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材料导报杂志社
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《材料导报》是国内唯一一本以报道综述性文章为特色的材料科学类期刊,北大核心期刊、统计源期刊。材料导报主要探讨传统材料产业改造中的问题,展示国家相关材料计划实施及研究开发新成果。
  • 主管单位:重庆西南信息有限公司
  • 主办单位:重庆西南信息有限公司
  • 国际刊号:1005-023X
  • 国内刊号:50-1078/TB
  • 出版地方:重庆
  • 邮发代号:78-93
  • 创刊时间:1987
  • 发行周期:半月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:1.00
  • 综合影响因子:0.658
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材料导报 2015年第16期杂志 文档列表

材料导报杂志材料研究

盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成系列Ln2Zr2O7纳米晶体

摘要:以硝酸锆和硝酸稀土为原料,甘氨酸水溶液和无机盐作为溶剂和分散剂,通过盐助甘氨酸自蔓延燃烧法(Salt-assistant glycine combustion method,SGCM)得到的前驱体在700℃以下热处理,合成了系列Ln2Zr2O7纳米晶。探讨了最佳反应条件,研究了反应历程,讨论了惰性盐助剂在反应过程中的作用,比较了使用盐助剂与否对产物的分散性差别等。结果表明,在盐助甘氨酸自蔓延燃烧法合成中通过改变nGly/nNO3-的比率,调节盐助剂量nSalt/nM来对反应温度进行控制,得到的产物的结晶度高,团聚少,粒子更均匀,尺寸在20nm左右,晶体形貌完整,光催化活性强;Ln2Zr2O7的光催化主要源于稀土离子;稀土离子的光催化与4f电子结构的相关性,和稀土离子磁矩与4f电子结构的相关性是同源的。
1-7

Ga-Ti共掺杂ZnO透明导电薄膜的微观结构和光电性能研究

摘要:采用磁控溅射方法在玻璃基片上制备了Ga-Ti共掺杂ZnO(GTZO)透明导电薄膜,通过XRD、四探针仪和分光光度计测试,研究了氩气压强对GTZO薄膜光电性能和晶体结构的影响。结果表明:所有GTZO薄膜均为(002)择优取向的六角纤锌矿结构,其光电性能和晶体结构与氩气压强密切相关。当氩气压强为0.4Pa时,GTZO薄膜具有最大的晶粒尺寸(85.7nm)、最小的压应力(-0.231GPa)、最高的可见光区平均透射率(86.1%)、最低的电阻率(1.56×10-3Ω·cm)和最大的品质因子(4.28×105Ω-1·cm-1),其光电综合性能最佳。另外,采用光学表征方法计算了薄膜的光学能隙和折射率,并利用有效单振子理论对折射率的色散性质进行了分析,获得了GTZO薄膜的色散参数。
8-12

锂离子电池Si/C复合负极材料的合成与性能

摘要:采用球磨-热解工艺制备了Si/C复合负极材料。研究了球磨时间对Si/C复合负极材料结构和电化学性能的影响,并分析了电极的失效机理。研究结果表明,通过球磨可以将纳米硅颗粒均匀分散于石墨基体材料表面,同时,葡萄糖热解后形成的无定形碳使两者紧密结合。球磨3h合成的材料具有最优的电化学性能。以100mA/g的电流密度放电,首次放电容量达到1340mAh/g,首次充放电效率为75.6%,循环50次后,容量保持率为34.2%。
13-16

软模板催化法合成石墨化碳微球及其吸附性能研究

摘要:以甲醛、2,4-二羟基苯甲酸、L-赖氨酸为碳源,F127作为软模板剂,采用软模板催化法制备出材料GM。通过碳前驱体的TG和FT-IR测试确定材料煅烧温度为950℃,XRD和Raman谱图证实材料具有典型石墨化结构,SEM和TEM照片说明材料具有空心微球结构,BET结果表明材料呈双孔分布,平均孔径为3.04nm,比表面积为450.59m2/g。材料对苯蒸气有良好的吸附性能,静态吸附容量为835.26μmol/g,穿透时间τ0为9.86min。
17-21

