多孔材料的密度测试方法探讨

测试不规则物体的密度常用排水法，但在测试多孔材料（这里的孔隙是指肉眼看不见的微孔隙，如粉末冶金过滤器、含油轴承等）密度时却存在水不断渗入，称量很难达到平衡，测量误差大的问题。为了避免水进入多孔材料的微孔中常用某些物质作防水膜，这些防水膜对密度测试的精确性有着不良影响，本文介绍了不同防水膜，允许水充分渗入多孔材料并测出渗水量，用以修正排水法测试密度的计算公式，以期更精确地测定多孔材料的密度。实践证明，这种方法易操作，精度高，可在多孔材料领域推广应用。     

生物质多孔相变材料的制备及调温调湿性能研究

以废弃核桃壳为原料,采用磨细、化学-物理耦合活化、微波加热法,制备出生物质多孔材料。采用压汞法、扫描电镜分别测试了生物质多孔材料的孔径分布和孔隙特征。试验表明:制备生物质多孔材料的最佳工艺条件为:微波功率640W,活化时间6min,磷酸质量分数85%。采用真空浸入法,将有机相变材料渗入生物质多孔材料中,试验得出:生物质多孔材料与相变材料质量比为4∶6时,其吸附量可达34.7%。将多孔复合基体为调节剂,以不同比例掺入建筑石膏内。采用DSC对其热储存能力进行测试,采用饱和盐溶液方法对其湿性能进行试验。结果表明:改性剂的加入赋予建筑石膏具有较好的储热储湿能力。     

金属多孔介质泡沫自然对流换热实验研究

本文对饱和水-泡沫铜多孔介质在方腔内的自然对流换热进行了实验研究。讨论了孔隙率、孔隙密度及倾斜角度对多孔介质自然对流换热的影响。结果表明:自然对流换热随着孔隙率增大而减小。当孔隙率一定时,随着孔隙密度的增大,自然对流换热减小。Nu数随着加热功率的增大而增大,随着腔体倾斜角度的增大而减小。根据相似理论建立了以孔隙率、孔隙密度、倾斜角度为影响变量的换热准则关联式,且误差小于±7.5%。     

多孔石墨烯制备及其纳米复合材料的研究进展

多孔石墨烯是一种在石墨烯二维纳米基面上具有纳米孔隙或三维网络结构的多孔碳材料,不仅保留了石墨烯的本征性质,更赋予材料较大的可接触面积和丰富的孔隙结构,这些孔隙的存在有利于物质运输和筛分,使得石墨烯及其复合材料在纳米粒子负载、物质运输、吸附、分离等方面展示出广阔的应用前景。综述了多孔石墨烯的制备方法,包括活化法、冷冻干燥法、模板法和沉积法,以及多孔石墨烯在超级电容器、锂-氧电池、吸附、分离领域的应用现状,并展望了未来的发展方向。     

仿生UHMWPE软骨材料的制备和性能研究

模拟天然软骨的"多孔渗透"和"梯度功能" 特征,利用T-L法制备出多孔UHMWPE试样和梯度多孔UHMWPE/普通UHMWPE试样.观察了试样表面和断面的形貌,并对试样的相关性能进行测试.多孔UHMWPE仿生软骨材料具有与天然软骨材料类似的孔隙性质,孔径多分布在50～100μm左右,多孔UHMWPE的机械性能均不同程度低于普通UHMWPE,且多孔结构能提高试样与水和牛血清之间的可润滑性能.梯度UHMWPE仿生软骨材料的多孔层和实心层之间具有明显的梯度分界,但在界面连接处具有良好的融合性和结合强度.     

