关键词： 沙漠砂   PVA纤维   粉煤灰   水泥基材料   力学性能   相关性  

摘要： 为了研究沙漠砂和PVA纤维的工程应用,采用单因素试验方案,探索了纤维长度、纤维掺量、粉煤灰掺量和砂类别等因素对纤维增强水泥基材料力学性能的影响,分析了抗压强度和劈裂抗拉强度、抗折强度之间的相关性,并利用扫描电镜和压汞仪探究材料内部结构。结果表明,随着纤维长度的变短和纤维掺量的增加,材料的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均呈现增大的趋势且三者之间线性相关。随着粉煤灰掺量的增加,材料的抗压强度不断降低,劈裂抗拉强度和抗折强度先增大后降低,粉煤灰的掺入改善了纤维-水泥基体界面。与石英砂对比,使用沙漠砂制备的材料劈裂抗拉强度和抗折强度相对提高,沙漠砂由于较小的粒径造成了材料中大孔隙和中孔隙累积体积占比的增大。

关键词： 基体强化   粉末冶金   显微结构   摩擦磨损  

摘要： 为了探讨不同含量的Sn、Ni、Cr元素对铜基粉末冶金摩擦材料性能及显微结构的影响,采用粉末冶金技术制备了4组铜基摩擦材料,分别测试材料的压缩强度、硬度和摩擦磨损性能及显微结构。研究结果表明:合金元素能强化基体,显著提高材料的力学性能。Ni能显著提高摩擦因数,但会导致磨损率较高。3%Sn的加入,提升了材料的耐磨损性能,降低对偶擦伤。Ni和Cr元素增强铜基材料的磨损机制主要为黏着磨损和犁沟效应,而其他材料的磨损机制主要为剥离磨损和犁沟效应的共同作用。

关键词： 砒砂岩   剥蚀率   水溶性聚氨酯   模拟冲刷   土壤侵蚀  

摘要： 砒砂岩区是我国水土流失问题最严重的区域之一。为研究砒砂岩坡面土壤剥蚀率的影响因素及W-OH材料对其的改良效果,以内蒙古自治区准格尔旗地区砒砂岩为研究对象,采用模拟冲刷试验方法研究了冲刷流量(2,3,4 L/min)、坡度(5°,7.5°,10°)以及W-OH喷洒浓度(1%,2%,3%)对砒砂岩坡面土壤剥蚀率和微结构的影响。结果表明:(1)砒砂岩坡面剥蚀率沿坡面方向逐渐减小,且随着冲刷流量和坡度的增大而增大;(2)在流量、坡度固定条件下,随着W-OH溶液浓度的提高,砒砂岩坡面土壤剥蚀率改善效果越明显,坡面的抗蚀性能提升越高,当浓度超过2%时,对坡面固结效果较为明显;(3)SEM试验结果说明W-OH溶液可以对砒砂岩颗粒进行有效地包裹,从而防止水分侵蚀,提高坡面抗蚀性,这与溶液浓度和喷洒量关系密切,也与坡度和冲刷流量有一定相关性。研究结果将对W-OH用于砒砂岩坡面治理提供一定的理论支撑。

关键词： 聚合物   涂层   表面微结构   分子扩散   内应力  

摘要： 聚合物材料表面微结构对其功能化的实现具有至关重要的作用。在过去几十年的时间里,通过电纺、光刻、等离子处理等经典方法制备了各种各样的结构功能表面,实现在光、电、生物、化学等领域的广泛应用。然而为满足技术发展需求,实现表面微结构调控新策略的开发势不可挡。本文主要从分子扩散、材料内应力、外力的施加/释放,以及多种机制协同作用四个角度出发对聚合物表面结构调控的新策略进行介绍,并对今后聚合物表面结构调控的发展方向进行简要论述。

关键词： 微纳米测量   纳米测量机   三维微接触测头   高深宽比   侧壁倾角  

摘要： 针对当前微纳米测量中存在的微结构跨尺度、高精度测量及高深宽比结构多参数表征问题,基于纳米测量机和微接触测头构建了纳米坐标测量系统。通过对测头与定位平台机械、电气及软件接口的设计,实现测头与平台的集成,并利用标准球对测量系统进行校准。为保证测量结果的可溯源性,对定位平台三轴激光干涉仪的激光器进行了拍频。最后,利用搭建的测量系统对高度10μm,2 mm的超高台阶及硅臂卡爪的侧壁倾角进行了测量,表明系统具备大尺寸结构的高精度测量和复杂MEMS器件特征尺寸的精确表征能力。

