FFD系树脂砂增强机理研究

研究环境湿度对FFD呋喃系树脂自硬砂固化和储存过程中强度的影响,利用扫描电镜、红外光谱分析观察了树脂膜的破裂形貌,提出湿度对树脂砂粘结桥的破坏机理和增强机理。通过加入KH-550,Si_(403),Si_(409)等偶联剂来改变粘结桥界面及粘结桥本身性质达到增强的效果。     

弱界面层对树脂砂粘结桥附着力的影响机理研究

本文着重研究环境湿度、原砂水分和含泥量等对呋喃树脂、酚醛树脂、酚醛尿烷树脂和多元醇—聚氨酯等各种不同树脂砂在固化、存放中强度的影响。从性能测试和扫描电镜分析其变化规律,得出水分子的渗透和泥分杂质的存在,在砂粒表面和粘结桥之间形成弱界面层,由于弱界面层的解吸作用和阻碍粘结剂对砂粒表面的润湿,大大降低界面的附着力,导致粘结桥附着破裂。     

树脂添加量对壳型覆膜砂热性能的影响

本文研究了树脂量对壳型膜覆砂热性能的影响,指出树脂量对壳型覆膜砂热性能的影响是通过树脂膜厚和砂粒间粘结膜接触点数目的改变来实现的.在试验条件下(使用70/140硅砂,树脂添加量约为3%),树脂膜厚在2μm左右有较好的综合性能.     

控释肥膜壳对土壤酶活性及微生物量碳氮磷的影响

选用硫膜和树脂膜两种肥料膜壳,每种设置3个浓度梯度,研究了控释肥膜壳对土壤酶活性及微生物量碳氮磷的影响。结果表明,施用硫膜和树脂膜一定程度上对土壤生物学性质产生了影响。膜壳对土壤酶活性的影响主要表现在对脲酶和过氧化氢酶活性上,而对土壤磷酸酶活性影响不大。成熟期施用硫膜和树脂膜处理显著提高了土壤脲酶活性,这与结荚期有所不同,说明硫膜能提高花生成熟期土壤脲酶活性。树脂膜和硫膜处理均以中等量(2 g/kg)处理时微生物量碳和氮含量最大,施用控释肥残膜处理显著降低了微生物量磷含量。     

紫外光固化树脂膜的强度和耐醇性研究

制备了一系列紫外光固化树脂膜,并考察了光固化树脂,光敏剂,活性释释剂对膜强度和耐乙醇性的影响,发现用光固化的聚氨酯丙烯酸酯齐取物制得的膜强度和柔韧性较好,但在各种浓度的乙醇水溶液中,膜的强度大大下降,在光固化体系中加入过氯乙烯能显著提高的强度生耐乙醇性,共混膜可用作膜材料渗透汽化分离乙溶液。     

莫来石对钛酸铝陶瓷组织性能的影响

钛酸铝陶瓷是一种优异的高熔点、低膨胀性的无机非金属材料,然而其热膨胀性的各向异性导致了其烧结体中有很多裂纹,从而使其不能有较高的强度和致密度,为了提高其强度、抑制其分解往往在钛酸铝中加入莫来石.本文系统地研究了莫来石含量对钛酸铝材料组织性能的影响,通过力学性能、热学性能的比较,得出当莫来石质量分数(含量)为12%时材料综合性能较佳,此时材料的热膨胀系数为1.65×10-6/℃,并且由于微观结构中孔洞较少,强度可达59 MPa.     

