20钢在多用炉中气体渗碳时渗层中碳浓度分布函数研究

研究了２０钢在多用炉中气体渗碳时碳浓度分布函数。结果表明：恒定碳热的渗过程，利用扩散方程的解析解可以预测浓度分布；当渗过程中碳势发生变化碳势时，利用扩散方程的仿型积分解预测浓度分布更为适合。     

低温低压下工业铁粉的干燥特性及传热传质分析

本文通过搭建低温低压热泵干燥装置,研究了工业铁粉在不同低压下的干燥效果并分析了低温低压干燥过程中的传热与传质。结果表明:降低干燥环境压力会增大湿铁粉的除湿量,当环境压力从101 kPa降至10 kPa,除湿量增加2.5倍,且在10 kPa压力下铁粉含湿量能降至1%以下。当干燥空气为50℃,风速为0.5 m/s时,随着压力从101 kPa逐渐降至10 kPa,传质系数降低28.1%,传热系数降低68.4%,因此表征传热传质相对强度的刘易斯因子LF随着环境压力的降低而降低。当环境压力为10 kPa、风温为50℃时,流速从0.2 m/s增至2.0 m/s时,传质系数增加32.9%,传热系数增加67.8%,表明低压环境抑制了风速对传质系数的强化作用,因此LF随着风速的增加而增加。在10 kPa环境压力下,LF低至0.5~0.6,表明低压环境中质量扩散与热量扩散存在明显区别。     

直链饱和一元醇膜吸收法处理高浓度甲醛废气

采用中空纤维膜接触器,直链饱和一元醇为吸收剂处理高浓度甲醛废气.通过比较一系列直链饱和一元醇(C=2～5)对甲醛去除效率的影响,发现甲醛的去除率虽有一定差异,但并不显著.综合考虑各因素,选择正戊醇为吸收剂较为适宜.研究了甲醛进气浓度、吸收剂温度、甲醛进气流量及吸收剂流量对甲醛去除率和传质系数的影响.结果表明,当甲醛进气浓度为1 228.8 mg/m3,吸收剂温度为25℃,进气流量为6.7×10-6 m3/s,吸收剂流量为6.9×10-7 m3/s时,甲醛出气浓度为1.73 mg/m3,去除率为99.85%,传质系数为8.71×10-5m/s.进一步研究表明,吸收反应产物(缩醛)可通过精馏或调节酸度的方法与吸收剂(正戊醇)分离,回收率可达99.5%,分离回收的正戊醇可继续循环使用.     

溴水的膜吸收性能研究

研究了溴水的膜吸收分离性能,并采用回归正交试验设计方法优化溴水膜吸收工艺条件.以NaOH溶液作为吸收剂,采用PVDF中空纤维膜,研究了吸收时间、溴水温度、吸收液浓度及其流速等操作条件对溴水膜吸收性能的影响.结果表明:溴的吸收率随吸收时间的增加而增大,溴水膜吸收过程进料温度与传质系数之间符合阿伦尼斯关系.吸收液侧NaOH的浓度从0.003 mol/L增加至0.01 mol/L时,传质系数从4.75×10-4 cm/s增至6.02×10-4cm/s,对应的膜通量从2.4×10-3 kg/(m2·h)增至3×10-3 kg/(m2·h).吸收液的流体动力学条件对于溴水膜吸收过程通量无显著影响.采用回归正交试验确定的PVDF膜溴水膜吸收分离最佳工艺为:当NaOH吸收溶液浓度为0.01 mol/L,流量为2 L/h时,浓度为220 mg/L的溴水在进料温度为50℃、进料流速为22.24 cm/s的条件下,膜吸收通量达到6.17×10-3kg/(m2·h).     

电子束重熔对机械合金化法制备TiC/Ti复合涂层组织及摩擦性能的影响

对机械合金化（MA）法制备的TiC/Ti复合涂层进行电子束重熔处理,分析了经过不同电子束扫描速度的重熔工艺后TiC/Ti复合涂层组织和耐磨性能的变化规律。结果表明,当扫描速度为5~15 mm/s时,重熔处理消除了MA法制备的TiC/Ti复合涂层中的孔隙和裂纹,使其硬度与耐磨性能显著提高;但扫描速度过快（20 mm/s）时,TiC/Ti复合涂层内部出现重熔导致的孔洞缺陷。随着扫描速度由5 mm/s增加至15 mm/s,重熔后TiC/Ti复合涂层中的TiC相由粗大树枝状晶体逐渐转变为弥散分布的短棒和颗粒状晶体,弥散强化作用和固溶强化作用逐渐增强,TiC/Ti复合涂层的硬度由重熔前HV 554逐渐提高至HV 783,磨损速率由5.93×10-4 mm3（N·m）-1逐渐下降至1.75×10-4 mm3（N·m）-1,扫描速度为15 mm/s重熔后TiC/Ti复合涂层的性能最佳。      

