双层泡沫陶瓷抑制瓦斯爆炸研究

为有效抑制煤矿瓦斯爆炸产生的冲击波,自行设计、搭建了瓦斯爆炸圆形大尺度管道实验系统,对8%浓度的瓦斯预混爆炸过程中多孔泡沫陶瓷对冲击波的抑制特性进行了研究.研究结果表明：泡沫陶瓷的多孔结构通过弹性形变和塑性形变吸收瓦斯预混爆燃的冲击波能量,实现抑制、衰减冲击波的效果.泡沫陶瓷层数、厚度和位置对抑制瓦斯爆炸传播均有一定的影响,其中层数影响尤为显著,双层布置时爆炸冲击最大超压下降速度更快、梯度更大;设置位置距点火端的距离3 m至4 m的范围内可以成功抑制爆炸的发展和演化;泡沫陶瓷厚度对爆炸冲击波趋势影响并不明显,而对最大超压数值有影响,相比50 mm厚,30 mm厚的泡沫陶瓷最大超压衰减率更大,抑爆效果更好.     

过滤对铸态铁素体球墨铸铁组织与性能的影响

通过使用三种过滤器研究过滤对铸态铁素体基体球墨铸铁金相组织和机械性能的影响,发现铁液经过过滤:可使球墨铸铁的石墨球细化且圆整度提高,珠光体数量减少;抗拉强度基本不变而延伸率与常温和低温下的冲击值显著改善,延伸率疲劳比也提高.在不同的过滤器中,过滤效果越好,球墨铸铢的塑性与韧性提高越明显.泡沫陶瓷过滤器效果最佳;挤压成形网格式过滤器次之;芯形过滤器效果较差.     

泡沫陶瓷过滤片通过金属液能力的模拟研究

借助于水模拟的方法，研究了浇注压头、泡沫陶瓷过滤片的有效面积、厚　　　度及结构参数对金属液通过能力的影响。提出型内过滤流量系数ｃ及流量公　　　　式Ｑ＝Ｆ浇·（μ＋ｃ）过滤流量系数反映了滤片结构及冶因素。　　　　对滤片通过能力的影响。在有效过滤时间内，用无渣水模拟体系代替有渣模　　　拟体系是一种简便可行的试验研究方法。     

圆管内泡沫陶瓷对瓦斯爆炸的抑制特性

为有效抑制瓦斯爆炸冲击波及火焰传播,构建大尺度圆形管道实验装置,对瓦斯预混爆炸过程中泡沫陶瓷对冲击波和火焰传播抑制特性进行研究.结果表明：泡沫陶瓷能够吸收瓦斯爆炸冲击波能量,对火焰和冲击波传播抑制效果明显,泡沫陶瓷挡板厚度及设置层数、位置是典型影响因素.挡板设置位置距点火端距离十分重要,其临界值应为起爆期间火焰传播速度达到最大值位置以内,进而实现对瓦斯爆炸传播与发展的有效抑制.对比双层和单层挡板布置的实验结果,双层布置时冲击波最大超压下降更快.但是,挡板厚度的影响并不明显.设置厚度为50 mm或30 mm的挡板时,测得最大超压的沿程衰减趋势一致,大小也很相近.     

小型柴油机排气净化消声器的研制

为小型柴油机设计了一种排气净化消声器,采用泡沫陶瓷作为过滤材料,将催化转化技术及活性碳纤维(ACF)应用其中.通过实验和改进后的排气净化消声器与试验样机原消声器相比,在标定工况时,排气净化消声器降低噪声4dB(A)以上,有害废气排放物NO的含量降低48.1%,HC、CO和烟度均有一定的降低,取得较好的效果.为小型柴油机的性能提高提供了一条有效的途径.     

活性涂层泡沫陶瓷过滤铝熔体

将一种能够抵抗铝熔体腐蚀的非晶玻璃釉涂覆在不同孔径的泡沫陶瓷上用于过滤铝熔体。通过扫描电镜、电感耦合等离子发射光谱、金相显微镜和图像分析软件对拉伸试样进行了观测与分析。结果表明，相对于未经过滤的拉伸试样，过滤后拉伸试样的裂纹和韧窝明显细小且均匀；过滤前后拉伸试样的抗拉强度基本没有变化，伸长率提高15％；过滤前后拉伸试样的成分基本没有变化；过滤后的拉伸试样中夹杂物的数量明显比未经过滤的拉伸试样少，尺寸在7μm左右。所以，活性涂层陶瓷能够有效地捕获铝熔体中的夹杂物。     

裂解温度对聚硅氧烷制备SiOC泡沫陶瓷性能的影响

采用陶瓷先驱体聚硅氧烷为原料,利用先驱体转化法与有机泡沫浸渍法相结合制备SiOC泡沫陶瓷.研究了聚硅氧烷的裂解温度对泡沫陶瓷抗压强度的影响,采用XRD,SEM及EDS对SiOC泡沫陶瓷进行了物相、微观结构及成份分析.结果表明,当裂解温度为1250℃时所获泡沫陶瓷的抗压强度最高,达10.8 MPa.微观结构分析显示,SiOC泡沫陶瓷呈三维网状结构,具有良好的贯通性,气孔率达到80%.     

