矿用滑靴40CrNi2Si2MoVA激光熔覆涂层的性能研究*

为了提升平滑靴的使用寿命,采用长边单向、短边单向、长边双向和短边双向4种扫描方式在平滑靴基体上制备40CrNi2Si2MoVA涂层,研究其宏观形貌、微观组织、硬度、耐磨性,并通过现场上机实验对不同涂层的平滑靴综合使用寿命进行评估。结果表明：4种扫描方法制备的熔覆层与基体均有良好的冶金结合,表面无比较明显的气孔以及裂纹;熔覆层微观组织主要由胞状晶、树枝晶、柱状晶、等轴晶组成;采用长边单向扫描时,熔覆层的晶粒更加致密,质量最好,采用单向扫描时熔覆层的显微硬度高于双向扫描时的显微硬度,采用短边单向扫描时熔覆层耐磨性有着很明显的优势。上机实验表明,40CrNi2Si2MoVA涂层对平滑靴的使用寿命有着很大的提升。     

Mn含量对Ti-6Al-4Mo合金显微组织和力学性能的影响

钛合金因其优异的综合性能在各个工程领域都有很大的应用潜力,但较低的弹性模量限制了其在高强度、高刚性材料结构件中的应用。本文以开发综合力学性能良好的高弹性模量钛合金为研究目的,采用冷坩埚悬浮熔炼法制备了Ti-6Al-4Mo-xMn(x=0,1,2,3,4 wt%)合金,研究了Mn含量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti-6Al-4Mo-xMn合金由α和β相组成,未出现Ti-Mn相。随着Mn含量的增加,合金的α→β相变温度降低,合金中β相的体积分数增加,合金的组织变细,魏氏组织逐渐增多;合金的硬度从30 HRC增加到46 HRC,抗拉强度从838 MPa增加到1266 MPa,这是因为Mn元素在合金中引起了固溶强化和组织细化;合金的弹性模量呈现先升高后降低的趋势,当Mn含量为1 %时,合金的弹性模量最高,约136 GPa,同时抗拉强度为916 MPa,较Ti-6Al-4V合金分别提高24.0 %和3 %,综合力学性能最好。     

废弃碳纤维复合材料基碳材料构建及其 太阳光水蒸发性能研究

近年来，由于环氧树脂基碳纤维增强复合材料（ECFRP）在航空航天、军事国防、民用等领域广泛应 用，ECFRP 废弃物越来越多。拓展废弃 ECFRP 回收方法和应用领域是解决该问题的有效方法之一。本文通过不 同碳化温度获得 ECFRP 基碳材料，并将其应用于光热转换领域。超景深显微镜和 SEM 结果显示：碳化温度 500℃ 条件下，碳纤维表面残留较多树脂；而 550℃和 600℃条件下，碳纤维呈分散状态。当温度超过 650℃后，碳纤 维紧密贴在一起。由 X-射线能谱仪结果可知，随着碳化温度升高，碳材料中碳元素含量呈增加趋势，由碳化 温度 500℃下的 91.97%上升到碳化温度 800℃下的 98.39%。在一个太阳光条件下，ECFRP 基碳材料纯水蒸发效 率呈现先增加后减小趋势，这可能是由于在高温碳化下碳纤维之间紧密相连，阻碍了蒸汽的传递与挥发。当碳 化温度为 550℃时蒸发速率最高，为 1.71 kg·m-2·h-1，显示出较好的光热转换水蒸发效率。本研究为废弃 ECFRP 回收及在海水淡化、污水处理等领域的应用提供借鉴指导意义。近年来，由于环氧树脂基碳纤维增强复合材料（ECFRP）在航空航天、军事国防、民用等领域广泛应用，ECFRP 废弃物越来越多。拓展废弃 ECFRP 回收方法和应用领域是解决该问题的有效方法之一。本文通过不 同碳化温度获得 ECFRP 基碳材料，并将其应用于光热转换领域。超景深显微镜和 SEM 结果显示：碳化温度 500℃ 条件下，碳纤维表面残留较多树脂；而 550℃和 600℃条件下，碳纤维呈分散状态。当温度超过 650℃后，碳纤 维紧密贴在一起。由 X-射线能谱仪结果可知，随着碳化温度升高，碳材料中碳元素含量呈增加趋势，由碳化 温度 500℃下的 91.97%上升到碳化温度 800℃下的 98.39%。在一个太阳光条件下，ECFRP 基碳材料纯水蒸发效 率呈现先增加后减小趋势，这可能是由于在高温碳化下碳纤维之间紧密相连，阻碍了蒸汽的传递与挥发。当碳 化温度为 550℃时蒸发速率最高，为 1.71 kg·m-2·h-1，显示出较好的光热转换水蒸发效率。本研究为废弃 ECFRP 回收及在海水淡化、污水处理等领域的应用提供借鉴指导意义。     

生物质基水凝胶的传感应用进展

生物质材料是由动物、植物以及微生物等生命体衍生得到的材料,具备来源广泛、绿色安全、可再生和可生物降解等重要特征。生物质基水凝胶是以天然生物质大分子为原材料制备的水凝胶,已被广泛应用于污染物吸附、药物载体、生物工程以及多功能传感等领域。本文简要介绍了几种常见生物质基水凝胶的特点,包括基于蛋白质、纤维素、海藻酸盐、淀粉和壳聚糖等制备的水凝胶。同时,归纳了生物质基水凝胶在生物、应变、气体、湿度和温度等方面的最新传感应用。最后,结合目前研究现状,指出了生物质基水凝胶未来推广应用面临的挑战并提出了针对性解决思路。     

