N234/N539炭黑填充胶热扩散性能实验研究

用激光导热分析仪测量了N234/N539炭黑填充胶的热扩散系数,研究了炭黑品种及炭黑填充量对热扩散系数的影响。实验结果表明,炭黑的内部结构特性对胶料热扩散性能影响显著,炭黑的粒径越小,比表面积越大,热扩散系数越大;随着炭黑填充量的增加,胶料的热扩散系数增大,但由于炭黑在胶料中分散程度的不同和包容胶的存在,使得在某些炭黑填充量下,胶料的热扩散系数有所下降。     

由测取热扩散系数求固体导热系数

通过对几种具有代表性的固体物料的热扩散系数测定,求取材料的导热系数,提出在实验室内测取固体材料导热系数的简单实用方法.     

热扩散系数测量的新方法

论述了LFA447型扩散法导热仪的测量原理和实验过程,同时对影响误差的因素进行了分析,并用校核实验和重复性实验验证了装置的准确性和精确性。用此仪器对轮胎6种胶料的热扩散系数进行了测量,结果表明,在测量温度范围内,实验结果与温度线性相关。     

热线法同时测松散煤体导热系数及热扩散率

针对目前尚无理想的松散煤体热物性综合测试方法与系统的现状,研究了基于热线法的新的数据处理手段,同时测算松散煤体导热系数及热扩散率,并设计开发了测试系统.利用交叉热线法测松散煤体导热系数,结合平行热线温升数据通过数值解法计算热扩散率.实验测试表明:导热系数与热扩散率测试结果可重复性好,最大偏差仅为0.726%,且与相关文献参照值相符.     

过冷纯金属熔体中热扩散系数对其枝晶生长的影响

采用相场模型和有限差分方法，模拟了过冷纯金属熔体的枝晶生长，计算区域为二维正方形均匀网格．建立了不同热扩散条件下尖端过冷度、速度、半径随时间变化的关系；此外研究发现枝晶稳定生长时，其尖端过冷度和速度与热扩散系数成正比，尖端半径与热扩散系数成反比．     

过冷纯金属熔体中热扩散系数对其枝晶生长的影响

采用相场模型和有限差分方法,模拟了过冷纯金属熔体的枝晶生长,计算区域为二维正方形均匀网格. 建立了不同热扩散条件下尖端过冷度、速度、半径随时间变化的关系;此外研究发现枝晶稳定生长时,其尖端过冷度和速度与热扩散系数成正比,尖端半径与热扩散系数成反比.     

炭黑对煤沥青热解缩聚行为的影响

通过TG对煤沥青和煤沥青／炭黑复合物热失重过程的研究,分析了两类煤沥青物料的热解缩聚特征,并对煤沥青和煤沥青／炭黑复合物的热解缩聚行为进行了对比。结果表明,煤沥青／炭黑复合物中煤沥青热解挥发过程不同于煤沥青,炭黑的添加使煤沥青易发生缩聚反应,有利于煤沥青稠环芳烃分子缩聚威焦,从而有效地提高了煤沥青的成焦率。     

炭黑与钢纤维对混凝土裂缝自监测性能的影响

为了研究导电相对混凝土裂缝自监测性能的影响,本文对复掺炭黑-钢纤维的智能混凝土进行了试验研究。基于四电极法,对试件在弯曲荷载作用下的电阻变化率进行了分析,对比研究了不同钢纤维掺量对试件抗弯性能、裂缝自监测性能的影响。试验表明：结构型钢纤维的掺入能够显著提高试件开裂后的抗弯性能。基于荷载-时间-电阻变化率(load-time-FCR)曲线,可实现对混凝土试件开裂时刻的实时自监测。根据试验得到的电阻变化率-裂缝扩展位移(FCR-COD)曲线,FCR随着COD的增加而增加,并且曲线的斜率逐渐减小,使用对数函数能较好拟合FCR-COD关系曲线;裂缝监测灵敏度（gauge factor G）-裂缝扩展位移(G-COD)曲线中,随着钢纤维掺量的增加,相同COD下G值逐渐减小并且减小的幅度逐渐降低;结合导电机理并且使用COMSOL软件对试件裂缝自监测性能进行了分析。     

钢纤维及纳米炭黑对混凝土抗压强度的影响

钢纤维与纳米炭黑等材料越来越广泛应用于混凝土工程中,利用三因素(钢纤维类型、钢纤维掺量、纳米炭黑掺量)四水平正交试验探究钢纤维及纳米炭黑对混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度的影响。结果表明：钢纤维类型对混凝土力学性能影响的顺序为剪切型>铣削型>镀铜型>端勾型,立方体抗压强度与轴心抗压强度随着钢纤维掺量和纳米炭黑掺量的增加呈先升高后降低的趋势,对于立方体抗压强度,钢纤维的最优掺量为0.40%、纳米炭黑的最优掺量为0.75%,对于轴心抗压强度,钢纤维掺量最优为0.60%、纳米炭黑的最优掺量为约占水泥总量的0.50%。     