PEG-HPMo/SiO2介孔材料的制备及其催化氧化脱除模型油中苯并噻吩的研究

摘要:分别以聚乙二醇(PEG6000)及正硅酸乙酯(TEOS)为模板剂和硅源,采用沉淀法制备了SiO2负载型磷钼酸(HPMo)催化剂PEG-HPMo/SiO2,对催化剂进行了FT-IR、XRD、FE-SEM等表征。采用NLDFT平衡模型对吸附-脱附等温数据进行处理,计算了催化剂的孔径分布及比表面积。研究结果表明:催化剂PEG-HPMo/SiO2含有HPMo的Keggin结构且具有较高的脱硫活性。当催化剂用量0.06g、H2O2用量0.04mL、反应温度70℃、反应时间35min时,10mL模型油中的苯并噻吩(BT)基本被完全脱除;催化剂重复使用6次后,催化剂的催化活性没有明显降低。
22-26

《材料导报》研究简报征稿

摘要:《材料导报》创刊于1987年,是中文核心期刊,中国科技论文统计源期刊(科技核心期刊),中国科学引文数据库来源期刊,CNKI期刊全文数据库收录期刊和美国化学文摘(CA)收录期刊。科学技术的飞速发展使研究成果产出的周期缩短,对快速及时发布科学研究新成果的需求也日益增强。为使科技工作者及其单位抢先获得科技成果的首发权和知识产权,本刊在《材料导报》(研究篇)特设——"研究简报"栏目。此栏目以创新性和快速发布研究成果为特色,主要征集学术性强、具有创新思想的研究报道,以促进成果推广和学术交流。一投稿要求(1)研究简报是学术论文、科技报道的一种新形式,是对课题研究成果的快速报道,具有原创性和较强的学术性、创新性。
26-26

多孔P(AM-NMP)复合微球的合成及在含酚废水处理中的应用研究

摘要:以对酚类化合物具有较强萃取作用和吸附作用的丙烯酰胺(AM)和吡咯烷酮(NMP)为单体,采用反相悬浮聚合法和浸渍法合成季铵盐修饰的多孔聚丙烯酰胺-吡咯烷酮(P(AM-NMP))复合微球。研究季胺盐修饰后多孔P(AM-NMP)复合微球对焦化废水中酚类化合物的脱除效率,及影响复合微球材料脱除效率的诸多因素,并进一步探究脱附条件。其主要目的是为更好地解决焦化废水中普遍存在的严重的环境污染问题及吸附剂的重复使用奠定基础,以实现焦化废水不外排,解决目前焦化废水处理中的瓶颈问题。
27-31

新型含萘环结构固化剂的合成及其对联苯型环氧树脂的阻燃性能研究

摘要:以1,5-萘二胺和对羟基苯甲酸为原料合成了一种新型含萘环结构的固化剂(GNA),并且用核磁共振氢谱(1 H NMR)确定了物质的结构。通过垂直燃烧法(UL 94V)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、吸水性测试和力学性能测试对不同质量分数添加量的GNA改性联苯型环氧树脂(YX-4000)的阻燃性能、热性能、吸水性和力学性能进行了研究。实验结果表明,随着固化剂GNA含量的增加,固化物的阻燃性能得到了提升,在GNA含量达到15%(质量分数)时,阻燃级别可以达到UL-94V-0级。为了深入研究其阻燃机理,通过TGA和SEM对其燃烧残渣分析发现,固化物的表面有致密的炭层起到隔绝空气的作用,阻止燃烧进一步发生,在20%(质量分数)含量时,800℃的残炭率高达50%。另外通过吸水性和力学性能测试研究发现,与传统阻燃剂相比,固化物阻燃性提高,力学性能和吸水性能下降较小。在15%(质量分数)添加量时拉伸强度和拉伸模量为101 MPa和76GPa,弯曲强度和弯曲模量为29 MPa和26GPa,吸水率为1.626。
32-35

海藻酸钠光化学还原法制备纳米银

摘要:以海藻酸钠为还原剂和稳定剂,经紫外光照射AgNO3溶液在室温下制备出纳米银。通过紫外吸收光谱(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、抑菌实验等对纳米银进行表征。结果表明,照射时间、海藻酸钠和AgNO3浓度对纳米银生成均有影响。在AgNO3浓度为1mmol/L,海藻酸钠浓度为0.5%,反应时间为2h时能够生成理想的纳米银。此时生成的银纳米粒子为球形,粒径分布均匀,粒径大小在1~5nm之间,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较强的抑菌性。
36-39

