建筑垃圾砖粉颗粒特征与砂浆强度灰熵分析

建筑垃圾的高效、高值再生利用是目前工程上面临的严峻挑战。为进一步提高建筑垃圾红砖高值、高效再生利用率,在分析建筑垃圾红砖粉(以下简称砖粉)掺量、细度与砖粉-硅灰复掺对砂浆强度影响规律的基础上,基于灰熵分析方法评价砖粉颗粒分布特征对砂浆强度影响的显著性。结果表明,砖粉替代部分水泥后降低了砂浆早期强度,当替代量≤10%时,早期强度降低幅度不大,28 d强度有所提升;砖粉的颗粒参数及分布对砂浆强度有一定的影响,其中比表面积与<10μm粉体颗粒含量是影响砂浆强度的显著因素。为了进一步提高砖粉活性,进而提高其高值利用率,应尽量增加<40μm尤其是<10μm的颗粒含量,减少>60μm的颗粒含量。     

搅拌摩擦加工对过共晶Al-Si-Fe合金组织及性能的影响

对过共晶Al-Si-Fe合金进行了搅拌摩擦加工(FSP),研究了不同FSP转速和道次对过共晶铝硅合金强度和组织的影响。其中,选择搅拌转速分别为750r/min、1050r/min和1500r/min,搅拌道次分别为1道、2道、3道。结果表明,合金经过FSP加工后,硅、含铁相等硬质第二相颗粒强烈细化,但随着搅拌转速的提高,硬质相颗粒细化效果变差,第二相颗粒平均粒径由11.7μm变为15.5μm。随着搅拌道次的增加,细化效果越发显著,第二相颗粒的平均粒径由11.7μm变为8.9μm。FSP加工后材料抗拉强度和延伸率较铸态大幅度提高。当搅拌转速为750r/min、道次为3时,材料的拉伸强度和延伸率分别由铸态的48MPa、0.43%提高到150MPa、2.97%。因此,经FSP后过共晶铝硅合金组织和力学性能得到极大改善。     

改性麦饭石/聚乳酸复合纤维薄膜的制备及其空气过滤性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对麦饭石(MS)进行改性处理,通过静电纺丝法将改性后的麦饭石(KH550-MS)与聚乳酸(PLA)复合,制备了一种可降解MS/PLA复合纤维薄膜,并研究了其对空气中悬浮微粒的过滤行为,探讨了KH-550改性前后MS的表面特性、分散性、活化率及粒径分布情况。结果表明:经KH-550改性后,MS的表面活化率从5.5%增至91%,粉体表面每nm~2羟基数从8.6降至3.2,比表面积从22213.78m~2/kg增至23546.28m~2/kg,颗粒平均直径由0.31μm降至0.29μm。对空气中悬浮微粒的过滤性能测试结果表明:KH550-MS/PLA复合纤维膜对粒径在0.5～1μm、1～2.5μm、2.5～5μm以及5～10μm不同区间粒径的颗粒过滤效率分别为91.32%、97.11%、99%和99%,高于MS/PLA复合纤维膜。复合纤维膜具有良好的透气性,初阻力维持在34～37Pa范围内。与MS/PLA复合纤维膜相比,KH550-MS/PLA复合纤维膜过滤性能明显增强。     

磁性蓄冷材料HoCu2的雾化成形研究

采用旋转盘离心雾化设备制备了磁性蓄冷材料HoCu2粉末，并对雾化粉末进行了分析。结果表明，粒径＜154μm雾化粉末的比例较高，接近30％，粉末形态主要以球形颗粒为主，仅有极少量的形状不规则颗粒；粒径在矽φ154～300μm粉末的比例最大，收得率在60％以上，与粒径＜φ154μm粉末相比，残缺颗粒的比例有所增加；大尺寸粉末（＞φ300μm）的比例很低，仅为9％左右，除了少量带有缺陷的球形颗粒外，绝大多数为薄片状颗粒．雾化粉末的Cu含量为43．59％（质量分数），氧含量为0．055％（质量分数），为单一HoCu2相结构，无其它杂相存在。     

流化床对撞式气流粉碎制备SiC超微粉

采用流化床对撞式气流粉碎(QLM-80K)对工业用SiC粉体进行超微化处理，考察了工作压力对超微化的影响；并采用激光粒度分布仪、扫描电镜、XRD对超微化前后的SiC粉体进行粒度、形貌及结构的研究。研究结果表明：工作压力愈高，SiC粉体的超微化效果愈明显。工作压力为0．6MPa时，超微化前后SiC粉体的平均粒径由3．0lμm降至0．75μm，粒径小于2．5μm的比例由82．86％升至99．85％，粒径主要分布由0．4～1．5μm和8～23μm的双峰分布变为0．4～1．2μm的单峰分布，分布宽度从25．125降到0．833；颗粒主要以片状、小块状存在，分布均匀，超微化前存在的大块状颗粒基本消失，团聚现象明显减少；超微化前后SiC粉体的晶型都属于α-SiC(6H)，超微化后各主要衍射峰的强度减弱、半高宽有所宽化。     