炭黑填充天然橡胶复合材料热导率的研究

实验测得了2种炭黑填充橡胶复合材料的热导率,并与5种理论模型计算出的热导率结果进行了对比。结果发现,炭黑含量对炭黑填充橡胶热导率影响很大。随着炭黑用量的增加,炭黑填充橡胶复合材料的热导率逐步增加;炭黑填充橡胶复合材料的热导率与炭黑的结构性及形态有关;在低填充分数2%~20%范围内,用Maxwell模型预测N539炭黑/天然橡胶及N330炭黑/天然橡胶2种复合材料的热导率,其值与实验结果最为接近。     

液态金属热扩散研究

铸件凝固数值计算时高温液态金属热物理参数的选取是尚未解决的问题之一。本文在前人工作的基础上,将现场浇注（浇注圆柱形试样）与DFP参数优化结合起来。提出了一种液态金属有效导温系数α的实测方法。大量的实验与数值计算证实了该方法的可能性。有效导温系数α随液态金属温度的下降而减小。通过改变试样尺寸和浇注温度,探索了诸因素对液态金属有效导温系数的影响。     

炭黑与橡胶模量及磨耗的相关性研究

依据炭黑可以影响硫化橡胶模量和磨耗的事实，通过制备几种不同炭黑含量的硫化橡胶。对高结构、高耐磨的N339炭黑填充的硫化橡胶模量及各种条件下的磨耗进行测定，分析炭黑用量与模量、磨耗相互之间的关系．     

双壁碳纳米管中内管热导率与外管覆盖率的关系

采用基于非平衡态分子动力学方法,模拟研究双壁碳纳米管中在不同外管覆盖率情况下的内管热导率变化。结果显示：当有固定不动的外管覆盖时,内管的热导率变化不是很大;随着外管覆盖率的增大,内管热导率的变化趋势呈现非线性的特点,整个变化曲线类似于一个“V”型。     

汽车保险杠塑料密封胶条混合碎料温热法分选

塑料和橡胶的密度、颜色、绝缘性等物理特性相近,传统分选工艺难以有效分离,开发新型分离塑料和橡胶颗粒的技术,有利于进一步资源化利用。将塑料和橡胶颗粒混合料同时置于滚筒加热装置内,通过缓慢升温,塑料和橡胶表面黏度会发生变化,利用塑料和橡胶颗粒升温过程中颗粒表面黏度变化的差异实现塑料和橡胶颗粒的有效分离。利用ANSYS软件对分选设备核心工作部分建模,模拟分析其热场和传热系数。结果表明,设备整体升温和导热相对均匀,有利于塑料和橡胶颗粒在单位空间和时间内获得较均衡的热量,有利于保证塑料和橡胶颗粒表面黏度变化幅度趋于一致。分选实验研究表明,汽车保险杠塑料和汽车窗密封橡胶条在162℃条件下, 5～6 mm粒径,70 min混料加热时间, 67.93%的塑料可实现抱团筛分,添加了辅助桥接剂PP塑料后,在相同分选条件下, 94.37%的塑料可以实现团聚和分离。添加汽车窗密封橡胶的混合料分选的研究结果表明, 70.5%塑料颗粒可从混合料中分离出来;当混合料的粒径为7～8 mm时, 78.67%塑料颗粒可从混合料中分离出来。     

基于热弹流的滤波减速器转臂轴承润滑性能分析

由于载荷、接触几何、粗糙表面、热效应等因素的影响,分析不同工作条件下滤波减速器转臂轴承工作界面润滑状态较为困难,为了研究转臂轴承润滑性能,本文建立了转臂轴承的热弹流混合润滑模型。以静力学和运动学建立滤波减速器转臂轴承(球滚动体-滚动轴承）力学模型,结合点接触热弹流混合润滑理论建立轴承热弹流润滑模型,使用离散卷积快速傅里叶变换方法求解弹性变形和表面温升,使用有限差分法求解雷诺方程和能量方程,分析轴承接触副物理尺寸、载荷、卷吸速度和接触副粗糙表面等外部工况对轴承润滑特性以及表面下应力的影响。从数值模拟结果中可以看出：较大滚动体半径有益于轴承润滑油膜形成,提高轴承的承载能力;不同的机械加工表面下接触副平均膜厚和温度随转速和滑滚比变化趋势相同;轴承接触副润滑状态从混合润滑进入全膜润滑状态,油膜内最大温升先减小后增大;提高机械加工表面光洁度有利于提高转臂轴承润滑状态,减小最大表面下应力,提高表面接触强度。本文建立的转臂轴承热弹流混合润滑模型可以模拟接触和流体动压润滑同时存在的混合润滑状态,可以反映转臂轴承在各种工作条件下润滑性能,可以进一步判断其工作效率和使用寿命。