界面推进速度及微量元素对界面形貌及石墨形态的影响

用定向凝固液淬法制备了具有各种石墨形态的铸铁试样,借助于金相显微镜、SEM等对其进行了观察分析,发现界面推进速度对固液界面形貌及石墨形态均有影响,并考察了在界面推进速度相同的情况下,微量元素铈、硫对石墨形态的影响.     

铸铁中各种石墨间的连续转变

采用定向凝固液淬方法,并借助于金相显微镜和扫描电镜等手段,研究了铈含量的变化对铸铁中各种石墨间连续转变的影响。结果发现:在控制界面推进速度不变的条件下,随铈含量的增加,可以从片状石墨依次向过冷石墨、蠕墨、枝晶间石墨、球缺状石墨连续转变,而且这种转变是可逆的。     

球铁铁水与石墨之间界面张力变化的研究

本文采用静滴法测量了经几种不同球化剂处理后的铁水与石墨之间的界面张力,讨论了界面张力随时间的变化与石墨形态的关系。     

苯胺在液膜体系中油／水界面传质动力学的研究

本文建立了一套液－液界面传质速度测定的简易装置，用于苯胺－煤油－盐酸液膜体系中苯胺在油／水界面传质动力学的研究。测定了苯胺在煤油／水、十一烷／水界面的总平均传质系数，并考察了不同添加剂对传质的影响。发现苯胺在十一烷／水界面的传质系数比在煤油／水界面上的大；在油相中加入ｓｐａｎ８０和磷酸三丁酯（ＴＢＰ）会使传质阻力分别增加减少，而液体石蜡的加入几乎不影响传质速度。测定结果与实际液膜法处理结果吻合很好     

扰动对单相合金定向凝固固液界面生长形态的影响

研究了扰动对单相合金在定向凝固过程中平面晶和胞晶固液界面生长形态的影响规律，给出了单相合金由平面晶向胞晶转变的临界条件及胞晶稳定生长的条件，首次用非线性理论中的线性稳定性理论，证明了单相合金在定向凝固过程中，固液界面由平面晶向胞晶转变和胞晶生长的分太 亚临界分叉；利用有机物模拟合金ＢｒＣ４在固液界面的面前沿有扰动的情况下进行实验，研究了固液界面前沿扰动对固液界面平胞转变和胞晶生长的分叉机制的影响规     

Ti-45%Al合金界面形态及微观结构演化的相场模拟

用相场法对Ti-45%Al合金在近绝对稳定高速定向凝固条件下的液固相变界面形态和微观结构演化进行模拟.结果表明：初始平界面失稳后形成许多细胞晶,在生长速度进一步增大至近绝对稳定平界面过程中,存在细胞晶向高速平界面的转变;体系溶质分布模拟的研究结果表明,由于固液界面处发生溶质截流,体系出现低微观偏析的凝固结构.模拟结果与快速凝固理论相吻合.     

气泡黏性对上升运动特性影响的界面追踪算法模拟

为了研究气泡黏性对其上升过程的速度、形态以及阻力系数的影响,基于界面追踪法(front-tracking method,FTM)模拟了气泡在黏性流体中的运动,通过改变气泡黏性来改变气液黏度比,研究了气泡内的速度分布以及气泡周围黏性剪切应力的分布和变化特点。研究表明:气液黏度比较小时,流场中的黏性耗散很强,气泡的黏度主要影响其平衡速度和形态,气液黏度比较大时,黏性耗散减弱,其平衡速度和形态基本无变化,气泡黏性主要影响气泡内的速度分布;气泡上升过程中的阻力系数随黏度比增大而减小,黏性剪切应力则呈现相反的变化趋势。气泡上升过程中,周围的黏性剪切应力关于中心轴线对称分布,出现最大黏性切应力的区域由气泡两侧逐渐向气泡底部边缘过渡;气泡尾部边缘的形变引起气泡尾部的表面张力不平衡,使得气泡的形态发生改变。     

前置液流变性对顶替界面稳定性影响的数值模拟

借助计算流体力学（CFD）软件FLUENT6．20，对环空井筒内水泥浆顶替过程进行了数值模拟，模拟环空井筒外径0．24m、内径0．18m、高8m。在顶替速度为0．4m／s、偏心度为0.4的条件下，计算得到了顶替界面形状以及前置液流变参数屈服应力、稠度系数和流性指数对顶替界面稳定性及顶替效率的影响规律，并对数值模拟结果进行了实验验证。数值模拟结果表明，降低前置液的屈服应力、稠度系数及流性指数有助于提高水泥浆和前置液之间界面的稳定性和顶替效率。固井设计时要考虑界面的稳定性，对前置液流变参数进行调整。     

