多层石墨膜-陶瓷复合材料的制备及其导热性能

采用热压成型工艺成功制备了多层石墨膜-陶瓷复合材料,研究了成型工艺参数,如压力、温度对试样Z轴方向导热性能的影响,以及石墨膜层数对复合材料导热性能的影响。结果表明:当成型压力1 MPa时,陶瓷粘接剂内部会产生裂纹甚至破碎,当成型压力1 MPa时,陶瓷粘接剂不致密,内部有许多微小的孔洞,当成型压力为1 MPa时,试样内部孔隙相对较少,表面较平整;石墨膜-陶瓷复合材料Z轴方向的导热系数随成型温度升高而增大,随石墨膜层数增加而增大,但其抗弯强度随石墨膜层数增加而降低。当石墨膜层数为5层时,多层石墨膜-陶瓷复合材料Z轴方向导热系数能达到6.5 W·m~(-1)·K~(-1),抗弯强度达到15 MPa,可作为热界面材料,替代导热硅胶片。     

砂型铸造用型砂热物性参数的研究

利用数值模拟和试验的方法,研究了铸造生产用型砂的热物性参数。结果表明:型砂与铸件间距离对浇注后型砂温度变化影响明显;型砂导热系数随温度升高呈现"V"形变化趋势,即当型砂温度低于400℃时,型砂导热系数下降,温度高于400℃后,导热系数增加;而型砂的比热则呈现随温度升高而升高的趋势,但温度低于600℃时,比热明显增加,当温度高于600℃时,比热增加缓慢。     

浸渗温度对SiC/Al双连续相复合材料界面组织和导热性的影响

采用原位反应无压浸渗工艺,制备了Si C/Al双连续相复合材料,研究烧结温度对Si C/Al双连续相复合材料的导热性能的影响,观察Si C/Al双连续相复合材料的表面形貌。结果表明:Al合金熔体在无压下能渗入三维网状Si C多孔陶瓷孔隙,形成组织均匀具有网络贯穿结构的Si C/Al双连续相复合材料。浸渗温度对复合材料的导热系数影响很大,当浸渗温度为900、1000、1100和1200℃时,复合材料室温下的导热系数分别为167.4、160、154和152 W/(m·K),与浸渗温度900℃相比,浸渗温度1200℃复合材料室温下的导热系数下降了9%。因此,在保证浸渗完全的情况下,随着浸渗温度的升高,复合材料的导热性能越来越差,这主要是由于高温下熔融Al液与Si C陶瓷之间发生界面反应所致;适当地降低熔渗温度可以减缓界面反应的程度,从而提高复合材料的导热性能。本实验的最佳工艺条件为N2气氛,900℃保温3 h。     

复合电沉积制备W-Ni-Cu梯度材料的组织及性能

采用熔盐电沉积与水溶液电沉积工艺制备了W-Ni-Cu复合材料。经800℃依次保温60、120、180 min退火后,可获得梯度层厚度分别为25、35、45μm的W-Ni-Cu梯度材料,其中Ni起到桥接W和Cu的作用。试样经热冲击和热疲劳试验处理后,表面无突起、裂纹或脱落现象,说明镀层与基体之间具有良好的冶金结合性能。导热性试验表明,在25~800℃范围内,纯W板和W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随温度升高而降低;相同温度下,纯W板的导热系数比W-Ni-Cu梯度材料的导热系数大,且W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随梯度层厚度升高而降低。     

W-Ni-Cu功能梯度材料的制备及性能研究

采用熔盐电沉积与水溶液电沉积工艺制备了W-Ni-Cu复合材料。经800 ℃依次保温60 min、120 min、180 min退火后,可获得梯度层厚度分别为25 μm、35 μm、45 μm的W-Ni-Cu梯度材料,其中Ni起到桥接W和Cu的作用。试样经热冲击和热疲劳试验处理后,表面无突起、裂纹或脱落现象,说明镀层与基体之间具有良好的冶金结合性能。导热性试验表明,在25～800 ℃范围内,纯W板和W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随温度升高而降低;相同温度下,纯W板的导热系数比W-Ni-Cu梯度材料的导热系数大,且W-Ni-Cu梯度材料的导热系数随梯度层厚度升高而降低。     