含磷环氧树脂/聚氨酯梯度材料的合成与表征

摘要:以含磷环氧树脂、甲苯2,4-二异氰酸酯(TDI)、聚醚N403和端羟基聚丁二烯(HTPB)为反应组分,乙酸乙酯(EA)为溶剂,采用预聚体法合成了不同组分比的含磷环氧树脂/聚氨酯材料。利用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)分别研究了材料的组分含量、相形态和元素分布。结果显示:当含磷环氧树脂质量分数为3.0%时,其结合聚氨酯硬段,以分散相粒子(0~15μm)分布在聚氨酯基体中,并且粒子的含量沿厚度方向梯度递增。进一步通过表面水接触角法(SCA)和拉伸试验测定了材料的表面亲水性和力学性能。结果表明,当材料具有梯度相形态时,上下表面的亲水性差异较大,底表面亲水性更强;并且材料具有相对较高的拉伸强度和断裂伸长率。
40-43

碳纳米管/硅橡胶复合材料导热性能的实验研究

摘要:通过改变交联剂与催化剂加入量,研究二者对硅橡胶的交联密度(XLD)以及热导率的影响,并在确定最大热导率所对应的加入量之后,研究碳纳米管填入量对硅胶复合材料热导率的影响。实验表明:硅橡胶的热导率与交联密度有一定对应关系,且随交联剂和催化剂加入量的增多,硅橡胶的热导率和交联密度呈先上升后下降的趋势,当二者加入质量份数为3.6和0.9时,硅橡胶热导率达到最大值;MWNTs(多壁碳纳米管)填入量对硅胶基体热导率影响很大,且与MWNTs的尺寸有一定关系,MWNTs在硅胶基体中的团聚现象对热导率起负作用,但整体上热导率随MWNTs填充量的增加而增大。
44-47

新型一步法包裹Fe制备磁性碳纳米管

摘要:采用柠檬酸络合法制得不同Fe含量的Fe/MgO催化剂,并将其应用到气相沉积(CVD)过程中制备磁性碳纳米管。由CVD法制备碳纳米管(CNTs)的生长机理,利用碳管在生长过程中原位包裹磁性Fe金属氧化物颗粒进入管内的现象,使碳纳米管具有磁性,从而一步制得了磁性碳纳米管。将制得的磁性碳纳米管采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)、低温N2吸附仪(BET)、振动样品磁强计(VSM)等表征方法进行了测试。结果表明通过这种新型的一步法可以成功地原位包裹Fe制得碳纳米管,且制得的碳纳米管具有较强磁性和较大的比表面积,表面引入了功能化基团。
48-51

硼改性酚醛树脂的合成及其模塑料力学性能研究

摘要:研究了硼酸加入量对所合成硼改性酚醛树脂性能的影响。通过红外光谱和热重等分析手段对硼改性酚醛树脂的结构和热性能进行表征,分别考察其在氮气和空气氛围下的残炭率,获知当苯酚、甲醛和硼酸之间的物质的量比为1∶1.4∶0.4时,硼改性酚醛树脂的残炭率最高,分别为67.82%和10.92%。此外,以硼改性酚醛树脂为基体树脂制备模塑料并考察其拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等力学性能。综合考虑以上热性能和力学性能,确定苯酚、甲醛和硼酸之间的最佳物质的量比为1∶1.4∶0.3。最后,研究了添加不同种类和不同含量的填料对酚醛模塑料力学性能的影响。研究结果表明:以短玻璃纤维为填料时,酚醛模塑料的力学性能优于木粉和长玻璃纤维混合物填料;若使用木粉和长玻璃纤维混合物填料,当木粉与长玻璃纤维的质量比为1∶3时,酚醛模塑料的力学性能最佳。
52-57

FeCl3低温共熔[Omim]Cl深度萃取模拟油脱硫性能的研究

摘要:用N-甲基咪唑和氯代正辛烷为原料,首先合成出中间体[Omim]Cl,然后与几种典型的金属氯化物按不同的物质的量比合成出了一系列的离子液体,采用红外光谱对其进行表征,并考察了离子液体对正辛烷中二苯并噻吩的萃取脱除效果。对几种不同的离子液体的脱硫性能进行了初步比较,并针对[Omim]Cl·2FeCl3离子液体详尽考察了剂油体积比、萃取时间、萃取温度、硫化物的种类、重复利用次数等因素对脱硫率的影响。结果表明,萃取温度为25℃,萃取时间为20min,剂油体积比为1∶20时,[Omim]Cl·2FeCl3对DBT的脱除率高达99.20%,并且对4种不同含硫组分的脱除能力:DBT〉BT〉T〉3-MT。且离子液体再重复使用5次后,对DBT的脱除率还能够达到89.56%,离子液体经回收之后,对DBT的脱除率没有明显的下降,表明再生效果良好。实验数据对咪唑离子液体的萃取脱硫性能研究和反应条件的优选提供了重要信息。
58-62