垂直管内气液两相逆向流动中界面波特性及液泛现象研究

以空气、水为工质，对内径５０ｍｍ的垂直管内气液两相逆向流动中的液泛现象和界面波特性进行了实验研究．通过实验观察和分析，认为本实验条件下的液泛是由于气液界面产生大的振幅波而后失稳造成的．研究了液泛产生前、后界面波特征及其速度、频率和波长随气液两相流量的变化规律．     

铸铁石墨形态的转变及生长动力学

用LMC定向凝固技术研究铸铁石墨形态的控制,探讨了凝固速度、变质、衰退对石墨形态的影响。在一定条件下获得了反映过共晶铸铁凝固速度和变质剂加入量与石墨形态关系的定量数据。对石墨形态连续衰变过程的观察研究,发现了蠕虫状石墨向过冷石墨转变的分界线。这表明石墨生长机制在分界线处发生了突变,在理论分析和实验探索的基础上,本文提出石墨生长模型,认为在一定条件下,石墨形态可以相互转变。在经历球状石墨(?)蠕虫状石墨(?)过冷石墨(?)A 型片状石墨的变迁中,石墨生长机制发生了渐变(?)突变(?)再渐变的过程。其中球状石墨(?)蠕虫状石墨的转变是渐变,蠕虫状石墨(?)过冷石墨的转变是突变,过冷石墨(?)A 型片状石墨的转变是再一次渐变。     

聚合物改性膨胀石墨的制备及摩擦学性能研究

用超声波对石墨(EG)进行处理得到蠕虫石墨和纳米石墨薄片混合体的膨胀石墨润滑油添加剂.采用自由基乳液聚合方法合成了膨胀石墨/聚合物复合添加剂,并用四球摩擦磨损试验机考察了添加剂在基础油(液体石惜)中的摩擦磨损性能.结果表明,一定浓度的膨胀石墨/聚合物复合添加剂可有效提高基础油的承载能力,降低磨损量,其最佳用量约为0.5%.     

纳米石墨片的制备与表征

以74μm天然鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨。微波加热膨胀处理的氧化石墨,经超声振荡,氧化石墨片层剥离。通过水热法,在还原剂硼氢化钠的作用下得到纳米石墨片分散液。利用透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和X射线衍射仪(XRD)对所制备的纳米石墨片进行表征。实验结果表明:该纳米石墨片呈现透明的薄片状,片层边缘存在褶皱形貌,片层间距为0.39 nm,层数约为12层。氧化石墨的剥离程度和还原程度均较高,其晶体结构中的缺陷得到了修复。     

铜包石墨粉体的制备及表征

为简化铜包石墨粉体的制备工艺,提高镀铜质量,选用固定碳质量分数大于99％的天然石墨粉作为原料,在镀液组成确定的前提下,采用自行设计的电镀装置进行超声电镀,制备铜包石墨复合粉体.利用SEM对粉体的微观形貌进行表征.结果表明,超声施镀60 min,能较好地解决石墨颗粒的团聚问题,改善镀铜效果;铜呈细小颗粒状聚集附着在石墨的表面,包覆效果良好.该研究为铜包石墨粉体制备提供了新方法.     

Li4Ti5O12纳米球改性天然石墨及其电性能研究

用溶胶凝胶法对天然石墨（NG）进行表面改性处理,即在NG表面形成Li4Ti5O12（LTO）纳米球包覆层,并对其电性能进行了研究。分析表明,LTO纳米球在石墨表面单分散均匀分布,粒径为50-150 nm。此表面改性,提高了NG的首次效率及克容量,分别为1.4%和37.9 mAh/g;全电池测试结果发现,LTO改性后,在2.4-2.8 V之间的副反应明显减少,即石墨表面结构破坏减少、不可逆容量减少,从而提高了首次效率及克容量。     

