金刚石/铜复合材料热导率研究

采用高温高压法制备出金刚石/铜复合材料,并对复合材料的显微组织及性能进行了研究.结果表明,采用高温高压法制备的金刚石/铜复合材料,组织致密;复合材料的热导率随金刚石含量的增加而下降,这主要是由于界面热阻对复合材料热导率的影响.     

CVD金刚石膜散热性能的实验及仿真分析

本文基于化学气相沉积(CVD)金刚石膜的超高热导率,设计并搭建了一套实验系统,分析其对于小空间高热流密度电子元件的散热效果。通过测量加热器及材料表面的温度值可知,相同工况下,金刚石膜温度梯度小,温度分布均匀性好,表面最大温差仅为铜的一半且加热面温度相比于铜更低。实验结果说明CVD金刚石膜的散热性能明显优于传统散热材料铜。实验验证了经过Ti-Ni-Au金属化处理的CVD金刚石薄膜具有可焊性。在实验基础上,利用Flotherm软件对系统进行仿真建模,进一步探讨了材料厚度、热导率及接触热阻对加热面温度和最大热流密度的影响。     

金刚石/铜复合材料在电子封装材料领域的研究进展

金刚石/铜复合材料作为新型电子封装材料受到了广泛的关注。综述了金刚石/铜复合材料作为电子封装材料的国内外研究现状,介绍了金刚石/铜复合材料的制备工艺,并从材料科学的原理综述了该复合材料主要性能指标（热导率）的影响因素,同时对金刚石/铜复合材料的界面问题进行了分析,最后对金刚石/铜复合材料的未来应用进行了展望。     

钎焊技术在金刚石工具中的应用

简要介绍了金刚石工具、工具分类及其制造过程中用到的钎焊技术,分析了金刚石颗粒与基体的连接原理与形式,就金刚石工具行业国内外发展状况评述了钎焊技术的相应发展,阐述了预合金粉末的扩散钎焊现象及有益作用,探讨了钎焊材料、钎焊工艺和钎焊设备的协同规律,提出了金刚石工具行业钎焊技术的发展方向,为国内金刚石工具和焊接行业发展研究提供参考。     

镀铬金刚石在金属结合剂金刚石工具中的应用

采用双阴极等离子溅射沉积方法对金刚石颗粒表面进行镀铬处理.利用SEM、XRD对镀铬金刚石颗粒进行物相分析,使用金刚石单颗粒静压强度测定仪和人造金刚石冲击强度测定仪对金刚石进行力学性能测定.检测镀覆前后金属烧结体力学性能,并对比金刚石锯片刀头中的实际破坏形态及出刃高度的变化.结果表明,金刚石在镀层的保护下,单颗粒的力学性能得到提高.镀层实现了与基体的结合,金刚石工具的性能和寿命得到了提高.     

纳米金刚石在润滑技术中的应用

纳米金刚石比表面积大、吸附能力强及其球状或准球状的结构，对其在润滑技术中的应用具有特殊的技术作用，纳米金刚石在润滑技术的应用，不仅显示出明显的技术经济价值，而且对润滑理论的创新将提供技术依据。本文对开展纳米金刚石在润滑技术中应用的意义，薄膜润滑技术的内涵，纳米金刚石颗粒对薄膜润滑性能的影响，纳米金刚石改性发动机油的应用特性，以及不同添加剂润滑特性对比等做了必要的阐述。     

软压头技术在金刚石室温疲劳实验中的应用研究

金刚石作为世界上最硬的材料,长期以来,人们普遍认为其在室温下没有疲劳破坏。为了验证金刚石是否存在着疲劳破坏,本文提出了一种软压头技术(在压缩实验时,所用压头材料的硬度相比被测材料的硬度低得多),详细阐述了其原理和优点。利用CBN、Si3N4、Tib2和Silver Steel材料制做的压头进行了金刚石室温疲劳破坏实验,得到了金刚石室温疲劳曲线,找出了金刚石疲劳破坏临界应力值,实验结果充分说明了金刚石在室温下确实存在着疲劳破坏现象,并验证了软压头技术的可靠性。     

金刚石工具在光伏行业中的应用

随着太阳能光伏行业的迅猛发展,太阳能电池及加工硅材料用的金刚石工具也随之有了非常广阔的市场。本文介绍了太阳能电池的进展和金刚石工具在加工硅材料中的发展及应用。     

单片机在人造金刚石合成控制中的应用

本文介绍人造金刚石生产过程的压力控制和温度控制系统，该系统采用先进的单片机C8051系列为控制核心芯片，用C语言编写控制处理程序，实现了压机自动控制的智能化，控制精度高，重复性好，保证了合成金刚石的品级。是一种低成本、简单可靠的解决方案。     

