采用中小跨,但是将来一些特殊地段修建高速铁路时须采用斜拉桥,高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁,桥梁出现较大的挠度会直接影响桥上轨道的平顺性,造成结构物承受很大的冲击力。在斜拉桥计算分析中应对冲击系数、抗震、抗风、结构计算图式、列车安全性和舒适性等方面引起注意,从而使计算分析的斜拉桥的物理、力学性能及结构可靠度满足高速铁路列车运行安全和乘客舒适的要求。     

掺土煤矸石的力学性能试验研究

对不同比例的掺土煤矸石试样在室内进行了一系列的力学性能研究,为煤矸石在高速公路工程中的应用提供科学依据.研究结果表明,在煤矸石中掺加适当比例的粘土,可以提高煤矸石的抗剪强度,改善煤矸石的稳定性与压实性.表明掺土煤矸石满足路堤填筑材料对力学性能的要求,将掺土煤矸石应用于高速公路工程是可行的.     

剪力墙结构智能化生成式设计方法：从数据驱动到物理增强

建筑结构的智能化方案设计是智能建造的重要内容。既有研究提出了基于深度神经网络的剪力墙结构生成式设计方法框架、智能设计算法、设计性能评价方法等,完成了从数据驱动到物理增强的智能化设计方法的发展,但目前尚未有研究针对不同设计条件下数据驱动和物理增强方法的设计能力进行详细对比,且基于计算机视觉与基于力学性能的评价方法尚未有明确的关系,难以有效保证计算机视觉评价方法的合理性。基于深度生成式算法对比和算例分析,开展数据驱动和物理增强数据驱动方法的详细对比,并进一步验证基于计算机视觉评价与基于力学分析评价方法的正相关性。结果表明：数据驱动的方法易受到数据质量与数量的约束,而物理增强数据驱动的方法设计性能更加稳定,基本摆脱数据质量和数量的约束;基于计算机视觉综合评价指标SCV的合理性阈值为0.5,对应力学性能差异约为10%。     

单调荷载下开洞短肢剪力墙力学性能的有限元分析

为了研究开洞口对L形截面短肢剪力墙力学性能的影响,在短肢剪力墙的截面尺寸和配筋率保持不变的情况下,运用ANSYS有限元软件,对不同开洞率的短肢剪力墙的力学性能进行研究,分析短肢剪力墙的承载力和屈服位移。模拟结果表明,短肢剪力墙的承载能力随着短肢剪力墙开洞率的增加而降低,短肢剪力墙腹板底部以及开洞处是试件最薄弱的部位,开洞会降低短肢剪力墙的单调荷载下的力学性能,短肢剪力墙开洞直径不宜过大。     

有无填充墙的矩形钢管混凝土框架结构抗震性能对比试验

目的对比分析有无填充墙的矩形钢管混凝土框架的抗震及其受力性能,为框架的抗震应用提供理论依据和技术支持．方法对矩形钢管混凝土框架在水平方向上施加低周反复荷载,竖直方向上施加恒定的竖向荷载,以柱的含钢率作为对比分析指标进行试验研究．结果对于有无填充墙的矩形钢管混凝土框架结构体系,前者的承载能力明显优于后者．无填充墙的框架结构的延性系数在5．56～6．80,延性满足抗震要求;而带填充墙的框架结构变形能力稍弱,延性系数在4．07—4．27,但其破坏过程总体比较缓和,也满足延性框架位移延性系数大于4．0的要求．结论有填充墙的矩形钢管混凝土框架结构的抗震性能较好,实际工程应用中,应充分发挥填充墙的作用．     

高锰钢环锤的节能固溶工艺研究

针对高锰钢环锤使用过程中出现裂纹、断裂、耐磨性差等缺陷,通过改进环锤消失模铸造工艺和利用铸造余热进行节能固溶处理来提高环锤的机械性能。研究结果表明：环锤浇注后,控制铸件在1180℃出箱,经节能固溶处理,铸态的硬度为HB≥205,冲击韧性％达197J·cm^-2,可满足产品使用性能要求。这一生产工艺大幅度缩短了生产周期,节约了生产成本,具有明显的市场竞争优势。     

Progress in Light-weight High Entropy Alloys

High entropy alloys (HEAs) possess good mechanical properties and a wide range of industrial applications.In this paper,phase formation prediction theory,microstructure,properties and preparation methods of light-weight HEAs (LWHEAs) were reviewed.The problems and challenges faced by LWHEAs development were analyzed.The results showed that many aspects are still weak and require investigation for future advanced alloys,such as clarification of the role of entropy in phase formation and properties of HEAs,improved definition and different generations division of HEAs,close-packed hexagonal (HCP) phase structure prediction and corresponding alloy design and fabrication.Finally,some suggestions were presented in this paper including in-depth research on formation mechanism of multi-component alloy phase and strengthening of large-scale HEA preparation methods via technology compounding and 3D printing technology.Also,there is a need for more research on the in-situ preparation of HEA coatings and films,as well as developing LWHEAs with superior strength and elevated temperature resistance or ultra-low temperature resistance to meet the requirements of future engineering applications.     

建筑材料密强综合评价方法

建筑材料具有高强度和低密度的要求,有必要建立适合优化选择其力学性能的评价指标。在密度和强度评估的背景下,提出对建筑材料密度和强度进行综合评价的密强法。基于密强法进行了不同材料之间的优选和同一材料不同参数之间的优选,研究了不同建筑材料的密度和强度参数在密强图的分布情况。结果表明：不同材料在密强图上的密强不同,在优选材料时可由密强图分别计算出各材料的相对密强改进量及改进角,进行比选;同一材料在不同参数下的密度与强度的表现不同,由密强图可对影响材料性能的因素进行优选;密强能综合反映建筑材料密度和强度的性质,是表达材料轻质高强性的一种直观易懂的方法。     

型钢桁架混凝土剪力墙的非线性有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS进行了型钢桁架混凝土中高剪力墙和低矮剪力墙的实体有限元分析,得到了型钢桁架混凝土剪力墙在顶部水平荷载单向加载作用下墙体的变形性能,裂缝出现、发展、分布形态,试件破坏的形态,水平荷载-位移骨架曲线,以及试件开裂荷载、极限荷载、初始刚度、屈服刚度等力学指标。结果表明,有限元模型分析结果与试验结果吻合很好,可为此类构件的受力性能分析提供一种有效手段。