石兴
,
欧阳世翕
,
陈玉峰
,
李懋强
,
张世超
,
王彦君
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.087
以SiO2粉体为主要原料,加入石英纤维和硬硅钙石晶须作为增强材料,通过湿法工艺制备了纳米孔SiO2.制备的纳米孔SiO2密度为0.3g/cm3,孔隙率为85％左右.孔隙直径主要分布在20到80nm之间.由于大量纳米孔的存在,纳米孔SiO2中固相导热和对流传热大大降低.为了降低纳米孔SiO2的高温辐射传热,采用辐射屏蔽层与纳米孔SiO2叠层复合来制备纳米孔SiO2多层隔热材料.采用有限元方法,通过传热计算得到纳米孔SiO2多层隔热材料等效导热系数随辐射屏蔽层的发射率、层密度及工作温度的变化规律.提出了纳米孔 SiO2多层隔热材料的结构优化设计方案.
关键词:
纳米孔 SiO2
,
多层隔热材料
,
优化设计
李懋强
,
石兴
稀有金属材料与工程
微孔硅酸钙柔性隔热材料由以硬硅钙石针状微小晶体构成的微孔硅酸钙球形颗粒和硅酸铝纤维复合而成,其中大部分硅酸铝纤维首先形成柔软的纸型材料,微孔硅酸钙颗粒和其余硅酸铝纤维沉积其上,填充在硅酸铝纤维之间的大孔隙中.由于微孔硅酸钙颗粒被硅酸铝纤维分割,互相之间不能通过氢键直接相连,从而无法形成普通微孔硅酸钙材料所具有的刚性结构,只能借助硅酸铝纤维构成柔性结构.具有大量0.1～1 μm直径孔隙的微孔硅酸钙颗粒极大程度地限制了材料内空气的对流传热,同时,实验发现减少大孔隙和适当增加材料的致密度可以降低辐射传热,从而进一步降低材料的导热系数.这种复合材料的表观密度为0.25～0.32 g/cm3,热面温度1000 ℃下的表观导热系数可低至0.08W/(m·K).
关键词:
隔热材料
,
微孔硅酸钙
,
硅酸铝纤维
吴蔚
,
陈玉峰
,
石兴
,
张世超
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.125
首先介绍了相变吸热材料的概念、分类及部分相变材料的热物性,并探讨了其在冲压发动机热防护中的应用价值.无机熔融盐具有较高的相变温度和较大的相变焓,适于作为冲压发动机热防护热端相变材料；热防护层冷端选择多元醇作为相变材料,可通过相变吸热有效减缓冷端升温速率.以纤维多孔陶瓷作为基体制备复合相变材料可解决无机熔融盐的液相流动渗透问题,并讨论了复合材料的制备工艺.
关键词:
相变吸热
,
冲压发动机
,
无机熔融盐
,
多元醇
,
多孔陶瓷
石兴
,
李懋强
稀有金属材料与工程
通过二次成型工艺,以微孔硅酸钙颗粒和硅酸铝陶瓷纤维为主要原料,制成了柔性微孔硅酸钙材料(记为CS/AS),在1000 ℃时,导热系数为0.106 W/(m·K),而最高使用温度为1100 ℃.在200 ℃以下,CS/AS可以保持相当强度和柔性.常温抗拉强度约为1 MPa,200 ℃时,抗拉强度约为0.6 MPa,而柔性弯曲半径为3 mm.通过扫描电镜可以看到CS/AS中有大量孔径小于10 μm的微孔,孔隙大小和孔隙半径分布决定了CS/AS的绝热性能.
关键词:
微孔硅酸钙
,
硅酸铝纤维
,
柔性绝热材料
李艳琴
,
石兴
,
赵磊
,
金锋
,
刘喜双
,
高国强
物理测试
针对某型车轴的同一个内部缺陷,由于采用的检验标准不同导致判定结果不同.为了分析该缺陷的实际情况,根据两个不同的检验标准规定,现场采用普通A型超声波探伤仪进行分析对比,通过现场检测试验、分析判定,按照车轴制造单位采用的检验标准该车轴是合格品,而按照车轴使用单位采用的检验标准该车轴是不合格品.同时为了直观地对该工件内部缺陷进行识别、分析和判断,又采用了先进的超声波相控阵检测技术对该缺陷进行了进一步的检测及对比分析,通过对比显示出新技术运用的优势,但也同样显示出缺陷取向与探测方向关系的重要性.
关键词:
车轴
,
内部缺陷
,
检验规定
,
检验新技术
林建忠
,
石兴
工程热物理学报
采用双向耦合模型对有涡配对的二维气固两相混合层数值模拟,在考虑颗粒对流场反作用基础上进一步对颗粒间通过流体的相互作用进行分析.流场用拟谱方法求解,颗粒用颗粒轨道模型跟踪.结果发现,流场中大涡卷起和配对仍居主导地位;颗粒St数为O(0.1)～O(1)时,颗粒减弱了流场雷诺应力强度,加快涡量扩散;St数为O(1)时,颗粒分布极不均匀,主要集中在涡的边缘.
关键词:
气固两相流
,
混合层
,
双向耦合
,
数值模拟
张世超
,
陈玉峰
,
陈曙光
,
石兴
,
李懋强
,
吴蔚
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.z2.105
高速飞行器的热防护主要集中在对气动加热和动力装置的热防护,隔热材料性能的稳定性是热防护的主要内容.在材料研制阶段,就需要考虑如何对该环境所用隔热材料的隔热效果进行评价.高速飞行器的隔热过程是一个非稳态的传热过程,无法通过稳态传热的平板导热仪进行评价,而激光导热仪虽然是非稳态传热,但不适用于多孔、低导热系数材料的测定.因此针对高温非稳态隔热效果缺乏有效的评价方法,为此研制了氧乙炔焰热实验评价装置.该装置模拟隔热材料的使用环境,为初步判定材料隔热性能的优劣提供实验基础,本文对该评价装置的设计及应用进行了介绍.
关键词:
高温非稳态
,
氧乙炔
,
评价技术
林建忠
,
游振江
,
石兴
工程热物理学报
本文在直接数值模拟混合层流场的基础上,求解柱状粒子运动方程而得到粒子运动轨迹,说明粒子在混合层中的不同区域,其运动轨迹也不同,有的呈现波状轨迹,有的呈现环状轨迹,有的是混合轨迹.粒子的混合程度与St数有关.文中结论对工程应用有指导意义.
关键词:
混合层
,
柱状粒子
,
轨迹
,
计算
马绍华
,
任安峰
,
李贵才
,
黄建文
,
董方
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2001.01.012
根据炮钢材料的拉伸－压缩特性，通过模拟实验，建立了以鲍兴格效应系数为函数计算自紧身管壁内任意一点残余应力的理论模型。与以往不同的是利用炮钢材料的拉伸－压缩试样，通过拉伸－压缩实验用最小二乘法拟合出鲍兴格效应系数与壁内最大拉伸变形量的关系。在计算自紧身管残余应力时，鲍兴格效应系数不再被视为常量而被视为变量，因此，这就克服了以往鲍兴格效应系数取平均值所带来的误差。本文采用修正的Mises屈服准则以及形变理论，按广义平面应变问题，建立了强化材料的应力应变模型，导出了具有应变硬化，鲍兴格效应系数被视为变量的强化材料液压自紧圆筒的残余应力公式。实验也表明：用鲍兴格系数为变量的理论模型进行炮钢材料自紧身管的残余应力计算更合理，更能反映自紧火炮身管的实际状态。
关键词:
鲍兴格效应
,
自紧身管
,
残余应力