冷加工变形量对粉末冶金铜铁合金组织与性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了铁相分布均匀且尺寸细小的高铁质量分数铜铁合金(Cu-5%Fe、Cu-20%Fe和Cu-50%Fe),并结合热轧和冷轧制备了铜铁合金板带材。研究了冷加工变形量对不同铁含量粉末冶金铜铁合金的显微组织、力学和导电性能的影响规律。结果表明，Cu-50Fe合金冷变形量达到70%时，大部分铁颗粒变形形成纤维状，Cu-20Fe合金在变形量达到90%时铁颗粒才开始形成纤维状。而Cu-5Fe合金在冷变形量为98%时铁颗粒都还未完全形成纤维，仍然呈短棒状。在同样变形量的条件下，铁含量高的合金其铁颗粒明显更容易变形形成纤维状。随着冷变形量的增加，铜铁合金的强度显著增加，导电率略有下降。     

望江挑花针法形成规律研究

以安徽望江挑花针法为研究对象,结合实例从正、反两面探讨挑、钻、游针的起针、行针路径、收针等规律。研究发现,挑针和钻针于图案的最左上侧反面起针,依次向下向右推移,完成图案。单面和双面挑针行针路径分别采用两个阶段和四个阶段完成。钻针行针路径沿横向或纵向反复行针,跨纱长度根据图案要求确定。游针从图案线条交点反面起针。游针行针路径是沿正向和反向路径各走一次,收针与起针在同一位置。     

平行四主缆悬索桥跨缆起重机设计

针对某主跨超2 000米级悬索桥平行四主缆设计方案，通过对跨缆起重机进行功能需求分析和多种设计方案对比分析，提出了一种适应四主缆受力特点的新型跨缆起重机以实现加劲梁吊装。起重机采用自适应左右幅并置双主缆架设误差的承载结构、跨越并行索夹的行走机构、对称于主缆的提升系统、轻量化主桁架等设计。同时阐述了动力系统及集成控制系统原理设计，可为类似悬索桥建设提供借鉴。     

碱洗除油对热镀锌钢涂装后耐蚀性的影响

对比研究了有机溶剂除油和碱洗除油镀锌板的表面微观结构和成分，磷化膜性能，以及电泳漆膜耐蚀性。结果表明，采用碱洗除油时，镀锌板电泳涂装后的抗石击腐蚀性能明显优于采用有机溶剂除油时。     

基于连续方法的气固循环流化床全回路模拟及稳定性分析

相比对单个操作单元的模拟，气固循环流化床的全回路模拟能全面揭示各单元之间的联系、诊断操作突变等现象，对实际工业生产更具指导意义。本研究在连续介质模型结合颗粒动理论的框架下，对一套虚拟过程工程(VPE)的气固循环流化床装置进行了全回路模拟和稳定性分析。模拟发现了提升管中的颗粒浓度及压降发生大幅度的周期性震荡现象，两种完全不同的操作状态，即稀相输送和浓相输送，交替式地出现。为分析该现象产生的原因，考察了模型因素(主要是气固相间曳力)和操作因素(颗粒藏料量和提升管表观气速)对周期性震荡现象的影响。研究发现，将考虑非均匀结构影响的曳力替换成均匀曳力，仍不能消除周期震荡现象，其颗粒输送返回装置(Loop-seal)压头不足以保证颗粒从下降管平稳输送到提升管，而降低气速和增大藏料量都有利于颗粒循环输送的稳定性，防止“窜气”现象的发生。结合上述现象，进一步聚焦影响颗粒输送的关键点，即Loop-seal气动阀，采用引入虚拟阀门的方式提高Loop-seal输送管中的输送阻力，从而有效改进了全回路模拟的稳定性，其预测得到的提升管轴向压降分布与实验值基本吻合。     

退火对黄铜包覆纯铜绞线组织和力学性能的影响

黄铜包覆纯铜绞线是电气化铁路综合接地系统的关键地线材料，目前主要采用套管拉拔法加工。本文采用连铸复合-拉拔加工新工艺制备了黄铜包覆纯铜绞线，研究了退火温度和时间对拉拔态复合线材微观组织、性能、界面和拉伸断裂行为的影响。结果表明：当退火时间固定为1 h时，随着退火温度的升高，纯铜芯线和黄铜包覆层再结晶程度增大，二者分别在275℃和300℃完成再结晶。在退火温度200～300℃、退火时间0.5～1 h的范围内，随退火温度升高和退火时间的延长，复合线材的硬度和抗拉强度快速下降，断后伸长率快速提高。随退火温度的提高和退火时间的延长，黄铜/纯铜界面的扩散层厚度增厚，从(250℃, 1 h)退火条件下的4.0μm增加至(400℃, 1 h)的7.2μm，或从(300℃, 0.5 h)时的4.3μm增加至(300℃, 2 h)时的8.1μm。综合考虑各种因素，推荐的合理退火条件为(300～350℃, 1 h)。在该条件下退火后，线材的断后伸长率由拉拔态的3%大幅度升高至约40%；黄铜包覆层的拉伸断裂模式由退火前的解理断裂转变为韧性断裂，有利于提升贯通地线的服役安全性和延长服役寿命。