有机改性蒙脱土基复合相变材料的制备及相变动力学分析

摘要:以癸酸(CA)、肉豆蔻酸(MA)、硬脂酸(SA)三元低共熔物为相变材料,有机改性蒙脱土(OMMT)为层状封装材料,采用熔融浸渗法制备CA-MA-SA/OMMT复合相变材料,相变材料和层状材料的最佳质量比m(CAMA-SA)∶m(OMMT)=7∶3。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和差示扫描量热分析(DSC)对复合相变材料的结构、性能进行表征。结果表明:三元脂肪酸低共熔物被有效封装在改性后的蒙脱土层间,复合相变材料的相变温度为20.14℃,相变潜热为89.14J·g-1。相变动力学分析结果,复合相变材料的相变反应级数为1.18,活化能为14.22kJ·mol-1。活化能说明低共熔物与蒙脱土之间是嵌合关系,不是化学吸附。
63-66

硅氧树脂Si-O键伸缩振动模式ATR红外光谱研究

摘要:在303~393K温度范围内,采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)技术分别测定硅氧树脂的一维红外光谱、二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱。研究发现,在1800~600cm-1范围内,聚硅氧树脂主要存在着CH3伸缩振动模式(νCH3)、CH3变形振动模式(δCH3)、CH3摇摆振动模式(ρCH3)、Si-O伸缩振动模式(νSi-O)和Si-C伸缩振动模式(νSi-C)。在1100~1000cm-1范围内,以νSi-O为研究对象,研究了温度对硅氧树脂分子结构的影响。实验发现,随着测定温度的升高,硅氧树脂νSi-O的主要红外吸收频率出现了明显的红移现象。进一步研究了硅氧树脂νSi-O的二维红外光谱,考查温度对于νSi-O红外吸收强度的影响。研究发现,随着测定温度的升高,硅氧树脂νSi-O红外吸收强度的变化快慢顺序为:1024cm-1〉1096cm-1〉1010cm-1〉1076cm-1〉1083cm-1〉1064cm-1。本研究拓展了ATR-FTIR技术在硅氧树脂材料热变性方面的研究范围。
67-71

膨胀石墨的形貌、成分与结构变化研究

摘要:膨胀石墨是重要的工业应用材料,但其微观形貌、成分与晶体结构随膨胀倍率的变化规律认识仍不足。选择H2SO4+HNO3+KMnO4+FeCl3作为插层氧化体系,通过对鳞片原料石墨化学氧化制备出可膨胀石墨,分别在400℃、600℃、800℃、1000℃下膨化处理获得不同的膨胀石墨。针对上述几种石墨,采用OM、SEM、EDS、XRD等技术对比研究了其形貌、成分与结构的变化。结果表明,原料石墨、可膨胀石墨与膨胀石墨分别呈现层片状、褶皱状和蠕虫状的微观形貌,插层物主要由S与O组成,膨胀石墨的S与O含量显著低于可膨胀石墨,且其含量随着膨化温度提高逐渐降低。这些石墨具有相同的密排六方结构,其中可膨胀石墨的晶格常数显著大于原料石墨,反映出插层后石墨结晶度的严重劣化。膨胀石墨的结晶度稍差于原料石墨,但压片处理后得到改善,更高温度膨化的石墨改善更加明显,且优于原料石墨,这预示着高温膨化石墨的应用可塑性更强,具有更好的应用前景。
72-78

Mg/Al水滑石对腐殖酸的去除性能研究

摘要:采用共沉淀法制备了Mg/Al水滑石,并在不同温度下煅烧。探究了煅烧温度、材料投加量、pH值、腐殖酸初始浓度对水滑石去除腐殖酸的影响。结果表明,当金属物质的量比为3的Mg/Al水滑石投加量为0.5g/L,pH值为8.5,温度为25℃时,水滑石对10mg/L的腐殖酸的去除率能达到96.64%,此时,水滑石的饱和吸附量为19.33mg/g。Mg/Al水滑石经3次再生后,对腐殖酸的去除率仍然高达95%以上,表明Mg/Al水滑石的可重用性好。
79-81