微波法涂覆纳米金刚石在催化领域应用进展

纳米金刚石（nano-diamond,ND）具备高的热稳定性、优异的化学稳定性和足够的比表面积等性质,可作为催化剂载体应用于催化领域。本文综述了利用微波法进行表面涂覆处理的ND在燃料电池方面的应用,重点阐述了以TiO₂/ND（GND,graphic nano-diamond）和TiN/ND为载体制备的铂催化剂和以ND作为基础材料的钴氮共掺碳材料非铂催化剂Co-N-C/ND的制备方法。详述了通过XRD和TEM分析得出的上述生成产物的物相、形貌和组成,以及实验测定的Pt/TiO₂/ND（GND）、Pt/TiN/ND和Co-N-C/ND催化剂的电化学性能。结果显示:用微波法对纳米金刚石表面进行涂覆,可提高其性能,拓展其在催化领域的应用。      

超支化聚合物的合成及其在涂料中应用研究进展

首先介绍了超支化聚合物(HBP)的化学性质,并与传统线性聚合物的优缺点进行比较,接着对HBP的AB2单体缩聚、自缩合乙烯基聚合、自缩合开环聚合等合成方式进行了介绍,并对将来HBP的合成发展方向进行了推测.对现有HBP合成方法和末端官能团改性对比发现,在不同涂料体系中对HBP进行相应的改性是需要解决的首要问题.功能化改性HBP可作为涂料添加剂或主要成膜物质,有效地改善了涂料的流动性,降低了涂料中有机溶剂的挥发.重点结合HBP对涂料领域研究进行了概述,并介绍了近年涌现的HBP制备新策略、新方法.通过对HBP合成方法的探讨和众多末端官能团的不同修饰进行分析、对比和总结,介绍了HBP在UV固化涂料、高固体分涂料、有机-无机杂化涂料中的应用现状.结合相关研究,分析了HBP增强涂膜性能机理.最后基于HBP在涂料领域的应用现状,对今后研究侧重点提出相关建议和展望.     

镁铝水滑石的制备及其涂层耐腐蚀性能的研究

目的 为了提高水性工业涂料的防腐蚀性能,常常会添加以含锌为主的防腐填料。然而,随着环保要求越来越高,以及欧盟限锌令的颁布,片层无锌镁铝水滑石(MgAl-LDHs)有望用于涂料中替代含锌填料。方法 采用共沉淀法合成无锌水滑石复合填料,并将其进行硅烷偶联剂表面改性,最后添加到丙烯酸树脂中,制备了水滑石防腐涂料。研究了不同制备工艺与水滑石结构之间的关系,以及不同添加量对涂料腐蚀性能的影响。结果 通过对比实验可以看出,当Mg∶Al(物质的量比)=2∶1,滴定终点pH值为11,能制备出相对完美的具有片层形貌、结晶度高、结构完整的镁铝水滑石;FTIR以及悬浮性测试表明,当MgAl-LDHs被KH570成功改性后,实现了表面亲水到疏水的转变,有效增加了与树脂的相容性;电化学考评发现,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs的涂层240 h后防腐性能最好,塔菲尔电流密度最低为6.35 μA/cm²,容抗弧曲率半径最大;同时,耐盐雾试验证明,添加5%(质量分数)MgAl-LDHs涂层的耐腐蚀性能同样最佳,与电化学测试结果相匹配。结论 当MgAl-LDHs的添加量为5%(质量分数)时,涂层的防腐蚀性能最佳。MgAl-LDHs作为颜填料,能有效改善水性工业涂料防腐性能。     

TiO2粒径对TiO2/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响研究

目的 研究改性TiO2粒径对TiO2/聚脲超疏水涂层机械稳定性和防覆冰性能的影响,解决低温环境下风机叶片结冰问题。方法 采用有机无机粒子共混,以改性纳米TiO2和聚天门冬氨酸酯聚脲(PAE聚脲)为材料,利用一步法构建TiO2/PAE聚脲超疏水涂层。开展耐酸碱性、耐磨性、静态防覆冰、动态防覆冰、覆冰黏结强度等实验研究,并应用在真实风电场。结果 超疏水涂层的机械稳定性、防覆冰性能随着粒径增大而逐渐变差。当TiO2粉末粒径为100 nm时,接触角为(162.4±2.1)°,滚动角为(3.8±0.7)°;经过250次磨损,接触角为(158.8±0.31)°,滚动角为(7.3±0.1)°;经过14 d的酸碱耐候性实验,超疏水涂层仍具有超疏水性,酸性和碱性溶液皆会导致涂层受损,碱性溶液对涂层腐蚀作用更强;机械稳定性较强、防覆冰性能较优。涂有超疏水涂层的风机在冻雨天平均比空白风机平均多运行255 min,对一台2 MW机组来讲,相当于多产生8 500 kW.h的电能。结论 制备的超疏水涂层具备优良的机械稳定性与防覆冰性能,推动了超疏水涂层在风机叶片被动防覆冰领域的应用。     

