TiO_2纳米管复合列阵材料的制备及其应用研究进展

阳极氧化制备的TiO₂纳米管列阵由于具有独特的、高度有序的列阵结构,制备工艺简单,成本低廉,已经发展成为重要的无机功能材料。在TiO₂纳米管内外复合其它纳米材料以构成一种特殊的异质结复合结构可以提高其性能,拓展其应用空间。本文基于国内外最新研究进展,系统综述了采用金属、半导体、有机物对TiO₂纳米管列阵修饰而得的复合纳米材料,及其化学、电化学和物理的方法;并介绍其在光催化降解污染物、太阳能电池、生物传感器方面的潜在应用,提出了未来的发展方向。     

基于Hilbert变换的轴承故障诊断研究

滚动轴承外环故障、内环故障和滚动体故障的振动信号具有调制的特点。采用Hilbert变换对轴承的故障信号进行了包络解调仿真分析,并对滚动轴承的外环故障进行了故障诊断试验研究,诊断结果与实际故障吻合。研究结果表明,基于Hilbert变换的包络解调技术不仅能有效提取故障信号的特征频率,而且还可以有效地实现滚动轴承故障的诊断。     

CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的制备及其性能

以针刺整体炭毡为预制体,采用化学气相渗透法(CVI)增密制备C/C多孔体,然后采用反应熔体浸渗法(RMI),将Cu与Si同时熔渗进C/C坯体中制备CuxSiy改性C/C-SiC复合材料.研究CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的组织结构、力学性能和摩擦磨损性能,并与C/C-SiC复合材料进行对比.结果表明:CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的弯曲强度和冲击韧性略低于C/C-SiC复合材料的;采用30Cr钢作对偶时,CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的摩擦因数约为0.24,线磨损率小于4 μm·side-1·cycle-1,均与C/C-SiC复合材料的相近,但其摩擦表面温度降低约50 ℃;以自身材料作对偶时,CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的摩擦磨损性能略低于C/C-SiC复合材料的.     

热解炭(PyC)/BN复合粉的制备及其吸波性能

以尿素、硼酸和热解炭(PyC)粉为原料, 利用化学转化法, 在1750℃、N₂气氛下反应6 h, 制备了PyC/BN复合粉。采用XRD、XPS、SEM、DTA/TGA对PyC/BN复合粉的物相组成、化学成分、表面形貌及抗氧化性能进行了表征, 并用矢量网络分析仪测试了PyC/BN复合粉在2~18 GHz频段内的吸波性能。结果表明: 生成的h-BN颗粒在PyC粉表面形成包裹层, 其尺寸为几十至几百纳米。相比于PyC粉, PyC/BN复合粉的抗氧化性能明显提高, 在1200℃时其质量仍剩余50%以上, 而PyC粉在940℃时已被氧化完全。同时, 由于波阻抗增大, 电子位移极化、界面极化、多重散射和λ / 4干涉相消作用, 使得PyC/BN复合粉在相同厚度下(d=2 mm), 其反射率峰值达到-27.2 dB, 反射率小于-10 dB的频宽为2.6 GHz; 且随着厚度的增加, 其反射率峰值均小于-10 dB, 并出现多重吸收峰。PyC/BN复合粉可作为理想的轻质、耐高温、强吸收的吸波剂应用于微波领域。     

基于人脸模板保护的不可逆变换方法

生物特征加密技术由于生物特征认证技术和密码学方法组成。它在为生物认证系统提供精确性和便捷性的同时,也保证了生物模板的隐私性和安全性。本文针对有序人脸特征,设计了四种形态的不可逆变换函数,并将其运用到三种不可逆变换方案中。我们设计的不可逆变换方案包括:位置变换方案,特征值变换方案以及二维变换方案。在实验阶段,我们对比了三种变换方案产生模板的认证性能和安全性能,并以任意一幅人脸的变换模板为例进行重构,重构后的人脸图像与原始人脸有很大差异。实验结果表明,位置变换方案通过增加多对一区域方式来增加认证系统安全性能,且认证性能与原始生物特征几乎相同。      