变密度针刺碳纤维预制体及其力学性能

设计了一种表层密度较低而里层密度较高的变密度无纬布/网胎层针刺炭纤维预制体。对制得的变密度预制体和恒密度预制体,通过用排水法测试比较预制体的实际密度和孔隙率,用扫描电子显微镜(SEM)分析变密度预制体预制体的切面结构,用毛管流动孔隙仪分析比较预制体孔径分布,通过万能力学强力仪测试比较预制体弯曲力学性能,并对其在CVI制备C/C复合材料过程中的优点进行了展望。     

多孔吸声材料声学模型及其特征参数测试方法研究进展

噪声是载人航天器的重要环境因素之一,航天器环境噪声升高会直接影响航天员工作和休息,进而影响空间科学任务.然而,以往在轨运行的载人航天器存在较多噪声过大的问题,多孔吸声材料已经在国际空间站应用并取得良好的降噪效果,我国空间站预计2022年底建成,了解声学多孔材的声学模型以及吸声机理对我空间站运营阶段的降噪具有重要的意义.基于刚性框架假设,多孔吸声材料声学等效模型分为经验模型和唯像模型,Delany-Bazley是常用的经验模型,采用此模型不能对多孔材料吸声的性能提供精确的预测,唯象模型考虑了声波在材料孔隙和空腔中的传播,可以准确预测吸声性能,因此Johnson-Champoux-Allard唯象模型被众多学者应用.流阻、孔隙率、曲率、粘胶特征长度和热特性长度等多孔材料声学特性参数是准确建立多孔材料Johnson-Champoux-Allard模型的关键,流阻测试方法包括直接气流法、声学阻抗管法、交流法和比较法;孔隙率的测试方法分为直接测试方法和声学阻抗管测试方法;曲率、粘性特征长度和热特性长度可以通过超声波进行直接测试,直接测量通常比较复杂、不太可靠并且具有破坏性,反演优化方法是获得多孔材料曲率、粘性特征长度和热特性长度的常用方法.本文概述了多孔吸声材料在国际空间站的应用情况,综述了多孔吸声材料声学等效模型的研究进展,介绍了多孔吸声材料吸声原理、声学扰动基本方程以及声学属性参数的测试方法,重点介绍了多孔吸声材料声学等效模型中的经验模型和唯像模型,进而对多孔材料声学等效模型中的声学特征参数的测试方法进行详细论述.     

多孔金属钛/沸石复合膜材料的制备研究

用水热合成法在多孔金属钛孔隙内部多次晶化生长全硅-I型沸石，制备了多孔金属/沸石复合膜材料。用扫描电子显微镜观察到沸石多次生长过程中金属钛孔隙内分子筛形貌的变化过程。沸石的生长起始于孔隙内的金属表面，再次生长则从已生长的沸石表面开始，而且以纤细的条状晶体形态生长，最终填满整个孔隙，用该复合膜材料进行了初步的气体通透实验，确证沸石已在多孔金属的孔隙内实现连续生长。     

FeAl(Si)多孔材料的制备及高温力学性能

研究以Fe、Al、Si元素粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应烧结制备FeAl(Si)多孔材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多孔性能测试和高温拉伸实验等分析测试手段,研究FeAl(Si)多孔材料在烧结过程中的孔结构演变、显微组织形貌和高温力学性能。结果表明,在烧结过程中,随温度升高,孔隙数量增多,孔径增大,经1 120℃保温2 h后得到了具有孔结构丰富,孔隙均匀分布,单一FeAl(Si)相的多孔材料,该材料孔隙度为51.0%,最大孔径为27.3μm,透气度为373.7 m~3/(h·kPa·m~2)。随温度由室温升高,FeAl(Si)多孔材料的抗拉强度先升高后降低,500℃时,FeAl(Si)多孔材料表现出最大的抗拉强度15.24 MPa,温度进一步升高,抗拉强度急剧下降。低温下FeAl(Si)多孔材料表现为脆性断裂,高温下呈现出一定的塑性断裂特征。     

粉碎时孔隙的释放──它对多孔材料松装密度的影响

粉碎时孔隙的释放──它对多孔材料松装密度的影响摘自《Ｐｏ。ｄｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ》，（１９９３）７６：８９－９４本文首次定义了多孔材料中孔陈开放的概念。建主了一个简单模型用来计算由粉碎导致的不同粒径对应的孔保释放度。孔保释放影响颗粒的松装密度，这...     

