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基于内埋光纤Bragg光栅传感器的复合材料固化过程监测

耿湘宜 , 王静 , 姜明顺 , 隋青美 , 刘刚 , 李盼 , 玉玺 ,

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151020.004

为了全面了解复合材料的固化特性,在对碳纤维增强树脂基复合材料固化变形进行数值仿真分析的基础上,将自行设计的光纤Bragg光栅(FBG)传感器埋入复合材料中,实时在线监测复合材料固化过程中温度和应变的演变。预浸料铺层方式为[011/9011],分别在层合板0°和45°方向的典型位置埋入 FBG 温度和应变传感器,采用热模压方式固化成型复合材料层合板,并对成型后的层合板进行连续2次降温处理,实时记录固化过程中FBG传感器中心波长的变化。结果表明:在相同的温度条件下,复合材料在第1次降温初始阶段的压应变绝对值明显小于在第2次降温初始阶段的压应变绝对值,表明复合材料在第1次降温过程中仍在进行 FBG传感器可检的“后固化”反应;此外,层合板变形的FBG传感器监测数据与有限元模拟结果吻合良好。因此,采用内埋FBG传感器的方法能够实时监测复合材料固化过程,为更全面地分析复合材料固化特性提供了一种可靠有效的方法。

关键词: 复合材料 , 固化变形 , 光纤Bragg光栅 , 过程监测 , 有限元模拟

干湿壁温差推动膜蒸馏海水淡化过程的实验研究

周先桃 , , 孔莹煌 , 吴锦毅 , 蔡俊

膜科学与技术

介绍了干湿壁温差推动膜蒸馏过程的基本原理,采用商业化的聚四氟乙烯疏水微孔平板膜搭建了配制海水的淡化实验装置,利用该装置分别探索了:一定相对湿度条件下,渗透通量与干球温度的变化规律;一定干球温度条件下,渗透通量与相对湿度的变化规律;一定湿球温度条件下,渗透通量与相对湿度的变化规律.试验表明:该装置能够有效地从环境中提取能源以推动膜蒸馏海水淡化过程的进行.

关键词: 环境能源 , 干湿壁温差 , 膜蒸馏 , 海水淡化 , 渗透通量

凹凸棒石/粉煤灰复合颗粒吸附材料的制备及表征

付桂珍 , , 常汉亭 , 王兰

材料导报

研究了凹凸棒石/粉煤灰复合颗粒吸附材料的制备工艺,并利用XRD、TG/DTA、SEM等分析手段对所制备的吸附材料进行了表征.研究结果表明,制备凹凸棒石/粉煤灰复合颗粒的最佳工艺条件为:凹凸棒石/粉煤灰质量混合比7:3,焙烧温度400℃,黏结剂添加量为复合颗粒材料总质量的10%、淀粉添加量也为复合颗粒材料总质量的10%.XRD图谱分析表明,复合颗粒材料焙烧前后其物相组成未发生变化;SEM形貌分析显示,焙烧后的复合颗粒材料微孔结构明显,孔道分布均匀,孔径为10~30 μm.

关键词: 凹凸棒石 , 粉煤灰 , 吸附材料 , 表征

自蔓延高温合成Ti3AlC2材料及其摩擦磨损性能

吕振林 , 张超 , 谢辉 , , 方佳 , 王红洁

兵器材料科学与工程

  以TiC,Ti,Al,C粉末为反应物原料,采用自蔓延高温反应按照质量分数为15% TiC,50% Ti,28% Al,7% C的配比合成了纯度为96.76%、气孔率为9.45%的高纯Ti3AlC2块体材料。研究添加TiC对合成产物Ti3AlC2材料纯度的影响,并对其摩擦磨损性能进行分析。结果表明:当添加 TiC 的质量分数小于15%,Ti3AlC2含量随 TiC 含量的增加而增加;当添加TiC质量分数大于15%,Ti3AlC2含量随TiC含量的增加而降低。当载荷较小,Ti3AlC2材料以磨粒磨损为主;而载荷较大,其以磨粒磨损为主并伴随有轻微黏着磨损。

关键词: 自蔓延高温合成 , Ti3AlC2 , 显微组织 , 摩擦因数 , 磨损率

挤压态X20镁合金固溶处理过程中Al2Ca的形成机理

谢辉 , , 张金龙 , 王智民 , 吕振林

稀有金属材料与工程

对Ca含量为2wt%的挤压态X20镁合金在410℃固溶处理20 h,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDS)以及透射电镜(TEM)对固溶处理前后的组织进行了表征,利用XRD衍射仪考察了固溶处理前后合金的相组成.结果表明,经固溶处理后,合金初始组织中β-Mg17Al12相的数量明显减少,同时析出新相Al2Ca.Al2Ca的形成可归结于残余β-Mg17Al12中高的Ca原子所造成的Mg原子被Ca原子取代,同时Al2Ca相自身高的结构稳定性也是其在Mg-Ca和Al-Ca系竞争析出中胜出的原因.