宏粒子强化真菌浸矿研究

真菌浸出是一种具有发展潜力的新型生物浸矿方法,但需研发强化浸出技术提高浸出率。研究了陶瓷颗粒和玻璃珠两种宏粒子强化黑曲霉浸铀。结果表明:两种宏粒子均可提高铀的浸出率。宏粒子的粒径和加入量对黑曲霉浸铀效果有明显影响。加入1 mm、50 g/L的陶瓷颗粒,铀浸出率为71.11%,比对照组提高了6.19%;加入1 mm、20 g/L的玻璃珠,铀浸出率为76.04%,比对照组提高了11.12%。     

电絮凝强化陶瓷微滤膜出水水质研究

为提高陶瓷微滤膜净化微污染水的效果,采用电絮凝预处理工艺提高陶瓷膜的出水水质。研究了电流密度、进水流量以及过滤模式对组合工艺出水水质的影响,得到了最佳运行参数:电流密度2.0 m A/cm2,进水流量4 L/min,过滤模式为错流过滤浓水全排除。同时,对比了化学絮凝和电絮凝对陶瓷微滤膜出水水质的影响,结果表明:电絮凝对有机物的去除效果不及化学絮凝,两者的差距随着Al3+浓度的增加而增大。     

玉门H低渗透裂缝油藏强化泡沫防气窜实验研究

玉门油田贫氧空气驱油先导试验中3口采油井过早发生明显的气窜，使产液量与产油量大幅下降，影响正常生产。采用Waring Blender方法测定了矿化度8.3×10⁴ mg/L、温度114℃条件下的不同配方体系的泡沫性能，确定了较优的0.2% WP4+0.3% NS强化泡沫体系配方，通过岩芯驱替实验研究了该体系的高温高压稳定性、低渗透裂缝岩芯封堵性及气驱后贫氧空气泡沫调驱提高采收率的效果。实验结果表明，强化泡沫在高压条件下稳定性明显提高；能够增加流体在基质及裂缝中流动时的阻力，具有流度控制能力，阻力因子分布在5.09~38.66；对于贫氧空气驱后采用强化泡沫调驱的岩芯，提高采收率可达16.70%~38.11%。     

刚性陶瓷过滤元件的过滤机理研究

根据空气动力学捕集理论,研究了陶瓷过滤器的过滤机理,计算了刚性陶瓷过滤器的过滤流动,分析了影响过滤效率的重要因素,提出了满足过滤效率要求的“最小厚度”概念,为陶瓷过滤器的设计提供了理论依据。结果表明,在刚性陶瓷过滤元件的过滤中,当靶的尺寸较小（如20μm）时,对于10μm以下的颗粒,拦截和惯性碰撞对过滤所起的作用相当;对于大于10μm的颗粒,拦截比惯性碰撞所起的作用要大得多。当靶的尺寸较大（如80μm）时, 对于很小的颗粒（5μm以下）,拦截和惯性碰撞过对过滤所起的作用相当,而对于稍大的颗粒,拦截 始终起主要作用。在给定的流动速度下,随着颗粒尺寸的增加和靶尺寸的减小,实际分级最小厚度减小。     

原位营养盐传感器在线自动过滤系统设计

针对小流量营养盐分析传感器运行中过滤器件污染堵塞的问题,设计了一种反冲式营养盐在线过滤系统。过滤元件应用微孔陶瓷滤芯,系统采用二级进样、二级过滤、滤液定期反冲的总体方案,并确定了过滤参数。实验结果表明,过滤系统出水浊度稳定,在0.2~0.3 NTU之间,适用范围在150 NTU以下,过滤后5项营养盐回收率基本都在90%~110%之间。     

凝胶注模工艺制备莫来石泡沫陶瓷

采用凝胶注模工艺,在陶瓷浆料发泡的基础上,通过有机单体的原位聚合固化制备莫来石泡沫陶瓷．研究了工艺条件对纯单体溶液、发泡和未发泡悬浮浆料等不同体系聚合反应的影响．聚合反应过程的温度变化曲线分析表明,单体溶液或浆料的pH值、初始温度和组成对其聚合反应有显著影响．制备的泡沫陶瓷为开孔贯通泡沫体,体积密度为理论密度的8%-40％,气孔率可达到90％以上,平均孔径范围和孔径分布范围分别为50-300μm和30-800μm显微结构分析表明,泡沫陶瓷平均孔径和孔径分布取决于聚合反应引发时间和泡沫陶瓷体积密度．     

