SiO_2短纤维陶瓷膜制备与气体过滤性能

采用浸浆成型法制备气固分离用SiO_2短纤维陶瓷膜,研究涂膜前后样品的过滤阻力、滤后气体含尘量(VFPM_(2.5))和循环再生性能。对涂膜液的固含量和纤维添加量进行考察,确定适宜的涂膜液制备参数,进而研究浸浆时间和烧成温度对膜过滤性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面形貌。结果表明:适宜的涂膜液固含量为10%～12.5%,纤维添加量为30%;涂膜过程中,适宜的浸浆时间为60 s,样品的最佳烧成温度为950℃,保温时间为2.5 h;由以上实验条件制备的纤维陶瓷膜过滤效率高且循环再生性能良好。涂膜后样品的孔径明显减小,短纤维完全地覆盖在支撑体表面形成具有3D纤维网络状结构的膜层,膜层厚度为25～30μm。     

以TiO2纤维制备陶瓷微滤膜的研究——制膜液pH对膜孔径的影响

以陶瓷纤维堆积构成的多孔膜材料,可以克服传统过滤材料过滤阻力大的缺点.在使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维为原料制备陶瓷微滤膜的过程中,通过调节制膜液的pH,制备孔径在1.3～2.2 μm之间的系列微滤膜.采用气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、zeta电位分析等手段对膜的微结构及性能进行表征,分析pH对zeta电位的影响.结果表明:含TiO2纤维的制膜液等电点位于pH=4.1附近;随着pH的增加,TiO2纤维之间的相互排斥力越大,排列也越松散,膜层孔径变大;膜的N2与纯水通量与孔径有着良好的对应关系.     

多孔陶瓷管式露点间接蒸发冷却器的设计计算

为了解决管式间接蒸发冷却器壁面的亲水性问题,提出采用多孔陶瓷材料.将多孔陶瓷与蒸发冷却技术有机结合,从风量、空气状态参数、结构、传热以及阻力等方面对多孔陶瓷管式露点间接蒸发冷却器进行了设计计算,并依据设计制作出多孔陶瓷管式露点间接蒸发冷却器.     

轻质陶瓷隔热材料的制备及其性能表征

以短切莫来石纤维为原料,硅溶胶为黏结剂,采用浸渍过滤的方法制备陶瓷隔热材料.该材料气孔率高达89.95%,体积密度仅为0.262 g/cm3,常温耐压强度为338.16 kPa,200 ℃下导热系数λ为0.067 W/(m·K),具有轻质多孔陶瓷隔热材料的典型特点.     

ZrO_2对堇青石多孔陶瓷吸水率和显气孔率的影响

采用活性炭和淀粉作造孔剂,ZrO2作添加剂,经湿混、干燥、造粒、成型和烧成制备堇青石多孔陶瓷.通过X射线衍射和陶瓷吸水率测定仪对堇青石多孔陶瓷的物相组成、吸水率和显气孔率进行了表征.实验结果表明:用10%活性炭和5%可溶性淀粉作造孔剂,添加1.0%的ZrO2,在1250℃下制得的堇青石多孔陶瓷的吸水率和显气孔率最高,分别为49.96%和39.89%。     

方形截面纤维惯性与拦截耦合捕集效率数值计算与分析

采用数值方法计算方形截面纤维的过滤阻力和粒子的惯性与拦截耦合捕集效率。分析讨论纤维迎风角度(θ)和填充率(C)对粒子惯性与拦截耦合捕集效率、过滤阻力以及粒子沉积分布的影响。结果表明,纤维迎风角度对粒子捕集效率、过滤阻力的影响较弱,但对粒子沉积分布的影响显著。对于以拦截为主导捕集机理的小粒子过滤,方形纤维的捕集效率明显高于圆截面纤维,综合过滤性能更优。而对于大粒子过滤情形,方形纤维未表现出更优的过滤性能。在粒子惯性与拦截捕集机理均起重要作用时,迭加捕集效率严重低估了实际纤维的过滤效率。     

烧结温度对SiC多孔陶瓷中过渡层的影响

为研究过渡层对多孔陶瓷材料的影响,在不同烧结温度下制备具有过渡层的SiC多孔陶瓷.陶瓷纤维过渡层中各成分(莫来石纤维:硅酸铝纤维:羧甲基纤维素钠(CMC):去离子水)的质量比为1:1:1.5:70.采用甩膜法将过渡层浆料均匀涂覆在支撑体上,样品烧结温度分别为1 225、1 250、1 275、1 300和1 325℃.利用扫描电子显微镜(SEM)、过滤压降测试系统和阿基米德排水法分别对烧结后样品的表面形貌、过滤压降和气孔率等性能进行分析.实验结果显示:烧结温度从1 225℃升高后,样品气孔孔径逐渐增大,气孔的连通度越来越好,气孔率越来越大,并在烧结温度为1 300℃时达到最佳值.当温度高于1 300℃时,部分气孔堵塞,样品出现陶瓷化现象随着温度升高,过渡层和支撑体整体的过滤压降先减小后增大,在1300℃时过滤压降最小.     