孔径分布对多孔镍孔体积分形维数的影响

用压汞法对用粉末冶金法制备的多孔镍试件进行了测试,得到了多孔镍试件的孔隙率及孔径分布曲线,并以Menger海绵体模型为基础,根据压汞实验数据确定了多孔镍试件的孔体积分形维数,发现多孔镍的孔隙结构具有明显的分形特征,分形维数在2.8～3.0之间.孔径分布范围越宽、平均孔径越大,孔体积分形维数越大.多孔镍的孔体积分形维数在一定程度上反映了多孔镍孔隙结构的均匀性及填充能力.     

水泥土桩加固不同干密度液化土孔隙水压力分析

该文通过室内模拟地震荷载,对水泥土桩加固不同干密度液化土进行振动台试验,得出不同干密度条件的未加固或加固地基土在相同埋深处的孔隙水压力变化规律,探讨水泥土桩在不同干密度条件下抗液化效果,揭示出水泥土桩加固液化土复合地基的排水效果不明显,抗液化性能不佳,提示在工程应用中要慎重选择。     

高内相乳液法制备P(St-DVB)多孔吸油材料及其在油水分离中的应用

利用超疏水多孔材料的选择吸油性可以很好地处理突发性溢油事故和肆意排放的含油废水.本实验通过高内相乳液法制备了一种可压缩的聚苯乙烯多孔材料,通过SEM、IR对该材料结构进行了表征,并测试了其油-水分离性能.结果显示,在传统小分子乳化剂Span 80的基础上加入牡蛎壳粉(OSP)可以有效阻止液滴的合并,能显著提升乳液的稳定性.在75℃下通过偶氮二异丁腈(AIBN)引发自由基聚合制得了具有多孔结构的海绵材料,材料的密度、孔径和孔隙率可通过水量调节,当水的体积比达到98.22％时,材料呈现出可压缩性.通过接触角测量仪测试了材料的水接触角(WCA)为147.8°,油接触角接近0°,表明材料具有超疏水性和超亲油性.材料对不同油品的饱和吸油倍率在46.7～101.9 g/g,且在30 s内可达到吸油饱和;吸油后的材料可通过离心或挤压实现二次利用,该材料有望在油水分离领域得到广泛应用.     

ZnO纳米棒/多孔锌泡沫的制备及其压缩和抗菌性能

以商业铸态纯锌和NaCl颗粒为原料,采用空气压缩渗流法制备得到表观密度为2. 86 g/cm3、孔隙率为60%的多孔锌泡沫。扫描电镜观察发现相互连通的孔洞均匀地分布于多孔锌泡沫内部。将多孔锌泡沫置于200 g/L的NaCl水溶液中,80℃保温2 h后试样表面原位生成密集的ZnO纳米棒,得到ZnO纳米棒/多孔锌泡沫材料。压缩测试结果表明,ZnO纳米棒/多孔锌泡沫的压缩力学性能与未经NaCl水溶液处理的多孔锌泡沫的压缩力学性能相比没有明显下降。抗菌测试结果表明,ZnO纳米棒/多孔锌泡沫材料具有优异的抗菌性能。     

孔隙形状及孔隙率对多孔材料弹性性能的影响

利用通用单胞法(GMC)计算了不同孔隙形状及孔隙率对多孔材料等效弹性参数的影响,计算中分别采用二维方形、圆形孔隙模型和三维立方体、球形孔隙模型模拟多孔材料。不同孔隙率下等效弹性参数的计算结果表明: 不同孔隙形状下,多孔材料等效弹性参数随孔隙率增大的退化程度不同;通过对比二维简化模型与三维模型的差异,发现二维简化模型对多孔材料等效弹性参数的估算值偏低。进一步将GMC计算结果和已有文献实验结果进行比较,发现两者具有较高的吻合度。最后将GMC模型与有限元、经验模型进行对比,得出GMC模型的局限性。综合计算结果,GMC具有一定的计算精度,可应用于工程实际分析中。     