关键词: 挤压态镁合金 , 组织 , 金属间化合物Al2Ca , 相确定

一种Ti3AlC2陶瓷材料的制备方法研究

程逞 , 吕振林 , , 王红洁

兵器材料科学与工程

采用机械球磨和热处理方法制备Ti3Al粉体,并将Ti3Al和C反应烧结制备Ti3AlC2陶瓷材料。将Ti、Al的摩尔比为3∶1的混合粉末,球磨20 h后经750℃热处理40 min得到质量分数达到98.54%的Ti3Al金属间化合物;然后采用Ti3Al和C的摩尔比为1∶2为原料,进行反应烧结制备Ti3AlC2,在1300℃保温60 min,可得到试样中Ti3AlC2的质量分数为96.4%。研究得出Ti3AlC2的合成路径即在反应过程中先生成Ti2AlC和TiC两相,然后二者反应合成Ti3AlC2相。

关键词: Ti3AlC2 , 高能球磨 , 热处理 , 反应烧结

Cu-Ni-Si三元合金的显微组织与相选择

, 谢辉 , 陶世平 , 张蓉 , 吕振林

稀有金属材料与工程

采用静平衡凝固技术制备了Cu含量为90wt%、不同Ni/Si原子比的Cu-Ni-Si合金,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和相组成进行了分析,利用差热分析(DSC)考察了合金熔体在冷却过程中的相转变行为.研究结果表明,Ni/Si原子比对Cu-Ni-Si合金显微组织的影响可归因为α-Cu晶粒内部析出的&-Ni2Si相数量的变化和晶界相在Cu-Si和Ni-Si化合物之间的选择.δ-Ni2Si相数量的变化与初生a-Cu内部Ni、Si原子的浓度密切相关,而晶界相的相选择则是Cu-Si和Ni-Si金属间化合物相之间竞争的结果.随着Ni/Si原子比的增加,残余液相中Ni原子浓度增加增高,具有更负形成焓Ni-Si金属间化合物逐渐从竞争中胜出,导致晶界相从Cu-Si化合物向Ni-Si化合物的转变.

关键词: Cu-Ni-Si合金 , 显微组织 , 晶界相 , 相选择

利用低温冷能温差发电及电解水制氢氧的实验研究

, 江斌 , 陈则韶 , 胡芃

工程热物理学报

本文设计了一种利用半导体温差发电器件回收LNG低温冷能的新装置,对不同工况下冷能-电能的转化效率进行了测试,将产生的直流电以不同的工作电压通入电解槽对质量浓度为30%的KOH溶液进行电解,得到了电解水制氢氧的电流电压曲线,并与直接用稳压电源电解水制氢氧的数据对比,结果基本一致.结合功率匹配条件,讨论了该方案性能扩展、优化设计的方法.

关键词: 冷能 , 温差发电 , 半导体 , 电解水

碳热还原法制备LiFePO4/C锂电池正极材料的研究

王文琴 , 郭志猛 , 姜冰 , 叶青 , 刘金坤 ,

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.04.013

以Fe2O3为铁源,NH4H2PO4为磷源,Li2CO3为锂源,蔗糖为碳添加剂,应用碳热还原一步烧结法制备了LiFePO4/C复合粉体材料,系统的研究了烧结温度、烧结时间和锂铁比对样品电化学性能的影响.研究结果表明,对电化学性能影响因素最大的是烧结温度、其次是锂铁比,最后是烧结时间.当烧结温度为700℃、锂铁比为1.00、烧结时间为12h时样品所得的电化学性能最佳,它在0.1C,0.5C和1.0C倍率下的首次放电比容量分别为130.1,118.2和105.6mAh·g-1,经20次循环后,不同倍率下样品的容量的保持率分别为99.8%,98.9%和97.5%.

关键词: 磷酸铁锂 , 正极材料 , 碳热还原法 , 烧结温度

电镀镍及扩散预处理提高渗硼层韧性

邱万奇 , 熊成 , , 莫东强 , 孙歌

中国表面工程 doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20161020001

渗硼层高温硬度高,抗氧化性能好,但脆性大,提高渗硼层韧性是扩展实际工程应用的关键.文中在45CrNiMoV钢基体上采用电镀镍+高温扩散预处理,在表层形成γ-(Fe,Ni)层后,再用固体渗硼法制备出含镍渗硼层,并与直接渗硼层进行对比.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和显微压痕法对镀镍渗硼层的截面形貌,组织结构及硬度分布和断裂韧性进行了研究.结果表明:电镀镍+扩散预处理能显著提高渗硼层的断裂韧性,淬火+低温回火热处理几乎不影响镀镍渗硼层断裂韧性,而对直接渗硼层则有显著降低.镀镍渗硼层中的γ-(Fe,Ni)相能有效缓解冲击载荷,提高渗层断裂韧性.

关键词: 电镀镍 , 扩散 , 渗硼 , 断裂韧性 , 热处理

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