非平衡热力学在摩擦领域聚合物复合材料设计中的应用

以自润滑材料和摩擦材料为例,基于非平衡热力学原理从热量产生和传递的根本问题出发,研究摩擦系数和热导率对材料接触面温度的影响,指导聚合物基复合材料的设计。对于自润滑材料来说,将摩擦热量产生和传递过程假设成两个过程的串联,发现摩擦热产生是摩擦系统整体稳定运行的关键控制因素。对于摩擦材料来说,将摩擦热量传递过程假设成传递热量和分配热量两个过程的并联,发现需采用降低刹车片热导率的逆向思维降低接触面温度。     

碳纳米管在聚合物摩擦材料中的应用

综述了近年来碳纳米管(CNTs)在改善热固性树脂和热塑性树脂摩擦性能方面的研究进展,并展望了聚合物/CNTs摩擦材料今后的研究方向.     

工程用聚合物基复合材料摩擦行为研究进展

综述了复合改性聚合物材料摩擦磨损性能研究发展 ,主要分析了纤维、金属及其化合物、无机非金属化合物及聚合物填料对材料摩擦性能的影响和作用机理 ,以及工况条件及摩擦磨损形式对材料摩擦行为的影响 ,简述了复合材料摩擦行为模拟及预测的研究现状及研究中存在的问题 ,进一步探讨了材料摩擦行为模拟和预测的可能性。     

聚合物减摩自润滑材料在汽车中的应用

综述了聚合物减摩自润滑复合材料在汽车中的应用,对基体树脂的选择、减摩组分和抗摩增强组分的选择与匹配以及复合材料的摩擦机理进行了分述;提出了改善复合材料的减摩自润滑性能的几种途径,为正确设计减摩性聚合物基复合材料提供了依据。     

聚合物复合材料在汽车制造中的应用

国外的大公司,诸如通用发动机公司、Porchet 公司、菲亚特公司、杜邦公司、帝国化学工业公司(英)、拜耳公司和其他公司在苏联展出汽车,汽车的全部零件实际上是采用最新的聚合物复合材料制造。这种汽车比原型钢板汽车轻50～60%,具有油耗小(100km 路程油耗仅2～4L),较大的改进空气动力学性和寿命长的特点。此外汽车不需要防腐蚀的特殊的保护层。一般常用薄钢板制造汽车承受负荷最主要的零件是悬架零件(各种钢板弹簧)、万向轴、保险杠和传动零件。这些零件用的材料都是强度高、刚度硬、疲劳强度高、抗扭强度高,以连续玻璃纤维、碳纤维和芳香聚     

玻璃纤维在摩擦材料领域的应用

玻璃纤维在摩擦材料领域的应用东台玻璃纤维厂陶毕华朱瑞宏南京玻璃纤维研究设计院曾天卷１课题的提出石棉是一类经过机械加工后可以分解成矿物纤维的水化硅酸盐的总称。石棉具有优异的物理化学性能：不燃烧、不霉烂、具有很高抗拉强度、耐酸、酸碱、耐热性能优良，石棉纤...     

聚合物/纳米无机粒子摩擦复合材料研究进展

综述了纳米无机粒子聚合物摩擦材料的耐磨机理及其性能,讨论了影响复合材料摩擦性能的因素     

热力学及热力学参数状态图在SiAlON材料合成中的应用

热力学和热力学参数状态图在材料的合成和设计中起着重要的理论指导作用。文中对其基础理论知识进行了概述,重点讲述了它们在确定碳热还原氮化法合成O’SiAlON粉及热压烧结合成βSiAlON-15R复相材料的工艺条件和温度制度中的应用,并对其应用前景进行了展望。     

