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关键词： 闪烧技术   铁电陶瓷   非线性电导率   焦耳热   粒子传质  

摘要： 随着现代信息技术领域的发展,电子陶瓷材料的工业需求日益剧增。然而,陶瓷材料的制备通常需要在很高的温度下进行,消耗大量能源又加重生产成本。闪烧技术是近几年开发的一种新型的电场辅助烧结技术,可以在极低温度下实现陶瓷生坯的快速致密化,该技术为陶瓷材料的工业生产注入新动力。本论文对目前极具发展前景的三种典型铁电陶瓷材料BaTiO3、Na0.5Bi0.5TiO3和NaNbO3的闪烧行为进行研究。一方面希望能够加快闪烧技术的应用进程,另一方面希望通过这三种陶瓷的闪烧行为探讨闪烧技术的机理。此外,对闪烧制备的陶瓷材料从结构、微观形貌、介电性能和铁电性能等方面展开系统研究。采用闪烧技术在不同施加电场强度下30 s制备出致密的BaTiO3陶瓷材料,当施加电场强度从100 V/cm提高到160 V/cm时,闪烧起始温度从1121℃降低至1052℃,说明闪烧技术可以大幅度降低陶瓷烧结温度,提高烧结效率。此外,通过SEM测试结果表明,闪烧制备的BaTiO3陶瓷正负极区域的晶粒尺寸存在明显差异,正极区晶粒尺寸大于负极区域,从而导致制备的BaTiO3陶瓷负极区介电常数高于正极区。在此基础上,进一步研究了 Nb2O5掺杂BaTiO3陶瓷材料的闪烧行为。结果表明,在同一施加电场下,随着Nb2O5掺杂量的提高,BaTiO3闪烧发生的起始温度降低,这主要是由于Nb2O5掺杂使BaTiO3中载流子浓度提高,在电场和热激活作用下,载流子运动加剧促使BaTiO3样品更容易在一个较低的炉温下达到闪烧状态。研究了不同施加电场下Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷材料的闪烧行为,当直流施加电场从100 V/cm提高到180 V/cm时,样品的闪烧起始温度从994℃下降至785℃。与传统烧结相比,闪烧能够有效降低Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷的烧结温度,缩短烧结周期,从而抑制Na0.5Bi0.5TiO3中Bi元素的挥发,提高饱和极化强度。从XRD结果来看,不同施加电场下闪烧法制备的Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷的物相结构并未发生改变。此外,随着电场强度提高,并且晶粒尺寸逐渐减小从而提高了Na0.5Bi0.5TiO3陶瓷的击穿强度;La2O3掺杂NaNbO3的恒温闪烧实验表明,随着电场强度增加闪烧的孕育时间明显缩短,这是由于高电场下对应缺陷成核驱动力增强,促进闪烧的发生。当直流电场为160 V/cm时,随着La2O3掺杂量从0.05提高至0.1,NaNbO3的闪烧孕育时间从28 s缩短至9s,这是La2O3掺杂使得NaNbO3中缺陷浓度增加导致的。通过理论分析研究得出闪烧中电导率的非线性增加和样品快速致密化现象机理。电导率的非线性增加是由于样品长时间处于电场和温度场的共同作用引发的。在闪烧初期,由于长时间施加电场,Poole-Frenkel发射降低了局域载流子周围的库仑势垒,使得样品中载流子迁移加剧并出现电荷积累,样品内部与样品正负极两端建立感应电场。与此同时,随着炉温的上升,热激活载流子的数量增加,感应电场增强,最终在对应电场的临界温度下,样品中大量载流子在内部感应电场的作用下发生迁移,使得样品出现电导率的非线性增加,触发了闪烧的发生;由于闪烧的发生,样品内功率耗散产生不均匀焦耳热和焦耳热失控现象使得样品中某些固态粒子发生融化生成液相,进而在固态粒子周围形成液态膜。由于表面张力的作用,液态膜对固态粒子产生一定的作用力。与此同时,由于液相的出现导致样品内粒子传质方式由固态扩散装变为流动传质,因此颗粒间的传质速度更快,促使闪烧过程中样品短时间内完成致密化过程。

关键词： 建筑工程   混凝土   检测   质量控制  

摘要： 随着我国经济的飞速发展,建筑规模也随之日益扩大.作为建筑施工中最为基础的材料,混凝土有着非常重要的作用.而混凝土原材料质量的好坏,直接关系到建筑工程中所涉及到的混凝土施工质量的好坏,所以,加强对混凝土原材料的控制具有非常重要的意义.

