钛合金感应熔炼用陶瓷坩埚研究现状与展望

钛合金因具有高比强度、强耐蚀性、无磁等诸多优异特性,被认为是空天海等战略领域最理想的轻型结构材料.然而,采用铸锭冶金技术制造钛合金及其构件,仍存在高能耗、高成本等世界性难题.研究表明,坩埚式真空感应熔炼是解决上述难题的有效途径之一,但钛的高化学活性使其几乎能与目前已知的所有耐火材料发生反应.因此,新型熔钛坩埚材料及其制备技术是实现钛合金低成本、优质、高效熔炼的关键.对此,本文重点综述国内外钛合金感应熔炼用陶瓷坩埚材料(耐蚀机制、成分优选)及坩埚耐久性两大方面的研究现状,并结合华中科技大学的近期研究进展,对其未来发展方向提出新的思考.     

无机法制备Si-B-C-N系非晶/纳米晶新型陶瓷及复合材料研究进展

可以在高温氧化、剧烈热震、燃气流烧蚀等苛刻条件下服役的新型高温结构和多功能防热材料是现代航空航天技术发展的迫切需求之一.Si-B-C-N系非晶及纳米晶复相陶瓷组织结构独特,高温性能优异,在高温结构和多功能防热领域极具应用潜力.有机聚合物先驱体裂解法(有机法)在致密Si-B-C-N系块体陶瓷的制备方面受限,哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所开创的机械合金化-热压法(无机法)工艺简单,制备材料组织结构均匀、性能优良,成为Si-B-C-N系致密块体陶瓷和耐高温构件的有效制备手段,弥补了有机法的不足,对于丰富和完善该材料的实验数据和理论研究具有重要意义.本文综述了无机法制备Si-B-C-N系陶瓷及复合材料在显微组织结构特征及演变规律、力学和热物理学性能、抗氧化性能、抗热震性能、耐烧蚀性能和相关机理分析等方面的新近成果,并展望了其发展趋势.     

五种希格斯玻色子与希格斯场之内部结构模型图表解析

现今，“希格斯玻色子”被认为是所有基本粒子质量的来源，也是标准模型预言的最后一种粒子，目前，物理学家普遍认为不排除未来可能会发现其他带电荷的希格斯玻色子。许多物理学家认为：事实上，希格斯玻色子组成希格斯场是一种更加复杂的理论模型，而这些理论模型预言了应有五种不同的希格斯玻色子，它们不仅带有电荷，还有可能带有色荷，而且质量也不相同。希格斯场遍布在宇宙中，该文就这五种不同希格斯玻色子及其组成的希格斯场，作一理论模型预言之图表解析。     

粗大柱状晶纯镍热变形流变应力行为及加工图

采用Gleeble-3500热模拟机,在变形温度为950~1 150℃、应变速率为0.001~10s-1的条件下,研究了粗大柱状晶粒纯镍的热变形行为和加工图.结果表明:热压缩过程中流变应力随应变速率增大而增大,随变形温度降低而增大.流变应力与应变速率、变形温度之间的关系用Zener-Hollomon参数来描述,热变形激活能为312.4kJ/mol.基于动态材料模型(DMM)热加工图及结合合金相显微组织分析,得到纯镍较优的热加工参数:变形温度为1 060~1 120℃,应变速率为0.03~0.20s-1的蛋形区域.     

轴向小型绝缘堆真空沿面闪络实验设计

根据大型脉冲功率装置中的绝缘堆的结构特点,设计了一个新的四层轴向小型绝缘堆.它由四层绝缘环构成,分隔水界面与真空界面.在该绝缘结构开展静电场计算和电路仿真计算后,进行了有机玻璃小型绝缘堆的真空沿面闪络实验,实验结果反映了有机玻璃圆环结构的耐压特性.根据实验结果推算圆环结构下有机玻璃的材料常数,并计算了绝缘堆的闪络概率.圆环绝缘结构的尺寸大于一般真空沿面闪络实验中常用的圆柱与圆台结构绝缘子,结构和尺寸更接近于实际工程应用的绝缘堆结构,从实验结果中得到的关键材料常数将更适用于评估大型绝缘堆结构的闪络概率.     