Investigation of the stress rupture behavior of GTD-111 superalloy melted by VIM/VAR

The effects of vacuum induction melting (VIM) and vacuum arc remelting (VAR) processes on the microstructure and stress rupture properties of Ni-based GTD-111 superalloy were investigated. Samples of GTD-111 master alloy were melted in VIM and VAR furnaces and then poured into a preheated ceramic mold for VIM melt or into a water-cooled copper mold for VAR melt. The as-cast samples were examined radiographically to ensure that no casting defects were present in the final castings; the samples were then heat-treated using a standard heat-treatment cycle. The microstructure of the samples was investigated using optical microscopy and scanning electron microscopy in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy for microanalysis. On the basis of standard ASTM-E139, stress rupture tests were carried out at 1000℃ under a stress of 300 MPa. The results showed that a γ matrix, fine γ' precipitates, a γ-γ' eutectic structure, carbide particles, and some harmful phases such as σ and η phases were present in the as-cast samples. The γ' precipitates with cubic morphology appeared in the matrix after the standard heat-treatment process. The extent of segregation and the amount of γ-γ' eutectic structure formed in the VAR-prepared sample were less than in the VIM-prepared sample. The results of stress rupture tests showed that the rupture time for the VAR sample was 43% longer than that for the VIM sample.     

Spontaneous infiltration and wetting behaviors of a Zr-based alloy melt on a porous SiC substrate

The spontaneous infiltration and wetting behaviors of a Zr-based alloy melt on porous a SiC ceramic plate were studied using the sessile drop method by continuous heating and holding for 1800 s at different temperatures in a high-vacuum furnace. The results showed that the Zr-based alloy melt could partly infiltrate the porous SiC substrate without pressure due to the effect of capillary pressure. Wettability and infiltration rates increased with increasing temperature, and interfacial reaction products (ZrC_0.7 and TiC) were detected in the Zr-based alloy/SiC ceramic system, likely because of the reaction of the active elements Zr and Ti with elemental C. Furthermore, the redundant element Si diffused into the alloy melt.     

微弧氧化时间对Ti6Al4V合金表面生物薄膜的影响

为了改善钛合金表面的生物学性能,试验采用微弧氧化的方法在Ti6A l4V合金的表面生成一层富含Ca和P的生物氧化薄膜.研究了在恒流模式下不同氧化时间对膜层的形貌、厚度、元素以及相的组成变化的影响.研究结果表明:随着氧化时间的增加,膜层逐渐变得凹凸不平;膜厚的增速变缓;Ca质量分数呈线性增长;P质量分数呈递减式增长;锐钛矿TiO2的相对含量先增长,然后逐渐减少.     

钇对ZrCuNiAl系合金非晶形成能力的影响

利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)研究了添加钇对Zr55 Cu30Ni5Al10Y(=0,1,2,3,4)非晶合金体系玻璃形成能力的影响。用铜模铸造获得的Zr55 Cu30Ni5Al10Y(=0,1,2,3,4)块体非晶合金的临界尺寸从直径6 mm增加到20 mm。分析认为,微量钇的添加可以与合金中的残留氧形成氧化物,降低氧对合金形成非晶态结构的负面效应。因此添加适量的稀土元素钇有利于提高Zr55 Cu30Ni5Al10Y非晶合金体系的玻璃形成能力。     

泡沫铝发泡过程中气泡的稳定性

对采用粉末冶金法制备泡沫铝材料过程中气泡稳定性对发泡效果的影响进行了研究,对影响气泡稳定的因素进行了分析.确定熔体的黏度与氢化钛分解是决定气泡稳定的主要因素.采用在铝硅合金粉末中加钙来增加熔体黏度,控制熔体的表面张力;通过控制氢化钛加入量来控制氢化钛分解释放出氢气的量;控制发泡时间,使发泡在气泡的稳定时段内进行;保持气泡内气体压力与气泡表面张力的平衡,可获得孔结构均匀、密度适合的泡沫铝材料.     

电解液温度对镁合金微弧氧化成膜过程的影响

采用硅酸钠体系溶液,制备镁合金微弧氧化陶瓷层.研究电解液温度对镁合金微弧氧化起弧电压、陶瓷层厚度以及微弧氧化膜层表面形貌的影响.结果表明,随着电解液温度的升高,镁合金微弧氧化的起弧电压降低,陶瓷层厚度和膜层上孔洞的尺寸增大.适当地升高电解液的温度可以提高生产效率,但是电解液的温度不能过高,否则会影响膜层的质量.