关键词： 混凝土   数值模拟   不同侵彻速度   侵彻爆炸耦合   射流侵彻  

摘要： 随着钻地弹等武器不断发展进步,防护工程面临着巨大的挑战。本课题制备了功能梯度混凝土(FGC)靶、超高性能混凝土(UHPC)靶和普通混凝土(OC)靶,研究不同混凝土防护工程材料抗侵彻爆炸性能及数值模拟。对混凝土靶体进行了抗侵彻爆炸试验,使用ANSYS/AUTODYN建立有限元计算模型,通过侵彻爆炸实验验证了模型正确性。从靶体的破坏形态、子弹破碎程度、靶子的损伤程度以及侵彻破坏深度等各个方面分析混凝土靶体的抗侵彻爆炸性能。主要取得了下列研究成果:(1)对FGC、UHPC和OC靶体进行了抗侵彻爆炸试验。研究表明,FGC靶体破坏深度最小,深度为92mm。FGC靶体具有优异的抗侵彻爆炸性能。根据实验参数建立有限元模型。结果表明,FGC、UHPC和OC靶体的侵彻实验与模拟结果之间的误差分别为2.9%,3.8%和4.2%;爆炸实验与模拟结果之间的误差分别为7.0%,4.6%和5.6%。(2)研究不同侵彻速度相同炸药量下,不同混凝土靶的抗侵彻爆炸过程。侵彻速度为400-2500m/s。运用ANSYS/AUTODYN软件模拟侵爆耦合下混凝土靶的损伤全过程。侵彻过程结束之后,在弹坑处建立炸药模型,进行爆炸过程模拟。结果表明,侵彻速度为2500m/s时,FGC靶体的破坏深度为141mm,FGC靶具有优异抗高速侵彻和爆炸性能。(3)研究了FGC靶体中骨料粒径以及弹着点对抗侵彻性能的影响。氧化铝陶瓷球骨料粒径为7mm、10mm、13mm、15mm和20mm,弹着点分为陶瓷球中心和陶瓷球间隙。研究表明,弹着点在骨料中心时,FGC靶体抗侵彻性能较好。此时,骨料粒径对靶体的破坏深度影响较小。(4)研究了不同入射倾角对UHPC靶体抗侵彻性能的影响。当侵彻倾角为5°时,垂直侵彻深度可减少15.56%;当侵彻角度为70°时,会发生跳弹现象。子弹偏转是减小侵彻深度,提高靶体的抗侵彻性能的有效途径。(5)进行了射流侵彻功能梯度混凝土靶板试验,并且对射流形成以及侵彻靶板过程进行了数值模拟。结果表明,射流破坏具有破坏面积小,侵彻深度大的特点。开坑破坏比为10.1%,实验破坏深度为241mm。实验与模拟之间误差为3.7%。