孔洞三维裂纹应力强度因子分析

针对裂缝性低渗透油田孔洞三维裂纹在Ⅰ型加载下应力强度因子求解方法的多样性,研究了以权函数理论为基础的三维裂纹应力强度因子的求解方法。通过对由权函数法推导的应力强度因子曲线与Newman曲线进行比对,结果吻合较好,说明用权函数理论计算三维裂纹应力强度因子具有较高精度,且计算简便。综合运用应力三维度断裂准则、线弹性断裂力学和流体力学理论,分析了孔洞三维裂纹的起裂和三维扩展问题。通过算例分析了缝长、缝高、缝宽随施工时间变化的延伸规律。结果表明,该方法和计算模型是有效的、可行的。     

不同含水率断层宏微观破裂与强度折减损伤

为探究深部地区断层花岗岩不同含水率下宏观与微观跨尺度性质研究,对不同含水率花岗岩开展轴压力学试验和扫描电镜SEM试验,探讨含水花岗岩多尺度破裂机制与强度折减损伤关系。研究结果表明：无水状态下花岗岩宏观以剪切破坏为主且破裂面较为平滑,随含水率提高宏观以张拉破坏为主,裂纹路径与主应力方向平行且受载后岩样较为松散;低含水率工况微观整体破裂以沿晶破裂为主,高含水率工况微观破裂结构为沿晶破裂和穿晶破裂的复合型破坏为主;吸水中期峰值强度和弹性模量两指标衰减率约为前期6倍,两指标达到衰减期阈值最大限并呈非线性指数下降,吸水后期两指标衰减率回弹至前期状态;劣化系数随含水率增长而降低,吸水前期水分子起润滑岩石内部矿物作用,中后期阶段水分子发生侵蚀导致强度大幅度折减,生成有较多孔洞分布的微观结构形貌和晶体颜色偏白的伊利石,后期的水分子为进一步软化侵蚀作用。     

磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的制备及性能研究

针对树脂固砂剂一直存在固砂强度与地层渗透率保留率之间的矛盾,开展了磷酸酯改性呋喃树脂固砂剂的研究,研究中以磷酸、聚醚（L35）、呋喃树脂为主要原料,通过羟基缩聚制备出磷酸酯改性呋喃树脂水性聚合物,并将其用水稀释3倍后作为油田固砂剂使用,一方面,以水作为天然增孔剂,另一方面,在水环境下成膜固化,既保证了固砂强度,又保证了高地层渗透率,有效解决了长期困扰化学防砂效果的难题。研究结果表明,磷酸酯改性呋喃树脂用水稀释3倍浸入砂粒后,于水下环境中60～80℃保温48 h可固结砂粒,固砂强度大于4 MPa,适合油田水下环境固砂。截至2019年3月,现场应用10口油井,控砂成功率达100%,累计增油13 000 t,应用效果良好。     

基于矩张量分析的花岗岩破裂声发射特征试验

基于声发射定位技术和矩张量分析方法,对在单轴加载条件下岩石破裂过程中的裂纹破裂机制及时空分布特征进行试验研究.借助CAD软件展示不同破裂机制的声发射事件,直观反映裂纹破裂类型.研究结果表明:单轴压缩加载试验中,花岗岩试样破裂以剪破坏为主,但岩石微裂纹的破裂类型所占比例并不固定,岩石内部微裂纹破裂类型与岩石材料的力学环境有关;花岗岩作为一种脆性岩石,破裂不符合格里菲斯强度准则认为的脆性材料都是拉伸破坏的基本观点,证明格里菲斯强度准则对于均质度不高的脆性岩石的适用性有一定的局限;花岗岩单轴压缩试验中,试样的破坏类型与其应力水平没有关系,3种类型的声发射事件随应力增大的变化趋势相似.     

含晶界孔洞粗晶工业纯铁的循环变形及损伤特征

为了更好地了解体心立方(bcc)结构金属的循环变形机制,在恒总应变幅控制的条件下研究了含晶界孔洞粗晶工业纯铁的疲劳变形特征.结果表明,含晶界孔洞的粗晶工业纯铁在不同总应变幅"εt/2下均发生不同程度的循环硬化现象,无循环饱和阶段出现.疲劳寿命与塑性应变幅的关系基本符合Coffin-Manson法则.循环变形的表面变形特征与外加总应变幅具有一定的相关性:随着总应变幅的增加,滑移变形及其导致的挤出侵入现象更为严重,滑移开裂更趋显著;越来越多的原来位于晶界上的微观孔洞发生扭曲变形、聚合、长大而产生裂纹,甚至导致沿晶开裂.在相对较高的总应变幅下,在表面还观察到了滑移扭折现象以及沿晶裂纹扩展进入晶粒内部的现象.在低应变幅"εt/2=1.0×10-3下循环变形后发现了类驻留滑移带(PSB)楼梯位错结构,随着应变幅的增加,位错胞结构发展成为主要结构特征,其平均尺寸逐渐减小.     