碳含量对Mo-W-Co合金组织与性能的影响

摘要:采用粉末冶金技术,在Mo-W-Co合金中添加不同质量分数的碳,研究碳含量对Mo-W-Co合金组织性能的影响。实验结果表明:碳含量对合金硬度的影响不大;在一定范围内,Mo-W-Co合金的塑性随合金碳含量的增加呈先增后减趋势,碳含量为1%时合金塑性最好;在真空烧结过程中,碳和基体钼形成影响合金组织与性能的关键相Mo2C。
82-84

过喷粉热压烧结Al50Si50合金的摩擦磨损性能研究

摘要:利用喷射沉积过喷粉热压烧结制备了Al50Si50合金,用MMW-1型立式万能摩擦磨损试验机来测试不同热压烧结工艺条件下所制备合金的摩擦磨损性能,用金相显微镜和扫描电镜观察其组织和磨损形貌,并分析其磨损机理。研究结果表明:随着烧结压力增加、温度升高、时间延长,热压烧结试样的密度和致密度增加,摩擦系数和比磨损率降低。试样的磨损过程中存在磨料磨损和黏着磨损两种机制,且由于摩擦磨损过程中Si相的存在导致材料以磨料磨损为主。
85-88

SnAgCuBi无铅钎料对不同体积比SiCP/6063Al复合材料真空软钎焊接头组织和性能的影响

摘要:在不同保温时间下,分别采用Sn-3.0Ag-0.5Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi无铅软钎料,对表面镀镍的两种不同体积分数的SiCP/6063Al复合材料进行真空软钎焊。通过剪切强度测试、显微组织分析、能谱分析等手段研究了钎焊接头的组织和性能。结果表明:Bi元素的加入改善了Sn-3.0Ag-0.5Cu钎料的铺展润湿性,降低了熔点,提高了焊缝的抗剪强度;在270℃保温35min时,Sn-3.0Ag-0.5Cu-3.0Bi钎料钎焊接头抗剪强度达到最高值38.23MPa;钎焊过程中只是两侧镀镍层间的焊接,钎料并未透过镍层与母材发生扩散反应。
89-93

微量Mn元素对超高强铝合金锻件平面力学性能各向异性的影响

摘要:通过金相显微镜、扫描电镜、XRD衍射仪以及拉伸力学性能测试研究了微量Mn元素对Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金挤压带板及其制备的等温模锻件的平面力学性能各向异性的影响。结果表明,微量Mn元素的加入可以产生大量含Mn第二相,促进超高强铝合金锻件的再结晶,使变形织构强度减弱,再结晶织构强度增加,降低高强铝合金锻件的平面力学性能各向异性。此外,弥散细小的含锰相使合金断裂形式转变为穿晶延性断裂,提高了合金的延伸率。
94-97

钛合金压印接头热处理前后静态失效机理分析

摘要:对钛合金进行压印连接,将得到的压印接头分成3部分,一部分不予处理,一部分进行整体淬火处理,一部分进行整体退火处理,再将热处理前后的接头进行静态力学实验,并运用扫描电子显微镜对接头拉伸断口进行微观分析。结果表明,未处理的钛合金压印接头静拉伸失效载荷为4567.22N,变形位移为1.19mm;淬火处理的钛合金压印接头载荷和位移值均大幅度降低;退火处理的钛合金压印接头失效载荷降低了10.9%,变形位移比未处理的接头增加了7.6%。3种接头失效模式均为颈部断裂失效,从微观角度分析可知钛合金压印接头断口呈现韧窝形貌和少量解理特征,主要为韧性断裂;钛合金压印接头淬火后断口出现准解理特性和滑移特征,为脆性断裂;钛合金压印接头退火后断口呈现准解理和均匀的韧窝特征,主要为韧脆混合断口。
98-101

MgO晶须增强磷酸镁水泥力学性能的研究

摘要:MgO晶须弹性模量高,长径比大,掺加到磷酸镁水泥(MPC)中可以产生增强增韧作用。研究了水料比、缓凝剂掺量不同时MgO晶须对MPC力学性能的影响,采用SEM和重量法研究了MgO晶须在MPC中的分布及水化,分析了MgO晶须增强MPC的机理。结果表明,掺加3%~5%的MgO晶须使MPC在水料比和缓凝剂掺量较高时获得良好的早期强度;MgO晶须在MPC中搭接形成网络结构,并通过晶须桥联、裂缝偏转等作用,使MPC的早期力学性能显著增强;MgO晶须参与水化,提高了晶须与MPC基体的握裹力和相容性;随着龄期延长,晶须水化程度加深,使MPC基体更加致密,后期抗压强度增长明显,但晶须的桥联作用逐渐减弱,MPC的后期抗折强度增长幅度较小。
102-105