关键词： 氧化铝多孔陶瓷   收缩率   抗压强度   孔隙率   高比表面积  

摘要： 轻质高强度多孔陶瓷材料作为重要的结构材料和功能材料,由于其轻量化的特点和独特的孔结构在越来越多的工程技术领域发挥重要作用。目前,制备具有低收缩、高气孔率、高比表面积、高强度等优良力学性能,孔结构可调控的新型多孔陶瓷材料以满足应用需求一直是研究的热点和难点。本文主要对氧化铝多孔陶瓷的性能进行改善,致力于提高多孔氧化铝陶瓷的孔隙率,抗压强度,比表面积,降低其收缩率,制备高性能氧化铝多孔陶瓷。文中研究了低速率烧结下柯肯达尔效应对铝粉原位空心化的影响以及铝粉低速率烧结时的烧结机理,对其空心化做了一个简单的论述。基于铝粉的柯肯达尔效应结合冰模板法利用微米级铝粉在烧结过程中的原子扩散制备了具有空心孔壁结构的新型低收缩氧化铝多孔陶瓷材料。当固相含量为30 wt%时,制备的氧化铝多孔陶瓷的孔隙率为86.4%(±1.7%),收缩率为-0.2(±0.2%),抗压强度达到7.6(±1.1 MPa)。利用铝粉的柯肯达尔效应与直接发泡法相结合,制备出具有二级孔结构且高强度高孔隙率的氧化铝多孔陶瓷。当孔隙率达到90%时,多孔氧化铝陶瓷的抗压强度可高达12.61 MPa,这比近似孔隙率下的纯氧化铝陶瓷粉体制备出的多孔陶瓷的强度高出3～6倍,并且在浆料中添加1 wt%～2 wt%的铝溶胶可使浆料剪切变稀从而适合来进行3D打印,制备体积密度小且收缩率低形状复杂的样品。此外,为了提高氧化铝多孔陶瓷的比表面积,采用水包油的实验方法,以纳米铝溶胶颗粒为原料,制备了具有高比表面积的氧化铝多孔陶瓷球,其直径在2-6 mm范围内,平均介孔尺寸为4-8 nm,比表面积高达400-500 mg。讨论了水油比,转速,烧结温度对多孔氧化铝陶瓷球形貌,成分,孔径分布,收缩率,孔隙率等的影响。

关键词： 工程材料  

ISBN: (纸本)9787308203319

摘要： 本书共分10章。第1章介绍了晶格振动、热容、热膨胀、热传导等材料热学性能。第2章阐述了固体电子理论、导电性能、介电性能、铁电性能、热电性能等材料电学性能。第3章介绍了磁学基础理论、铁磁性、铁氧体磁性能及磁性材料。第4章从材料的电子能带结构出发, 揭示了它们在光的作用下表现出不同光学特性的本质, 并在对各种光学材料作简要介绍的基础上, 讨论了固体的发光和激光现象。第5章以材料的变形行为为核心, 介绍了材料的拉伸、弯曲、压缩、扭转等变形行为, 材料的弹性变形、塑性变形、蠕变、硬度等性能以及相应的试验测量方法和影响因素。第6章从材料的失效出发, 介绍了材料的断裂、疲劳、磨损等行为, 并从材料韧性、脆性和环境影响等角度进行失效现象和失效机制的分析。第7章以一些具有代表性的高新技术材料为对象, 分别介绍了其力学性能。第8章介绍了材料的高温氧化性能。第9章对金属材料的电化学氧化性能作了讨论。第10章介绍了高分子材料的老化性能。

关键词： 道路工程   材料检测   重要性  

摘要： 对道路桥梁工程的原材料进行试验检测,是保障工程竣工质量的必要举措.目前国内对工程原材料的试验检测技术尚未成熟,存有瑕疵,文章通过探讨对工程原材料进行试验检测的意义,剖析试验检测内容,从而有针对性地提出优化建议,以保证路桥工程的整体质量.

关键词： 绿色高性能混凝土   建筑工程材料   可持续发展  

摘要： 在现阶段,人们越来越关注建筑业促进可持续发展,在建筑建设的各个方面都强调可持续发展的概念.混凝土建筑材料是建筑施工的主要材料,混凝土材料在传统施工中的使用会对环境产生一定的影响,但绿色高性能混凝土材料,震动现代建筑技术的理想组合可以显著减少建筑周围对环境的破坏,具有良好的应用和发展前景,对其使用和研究的讨论至关重要.建筑材料可持续发展分析.在此基础上,本文对绿色高性能混凝土和建筑材料的可持续发展进行了研究,并作以下讨论,仅供参考.

