K360耐磨钢焊接接头HAZ的组织与冲击韧度

利用药芯焊丝对已磨损的K360耐磨钢进行CO2气体保护堆焊修复,并对焊接接头的HAZ进行显微组织、硬度及冲击韧度试验。结果表明,焊接接头的HAZ可分为过热区、淬火区、不完全相变区和回火区4个区域。过热区的组织为粗大的马氏体,硬度较高;淬火区形成的是较细小的马氏体,其硬度略低于过热区;不完全相变区的组织为马氏体十铁素体,硬度较低,但由于存在铁素体,其韧度较高;回火区的组织主要为马氏体,硬度随靠近母材方向逐渐增大。     

煤表面对多种气体分子混合吸附的微观机理

应用量子化学密度泛函理论,在6-311 g水平上对建立的吸附模型进行全优化.结果表明,煤的表面能够与多组分气体发生混合吸附.煤表面吸附氧、氮和二氧化碳分子组成的吸附态中,氧分子和氮分子在煤表面的侧链吸附,CO2则在苯环的上方.煤表面氨基上的C原子和N原子的电子向氧分子中的氧原子转移.煤表面吸附了二氧化碳和氮分子,氧分子所得的电子减少,表明如果煤表面吸附其它种类分子,则削弱了吸附氧的作用.吸附后O2的频率变化较大,N2和CO2的频率变化很小.煤表面与矿井采空区各种气体发生吸附时的亲和顺序为:氧气>水>二氧化碳>氮气>一氧化碳>甲烷.     

K360耐磨钢堆焊合金层的组织与性能

利用药芯焊丝对已磨损的K360耐磨钢进行CO2气体保护堆焊修复,并对堆焊层进行了显微组织、X射线衍射、硬度、冲击韧度及抗磨料磨损性能试验.结果表明:堆焊层的组织为细小板条马氏体 少量弥散分布碳化物,硬度不高,产生冷裂纹倾向小,韧性与塑性较高;同时堆焊层组织细小,弥散分布的碳化物对焊层基体有强化作用,使堆焊层的耐磨性达到了基体的水平.     

K360耐磨钢PK—Y25堆焊层的摩擦磨损特性的研究

利用药芯焊丝对已磨损的K360耐磨钢进行CO2气体保护堆焊修复,并采用不同硬度的23MnNiMoCr54高强钢与堆焊层配副进行对磨试验。结果表明,随着对磨材料硬度的提高,摩擦副的摩擦系数变化较小,磨损量逐渐变小,磨损面较光滑,其磨损机理主要为显微切削。由于堆焊层对不同硬度的对磨材料都造成了较严重的磨损,因此其不适合作为K360耐磨钢的堆焊修复材料。     

甲烷气体对煤吸附二氧化碳气体的影响研究

煤炭自燃是煤矿的主要灾害之一。不仅烧毁宝贵资源,还严重危害井下工作人员的安全与健康。CO₂气体灭火可以应用于矿井的防灭火工作。煤矿井下的气体是多种气体的混合物,煤对很多种气体具有吸附特性。运用量子化学理论高斯03软件包对二氧化碳气体在煤表面吸附时,甲烷气体对其吸附能力的影响进行研究。结果表明,当煤表面分别吸附1个和2个CO₂分子时,有1个CH₄分子存在会促进煤表面吸附CO₂分子。但当CO₂分子的个数大于2个时,有1个CH₄分子存在就会抑制煤表面吸附CO₂分子。因此,CH₄分子对煤表面吸附CO₂分子是有影响的。甲烷气体的含量能够影响煤对二氧化碳气体的吸附。     

氧在煤表面-CH2-NH2基团上的化学吸附

应用量子化学密度泛函理论，分别建立并优化了单氧分子与煤表面苯环和侧链的吸附模型，分析比较了吸附前后煤表面分子与氧分子化学结构的变化.氧分子在-CH₂-NH₂基团上发生化学吸附时，C-N,N-H,O-O都发生了较大的变化，并断裂生成新的化学键.吸附能随着吸附氧分子数的增加而增大，呈二次函数关系.     

煤与瓦斯突出微观机理研究

构建了煤表面与CH₄的吸附模型,采用量子化学密度泛函（DFT）理论计算方法,在B3LYP/6-311G计算水平上,对构建的煤与CH₄分子吸附伴生体系结构进行优化,得到了吸附平衡态的几何构型,计算了吸附能和振动频率,从而得出煤与瓦斯突出微观机理：在矿井生产中,由地震、开采等引起采掘工作面围岩应力变化导致煤岩体破裂,煤岩体破裂产生频率范围宽广的电磁波.由量子化学密度泛函理论（DFT）计算得到煤与瓦斯的吸附为物理吸附,吸附能为1.16 kJ/mol.煤与CH₄吸附形成的伴生分子体系以量子化形式吸收宽频电磁波,导致该体系由基态变为激发态,使得瓦斯由吸附态脱附变为游离态,形成大量的游离态瓦斯,在弱面发生煤与瓦斯突出.     

K360耐磨钢PK-Y25堆焊层的摩擦磨损特性

利用药芯焊丝对已磨损的K360耐磨钢进行CO2气体保护堆焊修复,并采用不同硬度的23MnNiMoCr54高强钢与堆焊层配副进行对磨试验：结果表明,随着对磨材料硬度的提高,摩擦副的摩擦系数变化较小,磨损量逐渐变小,磨损面较光滑,其磨损机理主要为显微切削。由于堆焊层对不同硬度的对磨材料都造成了较严重的磨损,因此其不适合作为K360耐磨钢的堆焊修复材料。     

煤表面含P侧链基团对氧分子的物理吸附机理

应用量子化学密度泛函理论研究了煤表面带有含磷基团侧链与多氧分子物理吸附机理.煤表面中的含P基团与氧分子进行吸附组成的吸附态中,含P侧链中的P37原子和C14的电子向氧分子中的氧原子转移,P原子和C原子失去的电子主要被吸附在煤表面的氧得到,其中O23和O24得到较多电子,其他的氧原子得到的电子较少.由于吸附在煤表面上的氧分子都得到了电子,导致氧分子的O-O键被削弱,键长出现了不同程度的拉长.与自由氧分子相比,吸附在煤表面的氧分子O-O键的伸缩振动频率向低波数位移.计算得到氧分子与煤表面组成的吸附态的吸附能为606.09 kJ/mol,由此可知,煤表面含P侧链易与多个氧分子发生物理吸附.     

Basic theory research of coal spontaneous combustion

Discussed latest research results of basic theory research of coal spontaneous combustion in detail, with quantum chemical theory and method and experiment systematically studied chemical structure of coal molecule, adsorption mechanism of coal surface to oxygen molecule and chemical reaction mechanism and process of spontaneous combustion of organic macromolecule and low molecular weight compound in coal from microcosmic view, and established complete theoretical system of the mechanism of coal spontaneous combustion. Supported by National Natural Science Foundation(50474010); Eleventh Five Year Key Technologies (2006BAK03B05)