颗粒粒度分布对树脂基磁致伸缩复合材料性能的影响

已有研究在Terfenol-D颗粒粒径及粒度分布对树脂基磁致伸缩复合材料性能的影响规律上存在分歧。本文中以Terfenol-D为磁致伸缩颗粒,以不饱和聚酯树脂为基体,采用5 种窄分布颗粒(30～53μm、53～150μm、150～300μm、300～450μm、450～500μm)和1种宽分布颗粒(30～500μm)制备颗粒体积分数为20 %的磁致伸缩复合材料,并测试其动静态磁致伸缩系数、磁机械耦合系数、弹性模量及抗压强度等性能参数。在窄分布颗粒制备的试样中,以53～150μm制备的复合材料的磁致伸缩性能最佳;而采用宽分布颗粒制备的试样其性能优于窄分布颗粒制备的试样。该结果表明,增大颗粒粒径同时具有积极作用与消极作用, 其对复合材料磁致伸缩性能的影响取决于哪一个居主导地位。      

烧结颈分布对3D打印覆膜Al2O3零件强度的影响

从烧结颈的尺寸及分布入手,研究覆膜Al2O3粉末的粒径分布对零件强度的影响。使用UV激光对覆膜粉末进行原位加热,在影像测量仪下测量并获得烧结颈束腰直径与颗粒直径之间的关系。建立颗粒堆积模型,将烧结颈分布与颗粒配位点对应,计算得出某一截面上被断开的烧结颈的投影面积比例。结果表明:对于2%(质量分数)树脂含量的覆膜Al2O3粉末,随着颗粒直径从75μm增长至375μm,烧结颈的束腰直径从40μm增长至100μm。而堆积模拟结果显示,随着颗粒直径从75~107μm区间增加至300~375μm区间,烧结颈的投影面积比例从0.2557降低至0.0823,与实验测量的覆膜Al2O3粉末的抗拉强度的趋势一致。将70/100,100/140目的颗粒按照质量比0∶10,1∶9,2∶8,3∶7,4∶6,5∶5,6∶4,7∶3,8∶2,9∶1,10∶0混合后计算,发现投影面积比例从0.1772降低至0.1264,孔隙率从0.4511升高至0.4633。综合考虑抗拉强度及透气性,得出优化结果为两者比例为7∶3时,投影面积比为0.1481,堆积孔隙率为0.4596。     

磁性蓄冷材料HoCu2雾化粉末的制备研究

采用旋转盘离心雾化设备制备磁性蓄冷材料HoCu2粉末,并对粉末的物相结构及组织形态进行系统研究。结果表明:雾化粉末为单相的HoCu2结构,粉末尺寸基本服从正态分布。粒径φ<154μm小尺寸粉末的比例接近30%,粒径φ在154~300μm的合格粉末的比例最高,收得率在61%以上,此部分粉末主要以球形颗粒为主,且随着颗粒尺寸的增加,微观组织的晶粒尺寸呈增大趋势。大尺寸粉末(φ>300μm)的比例很低,仅为9%左右,此部分粉末主要以片状颗粒为主,其微观组织为细小的等轴状晶粒结构。     

陶瓷粒径对PMN/EP复合材料结构与性能的影响

以压电陶瓷铌镁锆钛酸铅(PMN)为功能相、环氧树脂(EP)为基体,采用树脂浇注成型方法制备了PMN/EP复合材料,研究了陶瓷粒径大小对复合材料结构与性能的影响。扫描电镜(SEM)分析表明,用大颗粒的粉料B(74μm～100μm)制备的复合材料中PMN颗粒之间出现"头碰头"或"肩并肩"的连接方式;而用粒径较小的粉料E(7μm～35μm)制备的复合材料,大部分以0-3型结构均匀分散在环氧树脂基体中。力学分析表明,随粒径的减小,PMN/EP复合材料的弯曲强度增大。随陶瓷颗粒粒径减小,复合材料的损耗因子最大值tanδmax增大;粉料E制备的复合材料具有较高的损耗因子,其tanδmax最大为0.724;随陶瓷颗粒继续减小,tanδmax有所降低,但阻尼温域拓宽,损耗面积TA相应增大。     