关键词： 异质纳米复合   永磁体   微结构   磁性能   织构  

摘要： 采用高压热压缩变形技术对高能球磨的SmCo基非晶-纳米晶粉体与商用的Nd-Fe-B纳米晶粉体的混合物冷压块进行变形处理,成功制备出块体各向异性SmCo7/Nd2Fe14B异质纳米复合永磁体。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及振动样品磁强计(VSM)对块体SmCo7/Nd2Fe14B异质纳米复合永磁体的微结构和磁性能进行分析研究得出:所制备磁体的微结构由SmCo7/Nd2Fe14B纳米晶区域组成,且SmCo7/Nd2Fe14B纳米晶具有沿其(00l)方向(平行于压力方向)的择优取向;磁体具有明显的磁各向异性,室温下沿压力方向具有16MGOe的最大磁能积;磁体具有较好的温度稳定性,其矫顽力温度系数β(RT-250℃)=-0.26%℃^-1。研究结果表明,所制备磁体具有较高的潜力,可应用于国防军工、轨道交通等科技领域。

关键词： 微结构设计   网状碳纳米管蒸发膜   界面蒸发   光热转换   太阳能蒸发器   重盐水  

摘要： 目前,太阳能海水淡化领域通过光子管理、纳米尺度热调控、开发新型光热转换材料、设计高效光吸收太阳能蒸馏器等方法实现了界面太阳能驱动蒸汽生成,这种绿色、可持续的脱盐技术已成为近年来的研究热点。碳基材料如碳纳米管、石墨烯、炭黑、石墨等都有涵盖整个太阳光光谱的光吸收能力,是一类新型的光热转换材料。本文通过对材料进行微结构设计,使用化学气相沉积(CVD)技术,在不锈钢网状骨架上生长碳纳米管形成光热转换活性区,以实现高效光吸收、光热转换,并进一步设计了房屋型太阳能蒸发器,其中盐水表面被微米网状-碳纳米管蒸发膜覆盖,利用光热转换过程产生的热量驱动重盐水中的水蒸发产生水蒸气,最后对水蒸气进行冷凝回收实现脱盐。实验结果表明,当光照强度为1个太阳光(1 kW·m-2)时,膜表面温度迅速升高并稳定于84.37°C,对于重盐水(100 g·L-1 NaCl)的脱盐率达到99.92%,可实现稳定持续的重盐水脱盐。这种方法可用于构建多孔界面光热转换脱盐系统,对设计界面光蒸汽转化膜材料及器件,实现规模化海水淡化具有重要的意义。

关键词： SiC颗粒   复合材料   超声处理   微结构   性能  

摘要： 利用超声波预处理颗粒与合金熔体的复合工艺制备SiC颗粒增强铝基复合材料,研究七种不同的超声预处理工艺对SiC颗粒表面清洁度与润湿性的影响规律,研究搅拌过程中不同超声功率、施振时间对增强体颗粒分布、界面形态与材料原生性能的影响规律及作用机制。结果表明:高温焙烧工艺可以显著改善颗粒的清洁度与润湿性;增大超声功率能够增强对SiC颗粒团聚的抑制作用,提高其在基体组织分布的均匀性,在功率一定的条件下,施振时间不宜过长,否则超声的驻波效应将形成颗粒的二次偏聚。

摘要： This dissertation demonstrates that substantial ductility improvement is possible for low-manganese transformation induced plasticity steel compositions through the quenching and partitioning heat treatment approach using a Gleeble thermo-mechanical simulator. Two investigated compositions had unique microstructures and mechanical behavior from an identical applied quenching and partitioning process. Electron backscattered diffraction analyses indicate that Comp-2 and Comp-5 both contained retained austenite which resulted in enhanced ductility. The face-centered cubic phase (austenite) more efficiently mitigates strain incompatibilities when located at martensitic grain boundaries known for hot spots and damage initiation. This location effect leads to enhanced ductility and improved toughness in a lean, transformation induced plasticity steel. However, the increase in ductility in Comp-2 and Comp-5 is limited; the partitioning of carbon cannot stabilize austenite to reach strength/ductility targets set by the Department of Energy. Comp-2 and Comp-5 lack sufficient manganese to stabilize austenite to a higher degree. Chem-2A will be explored to determine if the partitioning stage can stabilize austenite closer to the martensite finish temperature. Periodic intercritical annealing will be applied to Chem-1A to see if mechanical properties can be increased further than current research values. Ultimately, through literature, Manganese is proven to be a more effective austenite stabilizer than carbon, and with tailored heat-treatment, the DOE targets can be reached.