基于海岛纤维的新型滤料实验研究

研发基于超细纤维的滤料是控制PM2.5的主要技术方向之一.采用国家标准建议的实验装置,对新型超细海岛纤维滤料的过滤性能进行综合研究,得出了滤料的过滤效率、残余阻力、清灰周期等参数,并与常规针刺毡滤料和覆膜滤料对比.结果表明:海岛纤维滤料对PM2.5的计数效率为94.9%,远高于常规针刺毡滤料,与覆膜滤料相当;动态过滤过程的残余阻力低于覆膜滤料,残余阻力上升缓慢,清灰周期更长,有利于延长滤料的寿命,节约成本.     

活性炭对非对称结构SiC多孔陶瓷中精细过滤膜的影响

为研究活性炭颗粒粒径大小和含量对非对称结构多孔陶瓷中精细过滤膜的影响,掺杂不同粒径和含量的活性炭制备非对称结构多孔陶瓷的精细过滤膜,并利用扫描电子显微镜(SEM)、过滤压降测试系统和阿基米德排水法分别对烧结后精细过滤膜的表面形貌、过滤压降和气孔率进行测试分析.实验结果表明:掺杂的活性炭可以有效提高过滤膜的气孔率,降低其过滤压降,从而提高样品的过滤效率.当过滤膜中掺入0.5 g平均粒径为150μm的活性炭颗粒,过滤膜的气孔率可达到42.8%,过滤压降最低.     

用于厨房油烟净化的多孔陶瓷及催化剂

选用普通陶瓷粉（硅藻土）为主要原料, 通过适当添加造孔剂（木屑）和高温粘合剂（水玻璃）制备一种性能优良的多孔陶瓷. 以该多孔陶瓷为过滤体, 担载一定量的Cu,Mn,Ni,Ag,Pd金属催化剂进行厨房油烟净化, 并采用X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)和程序升温还原(TPR)分析了该多孔陶瓷的性能及所制备催化剂的活性.      

316奥氏体不锈钢渗N/镀CrN复合改性层组织与性能

分别在400、440、480 ℃下对316奥氏体不锈钢进行12 h的渗氮处理,再对渗氮后的试样进行物理气相沉积(PVD)镀CrN薄膜.采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计和材料表面综合测试仪(HSR-2M)、电化学工作站等对复合改性层的表面形貌、截面形貌、成分、显微硬度、耐磨性以及耐蚀性进行测试.结果表明:400 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最差,耐蚀性最好;而480 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最好,耐蚀性最差;但比相同温度下单独渗氮试样的综合性能好.     

掺杂对锗纳米晶薄膜电输运的影响

利用离子注入然后退火的方法制备镶嵌有锗纳米晶的二氧化硅复合膜,再利用中子嬗变方法,对镶嵌有锗纳米晶的二氧化硅复合膜进行精确均匀掺杂,用激光拉曼散射测量表征锗纳米晶的存在,测量嬗变掺杂前后样品的I-U曲线和lnR-1/T曲线.结果表明:掺杂样品未退火时电阻极大,退火后电阻明显减小,但比未掺杂时大;其它条件相同时,锗的注入量越大,纳米晶层的电阻越小;在掺杂样品的低温I-U曲线中发现台阶.     

柔性衬底上金属褶皱结构制备及相关特性研究

采用磁控溅射技术在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上制备金属褶皱结构,有效地解决了柔性结构发生形变时电阻值发生较大改变甚至失效的问题。研究了不同溅射时间对金属褶皱结构周期及高度的影响,并对金属褶皱结构的电学性能进行测试。利用原子力显微镜分析表征柔性衬底上金属褶皱结构的表面形貌,利用数字万用表进行样品表面电阻值的测量。测试结果表明:随着溅射时间的增加,金属褶皱结构的周期和高度都呈增大趋势,电阻增长率变得缓慢,对信号的响应程度也越来越小。     

金红石与针铁矿光催化材料结构与性能的关联

以TiCl4为钛源,针铁矿（α-FeOOH）为载体,采用水解沉淀法制备了金红石（TiO2）与α—FeOOH光催化材料．应用x射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的晶相组成、形貌、微结构进行了表征．结果表明,制备温度对样品的晶相组成、形貌、颗粒大小和结构有明显的影响．随着制备温度升高．样品中α-FeOOH相的含量逐渐减少并最终消失,而金红石相TiO2的含量逐渐增加并最终全部金红石相TiO2;样品的形貌由棒状变为管状;复合材料的结构实现负载型→复合型→溶蚀复合型转变．应用紫外和模拟可见光谱对样品光性能进行了测试．样品对可见光的吸收得到了增强．在室温下以甲基橙为降解对象,分别在紫外光和模拟可见光照射下对样品光催化活性进行了评估．复合型和溶蚀复合型结构样品的活性均得到了不同程度的提高,而负载型结构样品的活性没有明显变化：在紫外及可见光照射下,样品对甲基橙的光催化降解效果较好,溶蚀复合型结构样品的活性最高．这说明样品的性能与结构有良好的关联性．     