氮素处理对不同氮效应型水稻品种产量及群体小气候的影响

以前期筛选获得的低氮高效型品种F优498和高氮高效型品种内5优768为试验材料,研究了不同氮素水平下两类型品种产量和群体小气候的差异.结果表明:低氮(N0)条件下,低氮高效型品种产量为7 244.12kg/hm~2,其干物质积累量、氮素干物质生产效率和氮素稻谷生产效率显著高于高氮高效型品种.高氮(N2)条件下,高氮高效型品种产量达11 265.13kg/hm~2;中氮(N1)条件相对低氮增产率达41.50%,其干物质积累量、氮肥吸收利用率和氮肥农学利用率显著高于低氮高效型品种.随施氮量的增加,两类型水稻的群体各部位光照强度逐渐减小,总体表现为:低氮和中氮条件大于高氮条件,穗层和基部光照强度最大值出现的时间也有所延迟.低氮高效型品种在低氮水平、高氮高效型品种在高氮水平,穗层光照强度较大,穗层和基部温度较高而相对湿度较小.群体营造出高温低湿的小气候条件,有利于提高光合速率和增加物质积累,对增产有一定促进作用.     

高固低黏水性羟基丙烯酸树脂的制备与性能研究

单独采用叔碳酸缩水甘油酯(E10P)接枝改性制备高固低黏丙烯酸树脂普遍存在合成转化率不高、树脂性能不足等问题。研究配合叔碳酸乙烯酯(VV10)以提高E10P与共聚体系的相容性,探究了最佳合成工艺及配方组合。研究表明:VV10用量3%,E10P用量为7. 5%时,树脂黏度低,原料转化率高,树脂性能稳定;反应条件为反应温度92℃,滴加3. 5 h,保温3 h,制备的丙烯酸树脂工艺可行;引发剂用量1. 5%,链转移剂用量0. 6%时,单体转化率高,树脂黏度低,气味小,储存稳定性较好,树脂漆膜性能优良。     

水力耦合作用下三维中空裂隙扩展模式与材料破坏强度的试验研究

采用透明树脂类岩石材料制作含三维中空单裂隙试件,开展水力耦合破裂试验,研究三维裂隙起裂扩展模式,分析裂隙倾角和水压对裂隙起裂应力及试件破坏强度的影响规律。研究结果表明:三维中空裂隙的起裂和扩展模式与闭合裂隙相比差异显著,水力耦合下三维裂隙起裂扩展模式呈现低水压与高水压2种类型,水压升高对裂隙起裂、扩展具有显著的促进作用,并改变试件的破坏模式;随裂隙倾角增大,翼裂纹临界扩展长度逐渐减小,鱼鳍状裂纹的萌生时间呈后延趋势;水压对裂隙起裂应力和试件破坏强度的影响分别存在阈值,在达到阈值前,水压升高使起裂应力小幅度增大,而破坏强度逐渐降低;当水压超过阈值后,起裂应力与破坏强度均迅速降低;裂隙起裂应力和试件破坏强度均随裂隙倾角增大而呈先降低后升高的趋势,但起裂应力的变化幅度比破坏强度的变化幅度更大。     

不同热处理条件下半预制破片战斗部壳体的金相观察分析

为研究不同热处理条件下内刻V形槽20#钢圆柱壳体的破裂机理,进行了爆炸加载破片回收试验,并观测其断面金相组织.结果分析表明:破片以韧性断裂为主,不同的原始组织对断裂模式有一定影响;淬火钢强度高,易形成绝热剪切带,利于控制破片形状和大小;裂纹源开始于刻槽根部,从壳体内表面延伸至外表面,引起壳体破裂.     