滚筒导热系数对外热式回转窑内物料传热的影响

滚筒导热系数对物料在外热式回转窑内的传热特性影响巨大,将离散元方法与传热模型相结合,使用EDEM及C++等软件模拟外热式回转窑内物料的传热过程,研究滚筒导热系数对物料平均温度、物料温度标准差及物料总传热系数的影响规律,进而从微观上对回转窑内物料传热的两个步骤进行区分建模,并分别讨论滚筒导热系数在传热每一步骤中所起的作用。结果表明:在滚筒导热系数不断增大的过程中,回转窑内物料温度分布依次呈现出"整体缓慢加热-不规则冷核-规则冷核"特征;滚筒导热系数在一定范围内增大对物料传热有促进作用,超出一定范围后,继续增大对传热无显著影响;物料温度标准差增大阶段,滚筒导热系数越大,物料均匀性越差,随着加热进行,滚筒导热系数的增大对物料温度均匀性有促进作用;颗粒从筒壁吸收的总热量及相互接触颗粒间传递的总热量均随滚筒导热系数的增大而增大。     

粉焦对沥青浸润和结焦体反应性的影响研究

采用粉状煅后焦与沥青混合焙烧制备出"结焦体",运用SEM对沥青浸润不同粒度煅后焦颗粒的形貌进行分析,对"结焦体"和煅后焦CO_2/空气反应性进行测定。结果表明:"微细颗粒与沥青的混合体"填充大颗粒表层部分孔隙;"结焦体"的CO_2反应残余率仅为煅后焦的3/4~1/2左右;"结焦体"的空气反应性速率远大于煅后焦,受微量元素影响尤为显著;不同硫含量石油焦差异性较大,不能简单以硫含量高低来衡量。     

罐式炉低温煅烧理论的研究与应用

通过实验室研究,分析罐式炉煅后焦晶粒尺寸和煅后焦质量指标与最高煅烧温度的关系,得到如下结论:煅后焦最高煅烧温度控制在1200～1250℃,较传统的罐式炉工艺低50～100℃,更加适合预焙阳极的生产。鉴于此提出罐式炉低温煅烧理论,并通过现场应用,实际应用结果表明:同尺寸的炉型,低温煅烧产量较传统的高16%;煅烧焦真密度基本控制在2. 05～2. 07g/cm3之间;煅烧焦粉末电阻率控制在448～540μΩ·m范围内;而煅烧焦CO2反应率基本保持在6%～10. 5%。罐式炉低温煅烧理论不仅能满足煅后焦质量要求,更能减少预焙阳极在电解槽上的掉渣。     

石油焦高温煅烧技术的探讨和实践

探讨了煅烧温度对煅后焦质量的影响,依据不同煅烧窑炉的状况,通过以生焦挥发份调配为主、微量元素调配为辅的原料耦合技术,对窑况各项参数实时调控,使煅烧温度达到1300℃以上,并保持温度波动范围不超过20℃,实现了石油焦的高温煅烧,使煅后焦的真密度达到2.05g/cm3以上并保持稳定,为提高阳极质量创造了条件。     

高速列车制动盘用Cr-Mo-V钢的导热特性

采用激光脉冲试验法研究不同淬火和回火工艺对高速列车制动盘用Cr-Mo-V钢在50～800℃时的比热容、热扩散系数和导热系数。结果表明,当试验温度低于700℃时,随着试验温度的提高,试验料热扩散系数和导热系数逐渐降低,比热容逐渐提高;当试验温度超过700℃时,试验料热扩散系数和导热系数又随之提高,比热容随之下降。当试验温度低于700℃时,随着回火温度或淬火温度的提高,试验料在不同试验温度条件下热扩散系数和导热系数均稍有提高,比热容稍有降低;当试验温度为800℃时,几组试验料的比热容、热扩散系数和导热系数基本相当。      

基于一维稳态纵向导热法对几种铸铁材料热物理性能的研究

采用KY-DRX-JH金属高温导热系数测试仪,测定不同合金成分铸铁材料的导热系数。结果表明:在100～550℃,灰铸铁的导热系数随温度的升高呈下降趋势,蠕铁在100℃的导热系数低于灰铁,其导热系数范围为33.33～42.47 W/m·K;合金蠕铁的导热系数随温度的升高先升后降,峰值点在300℃左右。100℃时合金蠕铁的导热系数随基体中铁素体量的增加而提高。     