关键词： 二氧化钛   冷烧   多孔陶瓷   催化电极  

摘要： 近年来,随着全球变暖,极端天气和气候事件频繁发生,环境和发展的矛盾日益凸显。电催化是解决能源与环境问题的一项重要技术,它不仅能分解水制得氢气,也能在常温常压的条件下合成氨。开发性能稳定,同时成本低、效率高的电催化剂是该领域的热点和难点,多孔陶瓷具有物理、化学稳定性好、比表面积高等特点,用于催化电极能提供更大的电化学反应面积,同时多孔的结构为电极的充放电过程中体积的收缩或膨胀留有空间,使反应更为稳定,陶瓷本身的特性也使其较容易地加入各种添加剂,以改善催化电极的各项性能。二氧化钛是一种n型半导体,常应用于光催化领域,在氮气还原和析氧反应等电催化方面也有报道。作为催化剂,一般锐钛矿相的二氧化钛比金红石相有更好的催化性能,而两相的转变温度大概在450℃-600℃的范围,这远低于常规的陶瓷烧结工艺。为了制备锐钛矿相二氧化钛多孔陶瓷,本次实验采用冷烧工艺结合PMMA微球作为造孔剂来制备样品,冷烧是一种只需200℃左右即可完成陶瓷烧结的技术,一般应用于不同材料体系的复合。本文采用冷烧工艺结合添加造孔剂法制备二氧化钛多孔陶瓷用于析氧反应和氮气还原反应,主要工作有:（1）探究冷烧技术结合添加造孔剂法制备二氧化钛多孔陶瓷的工艺,通过观察所制样品的微观形貌确定发现:在冷烧过程中选用钛酸四丁酯的醋酸溶液作为中间相并且在之后的烧除PMMA微球时采用阶梯升温曲线的样品拥有最佳的多孔结构。（2）分别制备了特征分别为无孔致密、多孔、多孔掺石墨、多孔掺石墨烯的四组样品,通过XRD、拉曼散射、SEM等手段表征样品,结果显示四组样品的主相均为锐钛矿相二氧化钛,同时掺杂的样品中也保留了掺入的石墨和石墨烯成分。通过扫描电子显微镜观察了样品的微观形貌,多孔的样品形成了孔径约7μm的均匀孔隙结构,孔隙率在70%左右且保持了较好的透气度。（3）通过循环伏安法（CV）、线性扫描伏安法（LSV）、塔菲尔（Tafel）、计时电流法、电化学交流阻抗法（EIS）和分光光度法对样品进行了OER和NRR性能进行了测试。OER性能测试中,掺石墨烯的二氧化钛多孔陶瓷样品性能表现最好,过电位为383mV,塔菲尔斜率83mv/dec,阻抗最低且稳定性好。样品在NRR性能测试中的表现和OER结果趋势一致,掺石墨烯的二氧化钛多孔陶瓷样品在-0.5V ***的电位下产氨量最高,为4.8μg·h-1·cm-2,在-0.45 V ***的电位下法拉第效率最高,为5.86%。

关键词： 建筑工程材料   检测   常见问题   思考  

摘要： 在我国建筑行业不断发展中,建筑施工质量问题受到越来越多的关注,在工程材料检测试验中,不断新技术与新工艺被应用其中,在提升工程材料检测试验水平的同时,也有着一些新问题亟待解决.本文就对建筑工程材料检测试验中常见的问题进行分析,并指出相对性的解决措施,为我国建筑行业的良性发展提供一定保障.

关键词： 工程质量问题   人(含法人)的素质   工程材料   施工机械设备   工艺方法   环境条件  

摘要： 工程质量问题常常出现在工程建设的各个环节,具有影响因素多、发生环节多、种类纷繁复杂、控制难度大等特征,使人难以掌握规律,给工程质量管理带来很大困难.笔者在多年从事工程质量管理工作中认识到,从影响质量的五个因素入手,能较为全面地把握住易产生质量问题的各个环节,便于从纷繁复杂的质量问题中理清头绪、掌握规律、做好质量管理工作.