基于偏应力第三不变量的窄煤柱合理宽度确定

为解决王家岭矿20103运输平巷窄煤柱合理宽度留设问题,提出了以偏应力张量第三不变量J_3为指标的研究方法。偏应力张量第三不变量表征了介质点应变行为,通过数值模拟手段进行围岩J_3来确定最优煤柱宽度问题。柱宽方案对比得出,8 m柱宽时,巷道实体煤区顶板围岩为低强度压缩应变状态,煤柱区顶板围岩为平面应变或低强度的拉伸应变状态,最终确定20103运输平巷合理的窄煤柱宽度为8 m。数值模拟和现场应用表明:剧烈综放采动影响下,8 m的窄煤柱仍存在有2~3 m的弹性核;现场未发现窄煤柱失稳现象且巷道服务状况好。     

大型综放工作面沿空巷道窄煤柱合理宽度确定

沿空巷道煤柱破坏失稳是典型的不连续现象。在煤柱系统力学简化模型基础上,应用突变理论方法得出了煤柱系统的尖点突变模型,进而推出了煤柱失稳破坏的临界宽度理论公式。研究结果表明:煤柱临界宽度与埋深、煤柱高度、巷道宽度、应力集中系数、侧压系数、煤层界面内摩擦角和黏聚力及煤帮支护阻力等因素密切相关。在煤柱临界失稳宽度的基础上,引入安全系数来确定窄煤柱的合理宽度。最后,经过工程实例应用,验证了该研究手段的可行性。     

夹层结构Cf-Si3N4复合材料微波介电响应机理研究

以短切炭纤维、氮化硅为原料, 采用凝胶注模工艺, 在1600℃、N₂气氛下无压烧结制备了夹层结构C_f-Si₃N₄复合材料。采用网络矢量分析仪测试了夹层结构C_f-Si₃N₄复合材料在X波段的介电响应行为, 并通过理论建模深入分析了该复合材料的微波介电响应机理。结果表明: 短切炭纤维呈二维分布的夹层结构, C_f-Si₃N₄复合材料介电常数随着炭纤维面密度增加存在“阈值”现象。通过修正Debye模型, 提出了夹层结构C_f-Si₃N₄复合材料在炭纤维形成导通网络后的介电响应理论模型, 揭示了夹层结构C_f-Si₃N₄复合材料介电损耗频散特性的机理。研究结果还表明, 在短切炭纤维刚刚形成导通网络时, 复合材料的弛豫时间存在较大分散性, 介电常数可采用多弛豫时间函数分段描述法。随着炭纤维面密度逐步增加, 弛豫时间的分散性减小, 分段弛豫时间函数演化成单一弛豫时间理论模型。     

不同原料凝胶注模制备莫来石陶瓷的结构与性能

分别以溶胶-凝胶法制备的莫来石粉末和分析纯级氧化铝/氧化硅混合粉末为原料,经过凝胶注模成形后,在1 400~1 600℃温度下无压烧结,制备莫来石陶瓷,研究原料种类及烧结温度对莫来石陶瓷的显微结构、力学性能和抗热震性能的影响。结果表明:以溶胶-凝胶法制得的莫来石粉末为原料时,随烧结温度升高,陶瓷的密度和抗弯强度都是先升高后降低,烧结温度为1 500℃时,材料的密度和抗弯强度最高,分别为3.13 g/cm~3和155.85MPa,经过5次1 400℃?100℃沸水间热震后抗弯强度保留率达54.99%。以氧化铝/氧化硅混合粉末为原料时,起始烧结温度降低,1 400℃下烧结的陶瓷即具有较高的密度和抗弯强度,分别为3.01 g/cm~3和106.40 MPa,热震后的抗弯强度保留率为77.80%。抗弯强度随烧结温度升高而下降,烧结温度为1 600℃时抗弯强度下降至74.21MPa。     

提升机双泵液压站中液动换向阀的设计

介绍了提升机恒力矩安全制动系统中双泵液压站的工作原理和功能;分析了常用板式液动换向阀应用中存在的阀芯容易卡阻、弹簧使用寿命短等问题;设计了一种基于二通插装阀的新型液动换向阀,并阐述了其原理;详细说明了提升机双泵液压站中,新型液动换向阀的两种设计和安装方式。采用新型液动换向阀,简化了阀组油路块的油孔设计,使其寿命更长,安全可靠性更高。