碳纤维/聚合物自润滑复合材料的机械及摩擦性能

采用以钢铁为基体高分子自润滑复合材料为衬层制作的传动件,兼有优良的减磨耐磨性能和高的承载能力。研究了组分对复合材料性能的影响,制备了机械和摩擦学性能好的碳纤维增强复合材料,其黏结强度和压缩强度分别达到16~18 MPa和85~91 MPa,冲击强度达19.67~23.45 kJ/m2;与锡青铜ZQSn6-6-3摩擦对比试验表明,复合材料在重载工况下具有更优良的摩擦性能,工作状况稳定,油摩擦因数为0.077,仅为ZQSn6-6-3的59%。试验还发现,轻载启动和在摩擦面开设润滑油槽有助于改善摩擦状况。     

管内强化传热性能的熵产分析与性能评价

通过热力学第一、第二定律,对管内对流换热综合性能进行熵产分析和评价.建立了一种基于流动与传热过程熵增原理的统一分析方法,在等壁温边界条件下进行熵产分析.并以文献中内翅片管的强化传热作为应用,分别对相同流量、泵功、压降在等热负荷限制下进行强化传热性能评价.结果表明：对于给定的管道,量纲1熵产数只与流动Reynolds数和进口与壁面的温度差有关.利用该分析方法不仅可通过参数分析获得几种强化方式的能量综合利用效果,还可确定合理的流动工况参数、结构参数和合理的强化形式.     

聚乙二醇改性双马来酰亚胺-三嗪树脂/玻璃纤维布复合材料的热性能

聚乙二醇对树脂基玻璃纤维布复合材料增韧具有优良的效果,但其柔性链段的分子结构本质极大影响了复合材料的耐热性能。本文以聚乙二醇为改性剂制备了聚乙二醇/BT树脂/玻璃纤维布复合材料,系统研究了不同分子链长度以及不同含量的聚乙二醇对复合材料热性能的影响。研究结果表明：聚乙二醇的加入降低了复合材料的玻璃化转变温度、5%热失重温度以及800 ℃残炭率。在聚乙二醇相对分子质量为4000时,复合材料的热性能出现最大值。随聚乙二醇含量的增加,复合材料的热稳定性能逐步下降。由于聚乙二醇、BT树脂、玻璃纤维布之间较大的界面结合力,使基体树脂的链运动受到一定程度的限制,一定程度上缓解了由于聚乙二醇的加入而使复合材料的热稳定性能下降的趋势。研究结果为合理添加聚乙二醇而提高复合材料的韧性提供了热性能方面的参考依据。     

电沉积铜基自润滑复合材料的研究进展

从4个方面综述了复合电沉积工艺制备铜基自润滑材料的研究进展,包括固体润滑剂、复合电沉积工艺、摩擦性能和复合电沉积机理。常用的固体润滑剂主要有石墨、MoS2、WS2,、PFFE等。影响复合材料性能的主要因素有电流密度、微粒浓度、搅拌程度等。关于微粒和金属共沉积的内在规律存在不同的理论模型,主要有Guhlielmi模型、MTM模型、Valdes模型、运动轨迹模型和并联吸附模型。简单介绍了纳米复合镀层和复合电铸的发展概况与趋势。提出阴极和颗粒接触局部区域的细节将成为复合电沉积机理的研究重点。     

相变储热技术研究进展

相变储热技术是储能技术的主要方向之一,在太阳能、风能发电、工业余热回收利用、分布式能源系统等领域具有广泛应用。本文通过梳理总结近年来国内外关于相变储热技术的研究成果,对相变材料进行分类并对其性质、优缺点、适用范围等进行了详细介绍。本文针对相变材料在实际使用中存在的泄漏、腐蚀、过冷、传热性能差等缺陷,重点介绍了复合相变储热技术及传热性能强化技术。指出当前相变储热技术存在的不足并对相变储热技术的未来发展方向进行了展望,可靠的复合相变技术、高效的传热强化技术、提高储热材料高温及循环稳定性等方面应是未来的主要研究方向。该综述研究对相变储热技术的进一步研究和开发具有重要参考价值。     