利用低温真空干燥技术对棉纤维起始伸长的扫描电镜观察

棉纤维由棉花受精胚珠的表皮细胞伸长加厚而成,其起始伸长过程是棉纤维发育的重要阶段.为了更好地观察棉纤维在发育过程中的形态变化,利用低温真空干燥技术,对棉花胚珠表皮细胞突起和伸长过程进行扫描电镜观察,获得了理想的观察结果.通过与传统的叔丁醇-乙腈干燥法处理样品的扫描电镜图片进行比较,利用低温真空干燥技术处理的样品形态饱满,轮廓清晰,能真实地观察样品形态.所采用的方法为扫描电镜的使用提供了一个典型范例,对其它植物或含水量较高的生物样品的制样和观察实验具有重要的参考价值.     

真空碳热还原酸浸含钛高炉渣制备TiC分析

含钛高炉渣中含有20%~30%的TiO_2,是一种附加值较高的二次资源,但在综合利用过程中存在氧化物还原难度大,硅钛难分离,二次污染严重等问题。基于热力学理论基础,采用真空碳热还原联合酸浸工艺处理含钛高炉渣制备TiC。结果表明:真空有助于钛氧化物彻底还原,可实现渣中硅钛彻底分离,减少酸耗量,降低二次污染。真空碳热还原联合酸浸工艺处理含钛高炉渣(TiO_2含量23%左右)制备TiC的最佳条件为:炉渣粒度200目,还原温度1 673K,渣碳质量比100∶38。     

天然气脱硫液膜法再生研究

以聚偏氟乙烯中空纤维膜作接触器,研究了天然气甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫液在真空膜蒸馏过程下的再生效果,分别考察了不同再生温度、进料流量、初始硫浓度、膜两侧压差下富液再生率、跨膜传质通量和硫化氢分离因子的变化情况。实验结果表明,富液再生温度为40~60℃,进料流量为100~300 L/h,初始硫浓度为236~1 020 mg/L,膜两侧压差为4.8~12.8 k Pa的操作条件下,MDEA的再生率达56.2%~87.0%。其中:提高再生温度会明显使再生率升高,跨膜通量随再生温度、进料流量和真空度的升高而增大;硫化氢的分离因子随再生温度、膜两侧压差的增加而减少,随流量增加而升高;富液初始硫浓度的升高会使硫化氢分离因子降低,过高的初始硫浓度最终会导致MDEA再生效率降低。     

ZrB_2-ZrC-SiC复合陶瓷粉体制备工艺

以锆粉、硅粉、碳化硼和酚醛树脂为原料,无水乙醇为分散剂,采用原位反应法在900~1 700℃温度下反应,制备陶瓷粉体,分析其微观形貌和物相组分,确定最优热处理温度及该温度下的最佳热处理环境。研究表明,陶瓷基体合成的最优热处理温度为1 600℃,最佳热处理环境为Ar气氛环境。     

强夯-降水联合加固法在吹填土区的工程应用

鉴于吹填土具有含水量高、地下水埋藏浅、表层承载力低等特点,工程建设中采用强夯-降水联合加固法对其进行地基加固处理.针对以粉砂、粉土为主(土层含大量粘粒)的吹填土,采用明沟排水+强夯方案进行地基处理,施工过程中通过低能量预夯、推土机碾压等辅助方式配合降水,加快降水周期;针对以粘性土(土层含大量砂、粉粒)为主的吹填土,采用真空降水+强夯方案进行地基处理,通过真空降水,合理控制施工参数,减小土体饱和度,有效拓展了强夯法的适用范围.此外,强夯-降水联合加固法在夯击过程中应遵循"少击多次、先少后多"的工艺,使夯击能与超静孔隙水压的消散速率相匹配.