熔融6061和4043铝合金在纯钛表面的反应润湿

利用改良座滴法研究了高真空条件下熔融6061和4043铝合金在600,650,700℃分别与纯钛(TA2)的反应润湿行为。结果表明:Al/Ti体系属于典型的反应润湿,铝合金中微量的Si元素在界面上产生了明显富集且满足热力学条件;界面上形成了富Si的致密的层片状Ti_7Al_5Si_(12)相,致密层产生后阻碍熔体润湿母材;Ti_7Al_5Si_(12)相的分解及三相线附近疏松的粒状Al_3Ti相产生后能够破除钛表面的氧化膜,进而促进润湿;6061/TA2和4043/TA2两润湿体系铺展动力学均可由反应产物控制(Reaction Product Model)模型描述,整个润湿铺展过程分为两个阶段,即先呈指数铺展、后呈线性铺展;6061铝合金对应两个阶段的铺展活化能分别为56kJ/mol和112kJ/mol,4043铝合金以指数铺展为主,铺展活化能为47kJ/mol,Ti_7Al_5Si_(12)相的分解对应于指数铺展阶段。     

金刚石自支撑膜的高温红外透过性能

由于金刚石具有低吸收和优异的力学与导热性能使其成为长波(8~12μm)红外光学窗口材料的重要选择。对于许多极端条件的应用,化学气相沉积(CVD)金刚石自支撑膜的高温光学性质至关重要。应用直流电弧等离子喷射法制备光学级金刚石自支撑膜进行变化温度的红外光学透过性能研究,采用光学显微镜、X射线衍射、激光拉曼和傅里叶变换红外-拉曼光谱仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、结构特征和红外光学性能。结果表明:在27℃时金刚石膜长波红外8~12μm之间的平均透过率达到65.95%,在500℃时8~12μm处的平均透过率为52.5%。透过率下降可分为3个阶段。对应于透过率随温度的下降,金刚石膜的吸收系数随温度的升高而增加。金刚石自支撑膜表面状态的变化,对金刚石膜光学性能的影响显著大于内部结构的影响。     

发动机进气系统高通量富氧膜的研制

采用交联改性的方法对较低分子量的乙烯基硅橡胶进行了改性研究,制备了高通量的富氧膜,结合单因素实验法和Design-expert正交实验设计,考察了原料配比、交联反应时间、固化温度和固化时间等因素对富氧膜性能的影响,确定了最佳富氧性能膜的制备条件:原料配比4.3,反应时间2.15h,固化温度86.25℃,固化时间1.75h;获得了富氧浓度为28.68%,透气量为4696.33 barrer的富氧膜,该膜的富氧浓度与常规商品化膜相当,透气量为常规商品化膜的2~4倍,有应用于发动机富氧进气系统的前景。通过扫描电镜检测、机械性能检测等手段对复合膜进行了进一步表征。     

中空纤维帘式膜组件安装技术

本文对污水处理厂中空纤维帘式膜组件安装技术要点进行了阐述,通过膜架设计制作,实现膜组件在数量上、排布形式上组合和安装,缩短了施工工期,降低了施工成本,在今后的污水处理厂施工中有广阔的应用前景。     

高透钻面玻璃在线连续镀膜技术研究

使用立式连续直线镀膜生产线,采用真空磁控溅射技术在玻璃表面设计并镀制了Nb2O5/Si O2/Nb2O5/Si O2/CNx多层纳米硬质增透薄膜,并研究其透过率、硬度及理化性能。结果表明:通过引入线性阳极层离子源,控制并形成新的磁控溅射镀膜工艺,钻面玻璃产品的表面硬度达994.8 HV,是普通玻璃的2倍以上;在可见光透过率≥94%,具有一定的增透效果;经过酸/碱/溶剂/热处理后的透过率衰减ΔT0.1%,理化性能优良。     

LiNi0.8Co0.15Al0.05O2正极活性材料的衰减机理及改性措施

高功率、高容量的LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2(NCA)正极锂离子电池在电动汽车和定置储能电池等行业中具有非常广阔的应用前景。为使其更具商业竞争力,NCA锂电池的使用寿命至少需要延长至15年,这对现行技术而言是一个很大的挑战。因此,明确NCA锂电池在循环和储存过程中性能衰减机理是延长NCA动力电池使用寿命的关键。大量研究表明正极表面膜的形成、表面盐岩结构类NiO相的出现、显微裂纹的产生、表面导电碳基体的恶化等因素是NCA动力电池衰减的主要原因。通过常规原子掺杂、表面包覆等方法在一定程度上能有效抑制正极材料的恶化,延长锂离子电池的使用寿命。     