煤灰酸浸渣碳分法制备纳米白炭黑的试验研究

摘要:煤灰渣是我国目前排量最大的工业废渣之一,如何综合利用煤灰渣,实现其资源化利用具有重要意义。以黑龙江某热电厂煤灰为原料,硫酸酸浸提铝后得到高硅残渣,此高硅渣与碳酸钠高温焙烧后水溶制备Na2SiO3溶液,再采用碳分法制备纳米白炭黑。通过单因素试验得到反应的优化条件为:反应温度75℃,通气速率v=1min-1,通气终点pH=8。反应过程中加入的表面活性剂以质量分数2%的聚乙二醇10000效果最佳,制备的SiO2粒子尺寸小,分布均匀且团聚体较小。分散剂以质量分数1%的NaCl制备的产品分散性最佳。得到白炭黑沉淀后再经陈化、过滤洗涤以及正丁醇共沸,最后干燥得粒径20nm左右的疏松纳米白炭黑产品。
106-110

粉煤灰对泡沫混凝土物理力学性能的影响

摘要:研究了粉煤灰掺量和水灰比对粉煤灰掺量较大的泡沫混凝土的干密度和抗压强度的影响,利用经验公式计算泡沫混凝土的孔隙率,重点研究泡沫混凝土的孔隙率和干密度、抗压强度的关系。研究结果表明随着粉煤灰掺量的增加泡沫混凝土的干密度和抗压强度均呈下降的趋势。当粉煤灰掺量由25%上升到30%时,不同水胶比的泡沫混凝土干密度下降均超过了60kg/m3;粉煤灰掺量由30%提高到40%时,不同水胶比的泡沫混凝土抗压强度下降的趋势都明显减小。以粉煤灰取代水泥后,孔隙率和干密度的拟合公式为Y=27126.8-64295.9 X+38334.4 X2,相关系数为0.9097;孔隙率和抗压强度的拟合公式为Y=58.7-142.2 X+86.3 X2,相关系数为0.9802。
111-114

可再分散乳胶粉对硫铁矿尾砂自流平砂浆性能的影响

摘要:探究硫铁尾矿砂在自流平砂浆的资源化利用途径,以硫铁矿尾砂为细集料制备水泥基自流平砂浆,分析了可再分散乳胶粉掺量对砂浆流动度、力学性能及耐磨性的影响。结果表明:乳胶粉掺量可以显著降低20min、60min后的流动度经时损失,乳胶粉掺量为2.0%时,砂浆的拉伸粘结强度为1.9 MPa,并在天然河砂与尾砂复配情况下,尾砂替代率为75%时,磨损量仅有0.09kg/m2。
115-119

晶化温度对白云鄂博东尾矿微晶玻璃析晶及性能的影响

摘要:利用白云鄂博东尾矿和粉煤灰为主要原料,添加少量石英砂、氧化钙等化学原料,制得了高性能的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)系尾矿微晶玻璃,研究了微晶玻璃制备过程中的核化及晶化处理条件对其微观结构及性能的影响。首先通过DTA、XRD、SEM及HRTEM等测试手段对微晶玻璃的析晶过程进行了表征。结果表明,适当的核化处理温度可使微晶玻璃中产生磁铁矿晶核,这些晶核可作为异质表面促进主晶相辉石相的析出。性能测试结果表明微晶玻璃的密度、抗折强度及耐酸度与微晶玻璃晶化温度有关,晶化温度为850℃的微晶玻璃试样结晶程度最高、综合性能最优。更高的晶化温度导致微晶玻璃中空隙及缺陷的产生,反而降低了其物化特性。
120-123
材料导报杂志计算模拟