溶剂热法制备十二胺改性的氧化石墨及其表征

为了改善氧化石墨的亲油性,获得能够在有机溶剂甲苯中稳定分散的氧化石墨,以改进的Hummers法制备的氧化石墨胶体为前躯体,通过溶剂热法,在不同的反应条件下用十二胺对氧化石墨进行改性,制备了疏水的功能化氧化石墨.采用X射线衍射、紫外-可见分光光度计、红外光谱、拉曼和接触角测试对所得产物进行表征,考察了反应条件对产物结构及疏水性的影响.结果表明:经十二胺处理后氧化石墨的—COOH能与十二胺中的胺基发生反应,生成酰胺基团;在120℃,3h溶剂热条件下经过十二胺处理后的氧化石墨表现出了较好的疏水性,能均匀分散在甲苯中,真空抽滤获得的氧化石墨薄膜接触角由未处理前的16.9°提高到101.7°.     

石墨渗铜喉衬材料烧蚀机理与工程计算

通过石墨渗铜喉衬材料的热传导结果分析以及石墨渗铜与发动机高温燃气的化学反应得出了石墨渗铜喉衬的烧蚀机理 :铜在石墨渗铜材料发动机喉衬烧蚀过程中仅能出现铜的相变和表面液态铜流失 ,而不能出现铜蒸汽的自发汗现象 ;石墨渗铜中铜元素不与燃气发生反应 ;石墨基材本身有热化学烧蚀 ;机械剥蚀。在此基础上提出了适用于石墨渗铜喉衬稳态烧蚀速率估算的公式     

石墨对混凝土导热系数及抗压强度影响规律分析

能源桩兼顾承载和换热两项功能,如何在保障桩体承载力的前提下,增强其导热性能,是提高浅层地热利用效率的关键。在混凝土中添加具有良好导热性能的石墨,测试不同石墨掺量下混凝土的工作性能、力学性能和导热系数,分析石墨对混凝土性能的影响规律。结果表明:添加石墨使混凝土的坍落度、抗压强度持续降低,导热系数逐渐升高,石墨掺量体积分数为5%时的混凝土配合比,可兼顾导热性能与承载力两项指标。采用VHX5000超景深显微镜对石墨混凝土的细观结构进行观察,发现随着石墨体积分数的增大,细骨料中石墨粉之间排列紧密形成连续的导热通道,使得热量快速传递,从而在宏观上提高混凝土的导热系数。     

球墨铸铁的石墨核心及其结构

使用离子刻蚀、热氧腐蚀和萃取复型等多种方法制样，用扫描电镜、透射电镜辅以电子探针综合检测了球墨核心的组成、结构及其与铁水和变质剂成分的关系。研究结果表明：球墨核心成分与原铁水及变质剂的成分有关，核心是多种多样的。电子衍射鉴定出三种核心的结构，作为基底的异质核心与石墨有良好的晶格匹配关系，错配度小于１２．５％。最后分析归纳了夹杂物作为石墨核心的条件。     

膨胀石墨的制备与表征

为研究膨胀石墨制备过程中添加剂和过程参数对其性能的影响,采用化学氧化插层法制备膨胀石墨,通过改变插层剂、氧化剂用量及反应温度、反应时间、干燥时间相关参数优化膨胀石墨的制备工艺.结果表明：石墨（g）、浓硫酸（mL）、高锰酸钾（g）用量比10：30：1、反应温度50 ℃、反应时间90 min、干燥时间24 h的条件下,制得的可膨胀石墨膨胀体积最大,为260 mL/g.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对产物的组成和结构进行分析表征,结果显示膨胀石墨的结晶度高、晶粒大、排列规整、缺陷较少.     

过氧乙酸预氧化插层膨胀法制备膨胀石墨及对其导电性能的影响

本文以过氧乙酸为预氧化剂、浓硫酸为插层剂,采用化学氧化法制备了不同氧化程度的石墨层间化合物,并对其进行微波膨胀获得膨胀石墨. 本文采用SEM、XRD和FT-IR对石墨层间化合物和膨胀石墨的形貌、结构和含氧官能团的变化进行表征,研究预氧化时间对膨胀石墨膨胀容积及导电性能的影响. 结果表明,当预氧化时间为20 min时插层膨胀最好,获得的膨胀石墨膨胀容积达到275 mL/g,此时所制备的柔性石墨箔电导率达到2000 S/m,表现出极好的导电性能. 本工作为绿色制备具有高膨胀容积的膨胀石墨提供了思路.