超疏水表面材料在生物医学检测领域研究进展

近年来,超疏水表面材料在自清洁、防潮、油水分离、防污、防腐等领域有着广泛的研究与应用;同时,利用超疏水表面材料来研究生物系统成为了生物医学领域的研究热点,大大促进了生物医学检测先进技术的发展。综述介绍了超疏水表面材料在生物医学检测领域的应用研究进展,重点对痕量分子的浓缩和检测,分离生物混合物,精确定位纳米级别分子的位置,药物的控制释放,与多种光谱方法结合的检测方法,精确控制纳米液滴阵列,预防细菌黏附和生物膜形成以及抗血小板黏附、抗凝血等方面具有代表性的应用研究进行了简要概述,并分析了各自优缺点以及目前存在的问题;归纳总结了现有超疏水表面材料在生物医学检测领域研究存在的不足,超疏水表面材料在生物医学检测领域的研究还处于发展阶段,其中一些理论还存在着相互冲突的观点。最后,对今后的研究工作进行了展望,以期为超疏水表面材料在生物医学检测领域的研究与发展提供理论参考。     

有机涂层防护性能的电化学研究进展

曝晒、盐雾、浸泡、干湿循环、老化等传统的有机涂层防护性能研究方法,因测试周期长,测试结果多为定性分析,不能使涂层材料进行快速检验而投入评估使用.正是由于传统测试方法存在许多局限性,故综述了稳态电化学测试方法和暂态电化学测试方法这两种新技术在有机涂层防护性能中的应用与进展.介绍了动电位极化曲线法、极化电阻法等稳态电化学测试方法,这类方法主要反映涂层的极化电阻和腐蚀速度,并且方法简单,可直接分析实验数据,被广泛应用于有机涂层的失效分析中.而暂态电化学测试方法主要包括电化学阻抗法(EIS)、局部阻抗法(LEIS)、扫描Kelvin探针法(SKP)及电化学噪声(EN)等,主要用于研究涂层防护机制和局部缺陷.目前,在有机涂层防护性能和机理研究中,应用最多的是电化学交流阻抗法.丝束电极法(WBE)、扫描电化学显微镜(SECM)以及原子力显微镜(AFM)用于研究金属/涂层界面物理化学变化规律.阐述了上述方法在涂层防护研究中的应用成果及其优势和不足,指出对于深层次的涂层防护研究,需要应用多种测试手段,从不同的角度和方面综合分析,全面评估涂层的使用寿命.     

特殊浸润性表面构建及其抑制酸奶黏附的研究

目的 构建一种能够抑制酸奶黏附现象的特殊浸润性表面,探索特殊浸润表面的结构、组成及性能。方法 以棕榈蜡、二氧化硅和羧甲基纤维素钠为原料,通过喷涂法在聚苯乙烯片材上构建特殊浸润性表面。结果 棕榈蜡添加量为3 g,二氧化硅为0.9 g,两者共溶于100 mL无水乙醇,将0.6 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水时,2种溶液共混(V_乙醇溶液∶V_水溶液=2∶1)在聚苯乙烯片材表面进行喷涂,并于75℃烘干30min,得到特殊浸润性表面。所构建的特殊浸润性表面具有典型的微纳结构,酸奶在其表面的接触角为(141.32±5.43)°,滚动角为(7.51±2.86)°。耐碱、耐盐试验表明,特殊浸润性涂层在浸泡24 h后,酸奶在其表面的接触角分别为(132.00±5.75)°和(130.18±6.09)°,与原始特殊浸润性表面相比未发生显著性下降(P>0.05)。此外,甲基蓝和邻苯二酚紫粉末的残留结果表明所构建的表面自清洁性能良好。酸奶在具有特殊浸润性表面的聚苯乙烯片材上的残留量为(3.77±1.99)%,显著低于无特殊浸润性表面的聚苯乙烯片材(15...     