基于面心立方孔洞堆砌模型的泡沫铝准静态及动态压缩模拟研究

摘要:以有限元分析软件ANSYS的Workbench为平台,以高孔隙率面心立方孔结构(Face centered cubic,FCC)的泡沫铝模型为对象,进行了准静态压缩和落锤冲击的有限元模拟。高孔隙率泡沫铝特指孔隙率(Porosity,Pr)在85%~90%之间的泡沫铝。已有的实验结果表明,孔隙率为90%的泡沫铝的准静态压缩下屈服平台应力值为3 MPa,当冲击应变速率在900s-1以上时,其屈服平台的应力值稳定在7 MPa左右;模拟结果与实验结果一致,并发现当应变速率达到35342s-1后,泡沫铝的屈服平台应力值会再次大幅升高,达到14 MPa。根据泡沫铝压缩模拟的应力云图,揭示了不同应变速率下泡沫铝的吸能能力和变形模式的对应关系,并从结构变形的角度解释了泡沫铝的抗冲击吸能性能优于其准静态压缩的原因。
124-131

围压作用下煤岩材料超声致裂规律研究

摘要:当超声波在煤岩固体材料中传播时,受其机械效应,煤岩基质固体颗粒间相互作用。从超声波的机械效应角度结合断裂力学,对围压影响的超声激励破岩机制进行探讨,利用RFPA2D岩石破裂过程分析系统对超声激励不同围压下煤岩致裂过程进行了数值试验验证。研究表明:围压降低了煤岩内部裂纹的断裂强度因子,改变裂纹尖端应力场;围压对煤岩破裂具有抑制作用,在相同功率超声作用下,围压越大,超声激励碎岩程度越低;数值实验表明,随着围压增加,超声致裂煤岩影响区域逐渐减小,煤岩破坏形式由低围压下的张拉和剪切破坏共同作用逐渐向高围压下单一剪切破坏过渡。相同有效声压作用下,煤岩破裂过程中主应力随煤岩围压升高而增大。
132-136

O2分子在Al(110)表面选择吸附性的对比研究

摘要:采用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)计算方法对比分析了O2分子在Al(110)面3个不同吸附位(顶位、桥位和穴位)的吸附性质,通过吸附能的比较,桥位的吸附能高于顶位和穴位,是最佳的吸附位。吸附质的态密度、吸附物O2分子轨道电荷分布的变化以及金属表面原子轨道电荷分布的变化揭示了吸附过程中电荷的转移趋势。计算结果表明,通过分析吸附质的原子轨道电荷分布和电子态密度,发现O2在Al(110)表面吸附的过程中,主要是O原子的2P轨道和Al的3S轨道的电子相互作用,并展示出较强的化学吸附。
137-141

PVC塑料砂浆导热性研究

摘要:水泥砂浆中加入聚氯乙烯(PVC)塑料骨料可以改善砂浆的保温性能,为了探索热流在砂浆中的传输方式及研究PVC塑料骨料对水泥砂浆导热系数的影响,建立了水泥砂浆的串联导热模型与并联导热模型,根据实验结果进一步提出了PVC塑料砂浆串并联混合导热模型,研究表明由串并联混合模型计算出的理论值与实测值呈现出了良好的一致性。
142-146

一种基于临界平面法的多轴疲劳寿命预测模型

摘要:在多轴交变应力作用下,由于非比例循环附加强化效应导致疲劳寿命降低。针对这一问题,以薄壁圆管疲劳试件为研究对象,在分析临界平面上剪应变和正应变随相位角变化特征的基础上,引入了一个新的有效循环变量——临界平面上的等效应力,提出了一种新的多轴疲劳预测模型。新的损伤参量不含经验常数,便于工程实际的运用。通过和铝合金7075-T651多轴疲劳实验数据比较,结果表明,所提出的多轴寿命预测模型具有更好的预测精度,适用于比例与非比例加载条件。
147-150

温度对磁流变液材料及传力性能的影响

摘要:针对不同温度下磁流变液的性能差异巨大,造成高温环境条件下磁流变液流变效应下降、剪切力变化不可控甚至传动装置传动失效等问题,分析了温度对磁流变液及其剪切应力的影响,在此基础上建立了磁流变传动装置的有限元模型对传动装置工作时的温度场进行分析。研究结果表明,温度对磁流变液的黏度有较大影响,进而影响磁流变液的流变特性和屈服应力;温度对磁流变液的力学性能影响明显,特别是在温度高于100℃后,材料在磁场下的成链受到显著影响,造成流变效应下降、剪切力变化不可控等问题;磁流变液工作时磁性颗粒间的滑差会造成磁流变液温度的显著升高。
151-155

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