离散单元法模拟分散混合的现状

分散混合在聚合物混合与复合、食品加工、胶体分散等工艺工程中起着重要作用,然而对于分散混合的机理和动态细节的认识尚浅。目前,离散元法被许多研究者用于模拟分散混合的过程,研究实践表明该方法是分析分散混合过程的有效工具。介绍了离散元法的概况,着重阐述了分散混合过程中各种力学模型的建立,概述了离散元法在分散混合中的应用现状,讨论了离散元用于研究分散混合时尚需解决的问题。     

纳米氧化锌的制备及应用研究

本文系统介绍了纳米氧化锌的研究发展状况,并对纳米氧化锌的制备、应用研究以及研究中的热点问题等进行了阐述,最后对未来的研究方向提出了看法.     

喷雾对促进细颗粒物声波团聚的影响

以燃煤烟气为对象,实验研究了各参数对喷雾促进声波团聚的影响。结果表明,添加喷雾后,声波团聚效率提高了25%~40%。无论有无喷雾,声波团聚均存在相同的最佳频率,为1400 Hz左右。较低液气比时,团聚效率随液气比的增加而明显增大,但超过0.10后,团聚效率趋于稳定。添加喷雾时,团聚效率随停留时间的增加而提高,但达到4.2 s时基本达到最大值。分析了喷雾提高团聚效率的机理,在喷雾作用下,颗粒之间形成比范德华力更强的液桥力,增大了有效碰撞系数;同时,雾化液滴的加入为气溶胶团聚提供了种子颗粒,周围的细颗粒易与之发生碰撞团聚,使团聚效率提高。研究表明,喷雾方法可以大幅降低声波团聚工艺的操作能耗。     

高铝耐火砖负载CuO氧载体的化学链氧解耦特性实验

耐火砖常用作高温炉膛材料,具有较高的破碎强度和较强的抗烧结性能。以耐火砖颗粒为惰性载体,采用连续浸渍法制备CuO质量分数为10%～30%的Cu10RefBri、Cu25RefBri和Cu30RefBri氧载体样品,并在热重分析仪（TGA）和批次进料流化床反应器中900～950℃下进行了化学链氧解耦燃烧过程氧载体的释氧-吸氧循环实验测试。结果显示,在上述氧载体样品中Cu25RefBri的释氧速率最高,可达9×10^-5kgO₂/(s?kgOC),流化床中稳定的O₂体积分数可达1.1%。然而,随着循环次数增加,Cu25RefBri的释氧速率逐渐降低至2.0×10^-5kgO₂/(s?kgOC),同时流化床尾气中O₂体积分数降低至0.7%,该值远低于对应温度下的平衡O₂浓度值。氧浓度和释氧速率降低的主要原因在于：循环过程氧载体中形成的低释氧活性的CuAl₂O₄尖晶石含量逐渐增加,导致氧载体总体活性下降。此外,在950℃流化床实验过程,还检测到氧载体颗粒的烧结现象。     

蕾丝状富Co团聚组织与Co粉中硬团聚现象研究

硬质合金顶锤是WC-Co合金大制品与极端服役工况的典型代表。服役过程中硬质合金顶锤的异常失效是困扰超硬材料与硬质合金顶锤生产企业的棘手问题。本文采用扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射分析等研究手段对硬质合金顶锤碎片与硬质合金生产用Co粉进行了观察与分析,报道了异常失效顶锤碎片微观组织结构中存在含K、Na、Ca、S、Cl、O等杂质元素、周长超过100μm的脆性蕾丝状富Co团聚组织,以及Co粉中存在因杂质与还原烧结效应导致的、外表光滑、尺度高达10μm的致密硬团聚微观缺陷。其中,富Co团聚组织中K、Na、Ca、S、Cl等杂质元素的总质量分数高达2.8%～3.45%。通过引证关联分析,认为两种缺陷之间存在一定的相关性,建议硬质合金生产企业在采购Co粉时必须重视对粉末微观质量的分析与检测。     

分散剂对添加氧化石墨烯的涂层密度和缓蚀效果的影响

氧化石墨烯(graphene oxide, GO)是一种理想的二维纳米材料,具有独特的片层结构和阻隔性能,被广泛应用于高阻隔材料、化工和医学等领域。但GO加入聚合物中时会发生聚集和团聚,因此要在GO中加入不同的分散剂,以提高含GO的涂层的密度和改善其缓蚀效果。目前常用的分散剂有纯溶剂、壳聚糖、硅烷偶联剂和聚合物等。     