杂多酸掺杂质子交换膜的制备、结构及性能

作为含有多金属氧酸Keggin分子构型的固体强酸,杂多酸(HPAs)具有优异的吸水性、质子传导性(cp)、机械、热及化学稳定性。HPA掺杂陶瓷或聚合物质子交换膜(PEMs)可以有效提高复合PEMs的亲水性、cp、燃料阻隔性、机械、热及化学稳定性,同时显著降低其cp及燃料阻隔性的温度与湿度依赖性。当HPA掺杂陶瓷时,两者之间的氢键作用导致HPA在基体中的流失率低、分散性强且掺杂量高,此时复合PEMs的cp(10~(-1) S/cm数量级)较基体PEMs(10~(-3)~10~(-2) S/cm)大幅升高;而当HPA掺杂磺化聚合物时,两者之间的静电排斥力造成HPA在基体中的流失率高、分散性差且掺杂量低,此时复合PEMs的cp(10~(-1) S/cm数量级)较基体PEMs(10~(-2)~10~(-1) S/cm)仅小幅升高。为了有效降低HPA在聚合物基体中的流失率,可以采用聚合物膜"三明治"状包覆复合PEMs、盐化HPA、改性基体或通过第三组分负载HPA以分别在HPA与基体或负载之间形成氢键或静电引力等手段;对于HPA的负载改性,由于陶瓷或聚合物负载在基体中易团簇,相应地HPA在基体中的分散性与掺杂量并未提高。有时采用HPA与吸水性较强的磷酸共掺杂陶瓷基体或负载,以协同提高复合PEMs的cp,然而效果并不显著。以上各种结构的HPA掺杂PEMs通常由溶液浇铸法、自组装法、溶胶-凝胶法及浸润法等制备;不同方法往往相互关联,即制备过程可能涉及两种或3种方法的耦合使用。改性HPA或其负载以显著提高HPA在磺化聚合物基体中的分散性与掺杂量,借此构建全新、高效的质子传输通道形态以实现复合PEMs的超高cp(100S/cm数量级),是今后PEMs技术的重点发展方向之一。     

Mg/Fe-LDHO/PES复合膜吸附材料的制备与除氟性能

以层状氢氧化镁铁的焙烧产物(Mg/Fe-LDHO)和聚醚砜(PES)为原料,采用共混法制备了Mg/Fe-LDHO/PES复合膜吸附材料,并研究了其对水中氟离子的吸附性能,考察了初始pH值、初始F-浓度、吸附温度、吸附时间以及共存阴离子等因素对吸附效果的影响。结果表明:在25℃条件下,该复合膜饱和吸附容量为12.34mg/g,能在pH=4~10范围内保持稳定的吸附性能,吸附速率较高,前5min内即可达到平衡吸附容量的75%;低温有利于提高复合膜的吸附性能,吸附过程符合准二级动力学模型。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的形貌及结构进行了表征,采用电位滴定法测得复合膜的零电位点pH值(pHpzc)为9.4。     

陶瓷中空纤维内表面动态水热合成NaA分子筛膜及其表征

采用动态水热法在氧化铝陶瓷中空纤维内表面原位合成了NaA分子筛膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)表征了分子筛膜的物相及微观形貌,通过渗透汽化测试考察了膜的乙醇/水分离性能,研究了合成工艺参数对成膜过程及膜质量的影响。结果表明,动态下合成的分子筛膜,晶体交联紧致,膜层薄且连续性好,厚度约4μm;提高动态速度有利于降低载体内外合成液的温差和浓度差,缩短晶化时间。在温度343K下,分离质量分数90%的乙醇/水体系,膜的渗透通量和分离因子可达1.03kg/(m2·h)和3 781,对乙醇/水表现出良好的分离效果和可重复性。     

水润滑橡胶轴承摩擦特性和水膜刚度试验研究

针对水润滑橡胶轴承摩擦特性与轴承尺寸之间的关系开展试验研究,采用轴承试验台分别测试两种规格尺寸的水润滑橡胶轴承摩擦特性,对摩擦特性进行数学建模并进行比较。同时测试水润滑橡胶轴承水膜刚度,探讨转速对水膜刚度的影响。试验结果表明,基于缩比轴承的试验数据可以推广到原始尺寸轴承,摩擦系数随轴承尺寸的增大而增大;转速对水膜刚度几乎没有影响,动压润滑状态下的水膜刚度远高于主轴和橡胶轴承的串联刚度。