高速运载器发电/制冷联合系统稳态性能

目前高速运载器的研究已成为国内外航空科学领域的热点问题,速度的提高导致传统的空气热沉已经不能单独作为环境控制系统的制冷工质,同时电子设备的剧增带来更多的热负荷和更大的电量消耗,因此发电量和制冷量成为制约高速运载器性能提高的两大难题。从最基本的空气压缩制冷循环出发,结合现有的燃油作为热沉的环境控制系统,提出一种新型的高速运载器发电制冷技术方案,并对其稳态性能做出详细的分析研究。该方案可以充分利用燃油作为热沉,在保证燃油不超过安全温度限时将机载热负荷有效传递给燃油,最后送入发动机燃烧,而且可以实现利用高温高压的空气作为动力驱动发电装置,满足高速运载器对于电能的需求。经过详细的理论计算和计算机建模仿真,得出的研究结果表明,在1.45 kg·s^-1、644℃和3.89 bar（绝压）的引气条件下,通过调整系统的各个部件参数,保证燃油最高温度不超过150℃时,系统的发电量可以达到200 kW;同时在100 kW热负荷条件下可以将舱室的温度控制在30℃左右,能够很好地满足高速运载器对于电能的需求和热负荷的控制。     

被动式汽车相变材料储能器的实验分析

根据相变材料发生相变时可以吸收或者释放大量热量,同时保持自身的温度恒定的性能,设计出箱式储能器用于调节汽车内部气温,达到节能的目的。人体的适宜温度为22~26℃,因此采用相变温度为25℃的相变材料作为相变储能材料,并通过铝瓶封装进行熔化过程和凝固过程的实验研究。结果表明,在出口空气流速2.5 m/s的条件下,当进口温度为35℃时,石蜡在熔化过程中可以吸收环境空气的热量,降低环境温度3℃以上,并且维持3 h。在进口温度为10℃,石蜡在凝固过程可以释出热量,提高环境温度3℃以上,维持3.5 h以上。同时还研究了石墨复合相变材料在箱式储能器里熔化和凝固过程的温度变化规律,在空气流速不变的条件下,石墨复合相变材料熔化和凝固过程的速度与相变材料和环境空气的温差有关,温差越大其相变速度越快,相变完成的时间就越短。     

Heat transfer in layered media with application to oil shale materials

The problem of heat conduction in layered materials has been investigated. Equations for heat conduction developed earlier by Murakami et al. have been used to perform numerical studies for oil shale materials. The resulting solutions are compared to the solutions of the heat equation with effective thermal properties. The comparison yields limits on the validity of using effective medium values of thermal properties for time-dependent problems. The anisotropic nature of heat conduction in layered materials is also studied.     

颗粒分布对吸附热变换器内传热传质的影响

采用直接接触法提高吸附热变换器内的传热传质速率,回收热水直接生成过热蒸汽。对蒸汽生成过程进行数值建模,耦合质量、能量和动量方程。气液固的三相计算被合理简化成两个由一个移动水-气界面连接的两相区域计算。模拟研究填充床内的沸石颗粒分布如松散-密集型和密集-松散型对蒸汽生成的影响。两种填充床生成蒸汽的总质量相同。密集-松散型生成蒸汽的时间短,但生成速率快。密集-松散型生成蒸汽与入水的时间比值为58.8%,生成的蒸汽均保持在峰值,最高温度达249℃,系统整体温升达139℃,而松散-密集型生成的蒸汽仅有1/3保持在峰值。密集-松散型出口处与水-气液面产生蒸汽的质量比值大,表明该床层的颗粒分布更有利于蒸汽的快速通过。     

Al2O3＋CaF2＋Glass自润滑复合材料摩擦磨损的研究

采用热压烧结工艺研制了Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＦ２＋Ｇｌａｓｓ（ＡＦＧ）系列陶瓷自润滑复合材料,并对其室温干摩擦下的摩擦磨损行为及自润滑机理进行了研究。结果表明,适量的润滑相ＣａＦ２粒子分布于硬相Ａｌ２Ｏ３中,能形成有效的减磨层,从而显著降低摩擦系数和磨损因子,是一种良好的减摩抗磨自润滑材料。复合材料磨损过程主要为微剥落。