单颗团聚CBN磨粒磨削TC4钛合金表面创成机制

目的 提出一种兼具耐磨性好、自锐性能优异的新型团聚CBN磨粒研制方法,解决单晶CBN磨粒因其力学特性各向异性而极易出现沿解理面大块破碎的问题,进而提升加工效率和磨削性能。方法 利用模压成形和高温液相烧结技术,制备了综合性能优异的新型团聚CBN磨粒,探究磨粒结合界面形成机制,并通过单颗磨粒磨削TC4钛合金试验,综合对比团聚CBN磨粒与单晶CBN磨粒的磨损状态和磨痕形貌,探明团聚CBN磨粒的磨削性能优势。结果 团聚CBN磨粒烧结界面新生成了TiB2、TiB和TiN;优选的烧结工艺参数为800 ℃,保温时间为10 min;相比于单晶CBN磨粒,团聚CBN磨粒的耐磨性和锋利度显著提升,磨削加工效率和质量明显改善。结论 由于团聚CBN磨粒内部微晶颗粒间金属结合剂的存在,提高了磨粒的断裂韧性,降低了因磨粒内部裂纹扩展而引起的宏观裂纹损伤深度,有效提升了磨粒的加工性能;磨削过程中随着磨粒的不断磨损,未出露的CBN晶粒逐渐参与磨削,确保了磨粒工作面有效磨粒数的动态平衡,有助于提升磨粒整体自锐能力。     

喷涂工艺对MoSi2-Al2O3涂层组织与性能的影响

目的在不锈钢表面制备一种可服役于高温富氧环境中的抗高温氧化防护涂层。方法采用MoSi_2-Al_2O_3团聚烧结粉末为喷涂原料,分别利用等离子喷涂和火焰喷涂两种工艺在310S不锈钢表面制备MoSi_2-Al_2O_3抗高温氧化涂层。采用SEM、EDS、XRD和粗糙度测量仪分析涂层的组织结构,使用拉伸法检测涂层的结合强度,采用高温氧化实验表征涂层的抗高温氧化性能。结果等离子喷涂涂层中的粉末熔化程度较火焰喷涂涂层更高,涂层呈现致密的堆叠结构且Si、O元素分布更为均匀。等离子喷涂涂层的结合强度为24.25 MPa,较火焰喷涂涂层提高了约68%。经1200℃高温氧化试验后,火焰喷涂涂层出现粉化,氧化剧烈并发生剥落,而等离子喷涂涂层未出现粉化现象,涂层结构完好。在高温氧化过程中,由于等离子喷涂涂层组织致密,可有效避免涂层粉化,均匀分布的Si元素在涂层氧化过程中更易产生SiO_2并对涂层裂纹进行有效填补,阻碍了氧原子向涂层内部扩散,因此涂层抗高温氧化性优异。结论采用等离子喷涂技术能够在310S不锈钢表面制备出组织结构、结合强度及高温性能更好的MoSi_2-Al_2O_3涂层。     

CNTs/Al复合材料搅拌摩擦加工质量的超声衰减评价

针对搅拌摩擦加工法制备的碳纳米管增强铝基复合材料的主要碳纳米管团聚缺陷,提出超声波衰减法对加工质量进行无损评价,通过改变搅拌摩擦加工次数得到不同团聚程度的碳纳米管增强铝基复合材料;根据超声衰减理论分别测量各个试样的衰减系数,从宏观上对团聚缺陷进行评价,最大和最小衰减系数相差50倍,通过超声特征扫描成像检测法验证了评价结果的有效性;同时测量了搅拌摩擦加工次数为3次和6次的纯铝试样的衰减系数分别是0.032、0.029 dB/mm,基本排除了在搅拌摩擦加工后纯铝晶粒变化对试验结果带来的影响;最后又采用超声衰减法从微观角度对团聚缺陷进行评价,随着搅拌次数增加,衰减系数从0.178 dB/mm变化到0.025 dB/mm,每搅拌1次衰减系数降低约1倍,可以得出团聚程度越严重,衰减系数越高。     

WC-Co复合粉末的原位合成及于硬质合金涂层制备中的应用

目的为解决超细/纳米WC-Co热喷涂时易于脱碳等瓶颈问题,制备具有高的硬度、断裂韧性、耐磨性和表面质量等优异综合性能的超细及纳米结构硬质合金涂层,并推广其在工业领域中的应用。方法以原位合成技术批量制备的超细/纳米WC-Co复合粉末为原料,利用团聚造粒技术制备得到具有高球形度和致密性,并保持原有超细/纳米结构的喷涂喂料粉末,利用超音速火焰喷涂工艺制备低脱碳、高致密的超细结构WC基涂层。结果降低喂料粉末孔隙度可有效减少涂层中W2C等脱碳相的含量,在优化工艺下制备的超细结构WC基涂层的硬度达到1450HV0.3以上,韧性相对于常规微米结构涂层提高40%以上,在两种载荷和磨料条件下均表现出更高的耐磨性。结论利用原位反应技术批量合成的超细/纳米WC-Co复合粉制备的硬质合金涂层具有优良的综合性能,可应用于对涂层的硬度、耐磨性、强韧性配合和表面质量有较高要求的工况。