磷渣粉颗粒分布对水泥胶凝体系力学性能的影响

采用激光粒度仪对比表面积分别为340m~2/kg、420m~2/kg、500m~2/kg的磷渣粉颗粒粒度分布特征进行了分析,在此基础上运用灰色关联理论研究了磷渣粉颗粒分布与水泥胶凝体系3d、28d、180d力学性能的内在关联。结果表明:不同比表面积的磷渣粉具有不同的颗粒群粒度分布特征,磷渣粉颗粒分布中粒径大于20μm颗粒与水泥胶凝体系3d、28d抗折强度负关联、与180d抗折强度正关联;粒径小于20μm的磷渣粉颗粒对水泥胶凝体体系各龄期抗压强度均有促进作用,其中1~3μm的颗粒对3d抗压强度促进作用最显著、10~20μm的颗粒对28d、180d抗压强度发展促进显著。     

颗粒粒径对Diamond/Cu-Cr复合材料组织与热物性能的影响

采用压力融渗的方法制备了高金刚石体积分数的Diamond/ Cu-Cr复合材料.研究了金刚石粒径对复合材料热导率的影响,并依据理论模型计算了界面热阻值.实验结果显示,金刚石颗粒平均粒径分别为40μm,100μm,200μm的Diamond/Cu-Cr复合材料的热导率依次增高,与理论模型计算结果一致.其中,颗粒粒径为200μm的Diamond/Cu-Cr复合材料的热导率达到736.15W/mK.当金刚石的颗粒粒径增大时,其比表面积降低,由于金刚石与基体合金接触的表面热阻高,减少金刚石表面积有助于提高复合材料的热导率.但是,当金刚石的颗粒粒径增大到一定程度时,复合材料二次加工的难度增大,表面质量降低,对工业应用造成困难.     

蒸汽动能磨粉碎腔内颗粒加速特性的数值模拟

为研究颗粒经超音速喷嘴加速后在蒸汽动能磨粉碎腔内的加速情况,采用Fluent软件模拟蒸汽动能磨内的过热蒸汽流场和颗粒加速特性,获得不同物料在多种粒径和密度条件下的颗粒加速特性。结果表明:由于受喷嘴出口气流与环境压力匹配的影响,导致加速区域激波与膨胀波交替出现,使得过热蒸汽气流速度上下波动,最大波动幅度约为5%;在相同的过热蒸汽加速流场中,4种不同粒径的颗粒加速过程相似,粒径越小,颗粒的加速性能越好,其中直径为5μm的物料被加速达到的最大速度是直径为45μm的2倍左右,并且颗粒的加速性能与颗粒的密度呈反比关系。     

环氧树脂复合泡沫塑料的制备及其拉压性能

使用万能试验机对粉煤灰微珠/环氧树脂复合泡沫塑料进行拉伸和压缩实验,并用扫描电镜(SEM)观察其断面形貌,研究了微珠含量、微珠粒径以及级配比例对复合泡沫塑料拉伸和压缩性能的影响。结果表明,随着微珠含量的增加复合泡沫塑料的拉伸和压缩强度都表现出先升高后下降的趋势,且在填充量为15phr时达到最大,其拉伸强度和压缩强度比纯环氧树脂分别提高了9.15%和6.86%。在填充量相同的条件下,微珠的粒径越小复合泡沫塑料的拉伸和压缩强度越高。填充小粒径微珠(20μm)比填充大粒径微珠(250μm)复合泡沫塑料的拉伸强度和压缩强度分别高158.41%和19.96%,拉伸模量和压缩模量分别高32.77%和73.59%。不同粒径微珠级配填充环氧树脂复合泡沫塑料的拉伸和压缩性能主要受小粒径微珠含量的影响,小粒径微珠含量越高其拉伸和压缩强度越高。     

导叶式旋风管内短路流颗粒夹带的研究

采用数值模拟方法,结合试验与理论分析,研究Shell型导叶式旋风管内短路流颗粒夹带问题。结果表明:Shell型旋风管直筒芯管下口存在短路流现象,计算得知短路流量占进口总流量的39.3%。理论分析发现,短路流主要夹带粒径小于9μm的颗粒,短路流夹带颗粒临界粒径为9μm。另外,数值模拟跟踪颗粒逃逸的轨迹证明,Shell型旋风管能将粒径大于9μm的颗粒全部除尽;粒径小于9μm的颗粒既有经排尘口返混逃逸,又有短路流夹带逃逸,其中短路流夹带逃逸占主要部分,且随着粒径的增加,经芯管下口短路夹带逃逸的数目减小。     