2507双相不锈钢高温物理性能研究

采用综合热分析仪、热膨胀分析仪、激光导热仪和热/力模拟试验机分别对2507双相不锈钢进行了综合热分析试验、热膨胀试验、激光导热试验和高温力学试验,以控制连铸坯表面凹陷、裂纹等缺陷。结果表明：2507双相不锈钢的固相线温度为1 469.5℃,液相线温度为1 446.2℃;温度在100～750℃时,2507不锈钢平均线膨胀系数为16.606 1×10^-6 K^-1,温度在750～1 020℃之间的平均线膨胀系数为14.916 2×10^-6 K^-1,温度在1 020～1 400℃时平均线膨胀系数为20.475 1×10^-6 K^-1;在降温过程中,平均线膨胀系数为-22.690 3×10^-6 K^-1;2507不锈钢的密度随温度升高而降低;温度从650℃升至1 150℃,2507不锈钢的热扩散系数增大了25%;导热系数随温度升高而增大,在1 000℃时导热系数达到最大值34 W/(m·K);温度超过1 200℃之后,抗拉强度...     

偻体发泡法泡沫铝制备工艺及性能的研究

本文研究一种新的泡沫铝制备方法－粉体发泡法。其工艺原理为：混合铝粉与一种发泡剂粉末（TiH2)，在一定温度下轴向压缩得到具有气密结构的预制品，加热预吕使发泡剂分解释放出气体迫使预制品膨胀得到泡沫铝。混合、压制和发泡是粉体发泡法的三个重要环节。本论文详细研究了各个工艺过程，确定了其在试验条件下的最佳工艺参数。混合速率250r/min，混合时间大于6h可以保证得到混合均匀的粉末混合物。压力130－150MPa，压制混合400℃－450℃时可以得到具有气密结构的预制品。同时调整发泡工艺中的参数发泡剂用量（1％左右）、发泡温度（600℃－7200℃），发泡时间（3－15min)可以得到不同孔结构的泡沫铝。泡沫铝的吸能能力和其压缩性能紧密相连。在其压缩应力应变曲线上有很长的一段平台区，显示出较大的吸能能力。其吸能能力受孔隙率的影响，随孔隙率呈非单调变化，在某一孔隙率下具有最大的吸能能力。吸能效率随应变的增加先增大后减小，在应变0．1－0．3之间存在一个峰值。泡沫铝的吸能能力和其压缩性能紧密相连。在其压缩应力应变曲线上有很长的一段平台区，显示出较大的吸能能力。其吸能能力受孔隙率的影响，随孔隙率呈非单调变化，在某一孔隙率下具有最大的吸能能力。吸能效率随应变的增加先增大后减小，在应变0．1－0．3之间存在一个峰值。研究了闭孔泡沫铝的导热性能，结果表明泡沫铝的导热性能低于实体铝，其导热性能不仅与孔隙率有很大的关系，而且其它孔结构及其宏观结构的影响也是不容忽视的。     

热处理工艺对Al-Mg-Si系合金导热性能的影响

研究了热处理工艺对Al-Mg-Si合金导热性能的影响,并从理论上分析了热处理(均匀化、固溶、时效)的作用机理。结果表明,均匀化处理有助于改善合金的显微组织。采用560℃×6h均匀化制度后组织细小均匀,导热性能较好;随着固溶温度的升高,合金材料的导热性能有下降的趋势,在510℃时强度与导热性能达到较佳配合;人工时效后组织中的缺陷得到有效修复,使导热性能加强,使用200℃×6h时效制度较好。     

体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率的影响

高熵合金具有高硬度、高强度、耐磨、耐腐蚀、高温热稳定等优异性能,源于金属-金属间天然的界面结合特性,高熵合金与铝合金有良好的界面润湿性。本文采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的导热率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,20 vol.% (AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的导热率为61.59 W/(m?K),相比于基体6061Al合金降低了52 %。当体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的导热率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的导热率为65.80 W/(m?K)。TEM分析,高熵合金与铝合金的界面为扩散性界面,没有发生界面发应,有助于导热率的降低。     