钎具钢23CrNi3Mo渗碳规律及显微组织研究

采用固态渗碳法,从碳浓度分布、表面碳含量、渗碳层深度和显微组织等方面着手,研究了不同渗碳温度和渗碳时间下23CrNi3Mo钢的渗碳规律及显微组织状态．结果表明,23CrNi3Mo渗碳过程中,渗碳温度选择910～930 ℃时表面碳浓度较高,利于渗碳过程中碳原子由表面向心部的扩散．在渗碳过程中,表面碳浓度应控制在0.80％～0.90％,碳浓度≥0.90％时,在淬火过程中易出现残余奥氏体,表面硬度下降,降低钎具的使用寿命．     

304不锈钢激光熔覆Co-Ti3SiC2自润滑复合涂层微观组织与摩擦学性能

采用激光熔覆同步送粉法在304不锈钢上制备出自润滑耐磨涂层,熔覆粉末配比为纯Co,Co-2％Ti3 SiC2(质量分数,下同)和Co-8％Ti3 SiC2.借助扫描电子显微镜(SEM),能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对熔覆涂层进行表征,系统地研究304不锈钢与涂层在室温和600℃下的摩擦学性能与磨损机理.结果表明:激光熔覆Co-Ti3 SiC2涂层的平均显微硬度高于基体(240.3HV0.5),N1,N2和N3涂层的硬度分别为285.7HV0.5,356.3HV0.5和463.8HV0.5,涂层主要由连续基体γ-Co固溶体,硬质相Fe2 C,Cr7 C3和TiC,润滑相Ti3 SiC2组成.在室温下,基体和N1,N2,N3涂层的摩擦因数分别为0.56,0.62,0.68和0.42,N1,N2,N3三种涂层的磨损率分别为9.15×10-5,7.81×10-5,4.66×10-5 mm3/(N·m),均明显低于基体(66.42×10-5 mm3/(N·m));在高温下,基体和N1,N2,N3涂层的摩擦因数为0.66,0.54,0.52和0.46,N1,N2,N3三种涂层磨损率分别为37.79×10-5,35.6×10-5,18.83×10-5 mm3/(N·m),均低于基体(41.3×10-5 mm3/(N·m)).在室温和600℃下,涂层具有高于304不锈钢基体的显微硬度,且Co-8％Ti3 SiC2涂层呈现出最好的自润滑耐磨性能.     

复合碳系导电油墨的制备及性能研究

目的 研究碳纳米管与石墨烯对复合碳系导电油墨性能的影响,开发性能优异的导电油墨。方法 分别探究碳纳米管管径尺寸、碳纳米管与石墨烯的配比、油墨中的碳质量分数及油墨涂层厚度对复合碳系导电油墨导电性的影响,并基于实验数据对各影响因素拟合出相应的预测模型。最终确定油墨的优选配比,并对采用优选配比制备的导电油墨涂层进行电热转换测试。结果 由石墨烯和管径尺寸为25nm的多壁碳纳米管为导电填料制备的导电油墨涂层综合导电性能最优,当导电油墨中碳质量分数为2.5%（纳米管质量分数为0.125%、石墨烯质量分数为2.375%）、水性丙烯酸树脂质量分数为5.25%、油墨涂层固化后厚度为0.147 mm时,油墨导电涂层电阻率为0.089 3Ω·cm。在外接电压为5 V的条件下,导电油墨的功率为13.49 W,由室温通电工作至100℃仅需13.723 s,油墨涂层发热均匀性满足JG/T 286—2020的要求。结论 采用优选配比制备的油墨涂层内部搭建起均匀丰富的导电网络,极大地提升了油墨的导电性,使得油墨电热性能优异。     

T8钢液相等离子体电解渗碳的扩散过程和光谱学分析

采用阴极液相等离子体电解渗技术实现了T8碳钢表面的快速渗碳。测量了样品内部温度与外加电压的关系,并评估了在不同电压下碳在钢中的扩散过程和等离子体放电的光谱特征。结果表明,T8碳钢在甘油水溶液中经1min渗碳处理后可得到20-30μm厚的硬化层。在外加电压为360 V电压、样品表面温度约为650℃的条件下,碳的扩散系数为6.7×10-8cm2·s-1;在外加电压为380 V、样品表面温度约800℃的条件下,碳的扩散系数为1.5×10-7cm2·s-1。气膜放电击穿产生的等离子体处于局部热平衡状态,电子温度为5000-12000 K。等离子体区的瞬时高温为有机物的分解和碳的快速扩散提供了有利条件,碳的扩散系数比同温度下传统固体渗碳提高了一个数量级,扩散激活能也明显降低。     

常压烧结制备透明铌酸钾钠陶瓷

在铌酸钾钠(KNN)陶瓷中掺杂锂和铋的氧化物作为晶粒生长抑制剂,用常压烧结工艺制备了铌酸钾钠透明陶瓷(K0.48-0.5xNa0.52-0.5xLixNb1-xBixO3,x=0.04～0.15)材料。研究了掺杂量、烧结工艺条件对陶瓷透明性、光电系数、晶相结构和微观形貌的影响。当x=0.09时,厚度为0.5mm陶瓷样品的红外透光率达到82%,光电系数为6.06×1011m/V。