雾化水性聚氨酯模拟气溶胶凝并实验研究

通过比较室内不同粒径范围的颗粒物在自然沉降、水雾化及水性聚氨酯雾化3种状态下气溶胶浓度减半所需的半值时间,计算相应的凝并系数,研究室内水性聚氨酯雾化后对模拟气溶胶粉尘颗粒物的凝并及去除效果。结果表明,与自然凝并和水雾化相比,在0.6⁴0.0μm粒径范围内,水性聚氨酯溶液雾化后模拟气溶胶颗粒的半值时间分别缩短35.3%、40.6%;在2.040.0μm粒径范围内,水性聚氨酯溶液雾化后模拟气溶胶颗粒的半值时间分别缩短35.3%、40.6%;在2.0¹05.0μm范围内,半值时间分别缩短10.3%、26.2%。     

管内Cu-水微米颗粒流湍流强化传热研究

传统光管在高雷诺数下的传热效果不理想,因此提出在水介质中添加微米Cu颗粒作为工作介质来强化管内换热的方法。建立了Cu-水微米流的多相流传热物理模型,采用基于颗粒动力学的欧拉-欧拉双流体模型,对粒径分别为10μm、50μm、100μm和500μm,流速分别为1 m/s、1.5 m/s、2 m/s和2.5 m/s,颗粒体积分数分别为5%、10%、15%和20%进行了传热Nu和阻力损失f数值计算,结果表明:Cu-水微米流的努塞尔数Nu随雷诺数Re和颗粒体积分数的增大而增大,而随粒径的增大而总体趋势减小;摩擦因子f随颗粒体积分数的增大而增大,而随雷诺数Re增大而增小;传热综合性能评价因子η随颗粒体积分数的增大而增大,随着粒径的增大而总体趋势减小。粒径10μm的传热综合性能在研究的粒径范围内最佳,η达到1.1~2.3。     

三种典型开放源的粒度组成测定分析

利用激光粒度分析仪对黄河沙、建筑尘、土壤尘三种典型的开放源的粒度分布进行了测定分析,从测定结果分析得出黄河沙的颗粒比较大,100μm左右的颗粒居多,粒度分布符合正态分布;土壤尘的颗粒大部分集中在10μm～100μm左右,60μm左右的颗粒数最多;建筑尘的颗粒多数集中在90μm～160μm左右。同时,利用图像处理仪对它们的形貌进行了研究分析,为粒度分布进一步的研究提供科学依据。     

双锥旋流分离器内固-液分离过程的数值模拟

为了进一步认识双锥旋流分离器的固-液分离过程,利用基于计算流体动力学的多相流模型对直径100 mm双锥旋流分离器内粒径为5~50μm的颗粒的分离过程进行数值模拟,比较模拟所得颗粒的分离效率与实验结果的一致性。结果表明:粒径为5μm的颗粒进入内旋流后紧靠空气芯快速上升;粒径为25μm的颗粒进入内旋流后上升速度较慢,且在上升过程中逐渐远离空气芯;粒径为50μm的颗粒偶有进入内旋流的现象,但最终仍从底流排出;颗粒在分离器内的分布规律是,颗粒越小越趋向于分布于整个分离器内,随着粒径的增大,颗粒的分布先后出现浓度偏移及空间偏移,颗粒越大越趋向于分布于壁面附近及锥底部分。     

淬火对含ZrC的20Mn2钢的组织及力学性能的影响

研究了淬火冷却对含0.2%(体积分数)ZrC颗粒(粒径0.2～1.2μm)的20Mn2钢在大形变量轧制后的组织与力学性能的影响.结果表明,ZrC粒子作为大形变量热轧变形中的奥氏体形变核心及再结晶核心,对奥氏体晶粒的超细化有显著的作用,而显著细化的晶粒提高了完全获得马氏体组织的临界冷却速度,使水冷淬火态马氏体的数量、长度和宽度减小,使油淬态珠光体的数量减少、渗碳体片变短、变薄.在冷却过程中,细小的奥氏体晶粒转变为更细小(1～2μm)的铁素体晶粒,保留了热轧变形时的形变位错组织,使水淬态20Mn2钢的延伸率不下降的同时强度成倍提高,油淬态20Mn2钢在强度大幅度提高的同时延伸率成倍提高.     

等离子喷涂氧化锆纳米涂层显微结构研究

利用大气等离子喷涂（APS）技术,在不锈钢基体上制备了氧化锆纳米结构涂层.运用XRD、SEM与TEM等分析手段对喷涂用粉末原料和涂层的显微结构、物相组成进行了观察和确定.实验结果表明,纳米氧化锆粉末经喷雾造粒后的颗粒粒径主要分布在15～40μm之间,流动性好,适合于等离子喷涂用.等离子喷涂氧化锆纳米涂层颗粒分布在60～120nm之间,晶粒发育良好.涂层物相由四方和立方相氧化锆所组成.氧化锆纳米涂层的气孔率约为7％,结合强度为45MPa。