复合地层中不同刃形滚刀与岩石接触行为研究

目的 滚刀截面形状即刃形对滚刀综合性能影响显著,研究不同刃形的滚刀在复合地层中的载荷变化特点,把握各型滚刀应用于复合地层时的优势与劣势,对于减少滚刀失效、降低刀盘偏载具有重要指导意义。方法 通过滚刀破岩试验获取和对比3种刃形的滚刀(平顶、圆顶和螺旋槽滚刀)在软硬复合地层中的切削力、破岩体积等关键指标,同时建立滚刀破岩有限元数值模型,探究滚刀刃形影响其切削岩石性能的机理和规律。结果 在复合地层中工作时,平顶滚刀所需的法向力均值最高,其余滚刀则相近。这是由于圆顶和螺旋槽滚刀破岩时仅有部分表面参与接触,接触面积均小于平顶滚刀,应力集中效应明显,从而降低破岩法向力。螺旋槽滚刀在切削不同强度岩石时的法向力差距最小;圆顶滚刀的法向力标准差的值最小。3种滚刀均形成了粉末状和片状岩石碎片,平顶和圆顶滚刀形成的岩石碎片总体积相近而螺旋槽滚刀略低。结论 复合地层软硬岩强度相差较大时,可选用螺旋槽滚刀以减轻刀盘偏载;硬岩部分强度较高时,推荐选用圆顶滚刀,以减小切削力和载荷冲击。     

恒定流速下三角型沟槽隔水管减阻性能的仿真分析

目的 为了提高隔水管的使用寿命和保障深水钻井的安全性,在只考虑同一流速下的海流力、不同沟槽的布置对隔水管受力影响的工况下,利用织构减阻的原理,将三角型沟槽织构引入隔水管表面来起到降低隔水管绕流阻力的作用.方法 采用大涡数值模拟,建立三角沟槽织构隔水管力学模型,在恒定流速下开展三角型沟槽深度和宽度几何参数对隔水管升阻力系...     

高性能水性聚氨酯涂料的发展及改性研究

随着以生态设计推动绿色发展的理念逐步为大众接受,相对安全、环保的水性涂料——水性聚氨酯涂料开始在建筑涂料领域受到广泛关注。水性聚氨酯涂料的研究,目的是使其性能最优,并在建筑等行业获得广泛应用。针对市场对涂料色彩饱和度、防水、耐污抗菌、防霉防腐、耐磨抗冲击及阻燃隔热等性能的需求,需要开发多种功能性水性聚氨酯涂料。但因其本身的组成成分的改变是通过将有机溶剂替换为对环境友好的亲水基溶剂,故在相应的应用范围内受到一定限制。为了适应水性聚氨酯涂层的轻量化要求,专家学者们长期以来不断致力于水性聚氨酯的改性研究。总结了高性能水性聚氨酯涂料的发展现状,综述了近年来水性聚氨酯性能最优化方面的研究进展和国内相关报道,同时结合当前国内外水性聚氨酯的研究技术水平,提出了水性聚氨酯涂料在未来长期的主要研究方向应当是通过表面改性的方法开发性能更加优异、价格更加亲民的产品,从而实现水性聚氨酯涂料在涂装行业上的广泛应用,同时还应满足开发环境友好型水性涂料的现代工业发展原则。     

碳钢在CO2环境中无机垢下腐蚀研究进展

垢下腐蚀(UDC)是油气管道失效的重要原因之一。垢层下腐蚀环境区别于无垢层覆盖区域,可能产生严重的局部腐蚀,甚至引起管道穿孔。针对CO2环境下的无机物垢层,对油气管道中碳钢的垢下腐蚀研究进展进行了综述,简述了垢下腐蚀的作用机理、影响因素和控制方法。由于化学成分和环境的多样性,垢下腐蚀的作用机制并不唯一,发现在CO2环境下电偶腐蚀机理被普遍讨论,根据阴阳极的分布情况,从3个方面对电偶腐蚀机理进行了概括。垢下腐蚀速率主要与垢层性质和介质环境有关,总结了无机物垢层性质、pH值和不同工况条件对碳钢垢下腐蚀的影响。概述了垢下腐蚀的主要控制方法,着重介绍了缓蚀剂的作用机理,发现缓蚀剂的效果很大程度上受到垢层性质的影响。最后,对垢下腐蚀未来的研究方向及发展趋势进行了展望,为进一步揭示无机盐与CO2腐蚀产物混合层的保护性,有必要从半导体电子微观的角度进行分析。同时,在高浓度CO2环境下探讨垢下腐蚀的作用机制与影响规律,也是未来的研究方向之一。