多孔硅/高氯酸钠纳米复合含能材料的冲量研究

为了研究多孔硅(PS)类含能材料的输出性能,对填充高氯酸钠的多孔硅复合含能薄膜的表面形貌和能量特性进行了表征和分析,采用扭摆推力测试平台对多孔硅/高氯酸钠复合物在不同点火电压下的反应冲量进行了测试。研究结果表明,制备的多孔硅薄膜表面平整、无龟裂,表面粗糙度仅为2.7 nm,厚度达到25μm。填充的高氯酸钠带有结晶水,可以稳定存在于多孔硅孔隙中。多孔硅/高氯酸钠复合物在大约494.7℃时开始反应,反应放热量达到689.5 J/g。冲量测试结果表明多孔硅/高氯酸钠复合含能材料反应的冲量在微牛顿秒级,冲量值随着点火电压的增大而增大。     

0Cr18Ni9Ti金属橡胶多孔材料的气体渗透性

将一种新材料——金属橡胶材料应用于制备节流元件,其较高的承载能力、抗堵塞能力及节流孔隙随压力连续可调性能是其它多孔材料所无法比拟的。对金属橡胶多孔材料的基本性能进行了实验研究,测量了具有不同丝径、不同结构尺寸的金属橡胶多孔材料的最大孔隙直径和平均孔隙直径。得出了最大孔隙直径、平均孔隙直径与孔隙度、金属丝直径和液压直径之间的关系。     

防水铵油炸药（WR—ANFO）

防水铵油炸药(WR-ANFO)是美国IPEX公司和ADTEC公司生产的。它是一种新型廉价的能防水的铵油爆炸剂。它的防水原理是在铵油炸药中加入一定量的调节剂(AN一Conditioner),当遇水后在按油颗粒表面形成一层防水膜,阻止水渗入硝铵中     

基于二维Voronoi模型的多孔泡沫金属导热性能模拟研究

多孔金属材料作为新型功能材料具有密度低、强度高、导热性能优良等特性,应用前景广阔,受到越来越多的关注。多孔材料的有效导热系数与随机孔隙结构相关,仅用孔隙率不足以描述真实材料的孔隙结构。采用二维Voronoi模型,定义孔隙随机度S和孔隙率ε作为孔隙结构参数,通过调节核点位置偏移因子α和边宽系数β改变模型的随机度S和孔隙率ε,分析随机度S和孔隙率ε对相对有效导热系数k*的影响。结果表明,随机度和孔隙率同时影响多孔泡沫材料的有效导热系数,当随机度S一定时,随着孔隙率ε增大,材料的有效导热系数k*减小;当孔隙率ε一定时,随着随机度S的增大,有效导热系数k*减小。根据大样本的有限元数值模拟结果,拟合了有效导热系数由孔隙率和随机度组成的函数表达式。     

具有良好贯通性的颗粒造孔支架的制备及表征

支架孔隙贯通性的研究一直是多孔生物陶瓷的研究重点之一.采用石蜡球作为造孔剂, 在常规的颗粒造孔法制备多孔陶瓷支架的基础上,通过二甲苯处理以便在石蜡球间形成桥联结构, 以扩大颗粒间的接触面积,从而提高多孔陶瓷支架的孔隙贯通性. 借助扫描电镜(SEM)观察陶瓷支架的多孔结构,评价二甲苯处理石蜡球对陶瓷支架孔隙贯通性的改善效果; 采用密度法测定了陶瓷支架的孔隙率并计算其收缩率,并用成骨细胞评价陶瓷支架的细胞相容性. 结果表明,通过二甲苯的处理, 不仅改善了陶瓷支架孔隙的贯通性,而且提高了其孔隙率, 但孔隙率对陶瓷支架的收缩率无明显影响.细胞培养实验显示成骨细胞可进入多孔陶瓷支架内部, 并在材料表面正常生长,贯通性好的多孔陶瓷支架可为成骨细胞生长提供更充分的空间.