熔体发泡法制备闭孔泡沫铝的热学性能（英文）

闭孔泡沫铝因为导热系数低而在隔热、保温等方面具有传统绝热材料所不可比拟的优势。利用三维建模软件建立了球形泡孔的泡沫铝三维模型,推导了泡沫铝孔隙率、平均孔径和孔壁厚度之间的关系;通过C语言建立了具有不同孔结构和孔洞随机分布的不均匀泡沫铝模型,并用ANSYS软件考察分析了温度场的分布。结果表明:导热系数随着孔隙率的降低呈现增大趋势;孔隙率相同时,由于孔隙分布不一而导热系数不同,说明孔隙分布对泡沫铝导热性能存在影响;孔洞沿着垂直热流方向延伸或分布对热流的阻碍作用加大,甚至由于孔洞在垂直于热流方向的连通,出现"高热阻墙"而导致导热性能急剧下降,这说明仅仅依据孔隙率不能唯一确定泡沫铝的导热性能。     

超细陶瓷粉体对HT250组织和导热系数的影响

研究了HT250中添加改性超细陶瓷粉体前后的组织变化,并分析了加入改性超细陶瓷粉体后对显微组织和导热系数的影响.结果表明,添加超细陶瓷粉体后铸铁的组织明显改善,石墨细化且分布均匀,共晶团数增加,珠光层片间距减小;在25～400℃的测试温度范围内,导热系数随温度升高而降低;在同一温度下,添加粉体后较添加前导热系数略微下降,平均降低4.6％.     

石油焦质量的研究

本文对我国多家炼油厂生产的石油焦及其煅后焦的质量进行了试验研究。研究结果表明:煅后焦中的灰分及主要的金属微量元素,如硅、钒、镍等的含量比相应的生石油焦稍有提高;煅后焦中的硫含量与生石油焦相比明显降低,不同硫含量的石油焦在煅烧过程中的脱硫率不同,揭示了石油焦中含硫组分的复杂性;煅后焦中的硫含量对其煅后焦的二氧化碳反应性产生明显的抑制作用,而钒、钙、等杂质元素催化了煅后焦的二氧化碳、空气反应性。     

超轻质ZrO2纤维隔热材料的热物理性能研究

采用Hot disk热分析仪和石英灯辐射加热法分别测试分析了ZrO<,2>纤维隔热材料的常温和高温隔热性能.研究表明,随材料孔隙率的增大,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数减小,即隔热效果越好;在孔隙率相同的情况下,材料晶粒尺寸越小其有效导热系数就越小;随试样表面温度的升高,在热传导的过程中辐射起主导作用,从而使材料的有效导热系数增大;当温度由200℃升高到800℃时,ZrO<,2>纤维隔热材料的有效导热系数由0.027W/(m·K)升高到0.085W/(m·K),在800℃达到热稳定时,ZrO<,2>纤维隔热材料冷边的温度不高于30℃.     

粉体发泡法泡沫铝制备工艺及性能的研究

本文研究一种新的泡沫铝制备方法———粉体发泡法。其工艺原理为 :混合铝粉与一种发泡剂粉末 (TiH2 ) ,在一定温度下轴向压缩得到具有气密结构的预制品 ,加热预制品使发泡剂分解释放出气体迫使预制品膨胀得到泡沫铝。混合、压制和发泡是粉体发泡法的三个重要环节。本论文详细研究了各个工艺过程 ,确定了其在试验条件下的最佳工艺参数值。混合速度 2 5 0r/min ,混合时间大于 6h可以保证得到混合均匀的粉末混合物。压力 130～ 15 0MPa ,压制混合 40 0℃～ 45 0℃时可以得到具有气密结构的预制品。同时调整发泡工艺中的参数发泡剂用量 (1%左右 )、发泡温度 (6 0 0℃～ 72 0 0℃ )、发泡时间 (3～ 15min)可以得到不同孔结构的泡沫铝。泡沫铝的吸能能力和其压缩性能紧密相连。在其压缩应力应变曲线上有很长的一段平台区 ,显示出较大的吸能能力。其吸能能力受孔隙率的影响 ,随孔隙率呈非单调变化 ,在某一孔隙率下具有最大的吸能能力。吸能效率随应变的增加先增大后减小 ,在应变 0 .1～ 0 .3之间存在一个峰值。研究了闭孔泡沫铝的导热性能 ,结果表明泡沫铝的导热性能低于实体铝 ,其导热性能不仅与孔隙率有很大的关系 ,而且其它孔结构及其宏观结构的影响也是不容忽视的