碳钢表面粉末渗铝试验及其性能研究

讨论了碳钢表面粉末包埋渗铝的方法,通过试验优化了20 碳钢的渗剂配方。利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)分析了渗铝层金相组织及成分,测量了渗铝钢的腐蚀极化曲线,并进行了高温氧化试验。结果表明,20碳钢渗铝后在H2S水溶液中的耐腐蚀性能明显提高,抗高温氧化性能也大大提高。     

Detection of the assimilation characteristics of iron ores: Dynamic resistance measurements

Resistance in iron ore undergoes a sharp change of up to several orders of magnitude when the sintered solid phase changes to liquid phase. In view of the insufficiency of existing assimilation detection methods, a timing-of-assimilation reaction is proposed, which was judged by continuously detecting the changes in resistance at the reaction interface. Effects of pole position and additional amounts of iron ore on assimilation reaction timing were investigated. The results showed that the suitable depth of pole groove was about 2 mm, and there was no obvious impact when the distance of the poles changed from 4 to 6 mm, or the amount of iron ore changed from 0.4 to 0.6 g. The temperature of sudden change of resistance in the temperature-resistant image was considered to be the lowest assimilation temperature of iron ore. The accuracy of this resistance method was clarified by X-ray diffraction, optical microscope, and scanning electron microscope/energy dispersive spectrometer(SEM/EDS) analyses.     

表面纳米化对高锰钢磨料磨损性能的影响

利用传统的喷丸技术，在高锰钢表面制备出了具有纳米晶结构特征的表层，并利用X射线衍射仪及高分辨透射电子显微镜表征了表面纳米晶的微观组织结构特征．喷丸处理试样的表层晶粒细化至纳米量级，喷丸60min试样的表面晶粒尺寸约为3～8nm．随着喷丸处理时间的增加，试样表面硬度增加，晶粒尺寸减小．利用三体磨料磨损试验机检验了喷丸处理前、后试样的磨料磨损性能，结果表明：喷丸时间为2～30min时，试样的耐磨性随着喷丸时间的增加而增加；喷丸30min试样的耐磨性提高了72％；过长的喷丸时间导致试样产生微裂纹而使耐磨性下降．晶粒细化和硬度提高使磨损机理发生改变，未喷丸处理试样的磨损主要为微观切削，而喷丸处理试样的磨损主要为疲劳剥落，磨损机理的改变使材料的耐磨性提高．     

原位插层聚合制备硅树脂/蒙脱土纳米复合材料

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)做有机化处理剂,通过原位插层聚合法制备了甲基苯基硅树脂/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段研究了复合材料内部结构,同时测试了复合材料力学性能、耐高温性能及气液阻隔性能.研究结果表明:硅树脂的分子链插层进入了OMMT层间,完全破坏其重复片层结构,形成剥离型纳米复合材料;OMMT质量分数为8%时,复合材料在750℃下仅失重25%,且具有较好的气液阻隔性能;OMMT质量分数为6%时,复合材料拉伸强度为6.264 MPa,是纯硅树脂的5倍;OM-MT质量分数为4%时,压缩强度11.503 MPa,是纯硅树脂的4倍.     

静态再结晶处理对Co36Fe36Cr18Ni8Ti2合金力学性能与耐腐蚀性的影响

对冷变形后的Co₃₆Fe₃₆Cr₁₈Ni₈Ti₂合金在700 ℃和800 ℃下再结晶退火,制备成具有高强度及良好耐蚀性的多主元合金。采用电子背散射衍射（electron back-scattered diffraction, EBSD）表征了合金的相分布、再结晶组织以及晶界分布等微观结构特征,采用静态拉伸试验测试了合金的力学性能。结果表明,700 ℃退火的合金断后伸长率较低,但其抗拉强度与屈服强度分别达到了1 038和956 MPa。采用电化学工作站与扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）表征了合金在模拟体液中的耐蚀性。结果表明,700 ℃退火的样品具有较好的耐蚀性,腐蚀后的样品表面较为均匀。结合力学性能可知,700 ℃退火的样品具有作为新型医用金属材料的潜力。     

等离子氮化处理改善铁的耐腐蚀性能研究

通过电化学测试方法对等离子氮化处理前后铁的耐腐蚀性进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)对极化试验后样品表面的腐蚀形貌进行观察.结果表明,等离子氮化处理后的样品的蚀孔数量少,其腐蚀程度明显优于未经处理的样品.应用X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)分析其腐蚀机理.结果证实,等离子氮化处理后铁的耐腐蚀性能得以改善,归因于材料表面形成的铁氮及铁氧结合层.