Si-Al复合材料热膨胀系数的有限元计算方法研究

针对低膨胀系数的Si-Al复合材料,基于数字图像处理技术,建立与其显微组织照片相一致的有限元模型。利用有限元方法进行热载荷作用下的稳态应变场分析,根据热应变方程计算Si-Al复合材料微区的横、纵向热膨胀系数;统计Si-Al复合材料不同微区的横、纵向热膨胀系数,得到不同温度条件下的Al-50%Si(质量分数)热膨胀系数的有限元预测结果。有限元预测结果与实验测试结果吻合良好,揭示了Si组元分布对Si-Al复合材料热性能的影响,为Si-Al复合材料的热性能预测提供了新的研究手段。     

电沉积泡沫铜孔径与渗透性能的关系研究

以电沉积方法制备了孔隙率相同的5种不同孔径的泡沫铜,采用统计的方法测得孔径尺寸并通过扫描电子显微镜(SEM)对其结构与形貌进行观察,在PBR-1型渗透性测定仪上测定单向稳态气流通过泡沫铜时产生的压降,计算材料的渗透性能参数及其与孔径间的关系.研究结果表明,在实验流速范围内,流体通过泡沫铜产生压差随流速的变化遵循Forchheimer定律,即压差随流速的增大而增大,与流速呈二次方关系,流动状态属于层流-紊流转捩区,即有局部紊流存在的层流态.实验测算出了5种不同孔径d泡沫铜的渗透性能参数(渗透率K1、惯性系数K2及形状系数f),分析了各参数随孔径d改变的变化趋势,确定孔径与渗透性能间关系的有关参量,获得电沉积泡沫铜在层流-紊流转捩区的孔径-渗透性经验方程,对电沉积泡沫铜的设计、制备及在相关应用领域的应用具有实际意义.     

气泡法测量多孔材料孔径分布

本文描述了气泡法测量多孔材料孔径分布的实验方法和数据处理。并对不同数据处理方法进行了比较,指出了各种数据处理方法的优缺点。     

孔密度和孔隙率对泡沫铜换热性能的影响

采用超声波辅助电沉积工艺制备了9种不同孔结构的泡沫铜,研究了水工质、层流-紊流转捩状态下(0.4~1.3 m/s)泡沫铜的孔密度和孔隙率对换热性能的影响。结果表明:相同孔隙率,孔密度从10 ppi增大到45 ppi时,泡沫铜的黏性系数K1和惯性系数K2分别降低约80%和50%,努赛尔数Nu提高了约1.0倍;相同孔密度,孔隙率从96%降低到90%时,泡沫铜的K1和K2分别降低约30%和20%,Nu提高了约0.5倍;10 ppi孔密度、96%孔隙率的泡沫铜具有最优的综合性能。