天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂数值模拟

构建颗粒级尺度的天然气水合物储层地层砂颗粒结构模型,在此基础上进行天然气水合物储层颗粒级尺度微观出砂过程和形态模拟,研究出砂机制和出砂形态及其影响因素。颗粒结构模型根据地层砂粒度分布曲线随机确定颗粒直径、圆球度系数及位置倾角,根据测井曲线利用随机方法表征颗粒胶结强度和水合物饱和度的随机非均质性分布和粒间应力。使用水合物强度比例系数和影响系数表征水合物分解对胶结强度的影响。根据构建的颗粒剥落判别模型,结合水合物分解模型,建立颗粒剥落孔道延伸扩展模拟及出砂形态模拟方法。结果表明:对于胶结强度较低的高水合物饱和度储层,出砂首先从孔壁边界上开始,沿胶结弱面不均匀扩展形成类蚯蚓洞形态,最终总体呈现前端类蚯蚓洞与后端连续垮塌的复合出砂形态;水合物分解会大幅度降低储层强度,生产过程中出砂前沿与分解前沿非常接近;随着初期生产延续,最大剥落出砂粒径由16μm降低为6μm,剥落出砂速度呈上升趋势;水合物饱和度及其分解对出砂形态和出砂速度有明显影响;水合物饱和度越低,其分解对储层总体内聚强度的影响越小,越不容易出砂;饱和度为0.4、0.3和0.18时的砂粒剥落速度分别约降低到平均水合物饱和度0.48对应的砂粒剥落速度的80%、69%和58%。     

三元乙丙橡胶的人工气候老化

利用氙灯人工气候箱对三元乙丙橡胶(EPDM)进行人工气候老化实验,采用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和色度计研究了人工气候老化对EPDM化学结构、表面形貌、力学性能和颜色的影响. 结果表明:在氙灯人工气候环境中老化90d后,EPDM表面生成一层厚度约2μm的氧化膜,其组成包括有C-O-C/C-OH、CO和O-CO;交联密度随老化时间的变化基本呈线性增加;随老化时间的延长,试样表面粗糙度增加,有孔洞和微裂纹生成,拉伸强度、撕裂强度和硬度增加,EPDM试样表面变红变黄,亮度增加.     

渗硅碳化硅材料的制备与性能研究

采用不同工艺制备渗硅碳化硅,分析了生坯密度、成型方法、颗粒级配等对制品结构及性能的影响.结果表明:恰当的生坯结构及合理的成型方法、烧成制度,是制备结构致密均匀、气孔率低、密度及强度高的渗硅碳化硅材料的关键.     

亚音速火焰喷涂钛/生物微晶玻璃涂层结构研究

采用亚音速火焰喷涂方法及涂层处理技术,以Ti6Al4V为基体,喷涂钛-生物微晶玻璃,涂层经700℃晶化处理.采用TG-DSC、X射线衍射法(XRD)测试粉体相组成,金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)观察涂层显微结构.结果表明:亚音速火焰喷涂制备钛/生物微晶玻璃涂层表面存在大量孔洞结构,有利于骨组织的生长,提高种植体与骨组织间的结合强度.钛-生物微晶玻璃涂层结合紧密,未见明显裂纹,Ti-BG过渡层起到了缓解涂层应力、提高涂层的结合强度的作用.     

水泥混凝土增强用短切聚丙烯纤维分散助剂

以分子量6 500的聚醚作为主平滑剂,配以聚醚型乳化剂及自制的多电荷抗黏结剂等其他添加剂进行复配,制备水泥混凝土用超短纤维分散助剂,并对其性能进行了系统的研究.结果表明:该分散助剂具有良好的平滑性、润湿性及抗黏结性;用该分散助剂对聚丙烯纤维表面进行处理,不仅能满足纺丝工艺的要求,而且切断后还使纤维具有良好的分散效果;短切纤维在水泥体系中能形成均匀的乱向支撑结构.通过平板试验发现,聚丙烯超短纤维的加入能有效延缓混凝土表面的湿度下降,提高了混凝土体系的强度,阻滞了基体材料的裂纹扩展,改善了基体的抗疲劳性能.