搅拌摩擦加工制备FeCoNiCrMn高熵合金增强铝基复合材料的组织与力学性能研究（英文）

采用多道搅拌摩擦加工（Friction stir processing, FSP）工艺将高熵合金（High entropy alloy, HEA）颗粒分散到2024铝合金基体中，制备了HEA/Al复合材料。研究了搅拌摩擦加工道次对复合材料宏观形貌、微观结构和力学性能的影响。显微组织观察表明，增加搅拌摩擦加工道次有助于高熵合金颗粒的均匀分布和晶粒细化。力学性能测试结果表明，随着搅拌摩擦加工道次的增加，搅拌摩擦加工制备复合材料的显微硬度值显著提高，分布更加均匀，强度和塑性也有所提高。五道次搅拌摩擦加工所制备复合材料的显微硬度、强度和塑性分别达到138 HV、597 MPa和5.1%。     

偶联剂对纳米ZnO粒子在聚丙烯中的分散性影响

纳米粒子共混法是制备聚合物纳米复合材料的方法之一。由于纳米粒子的比表面积大，其表面活性高，易团聚。本文通过对纳米ZnO粒子的表面改性处理．利用透射电子显微镜观察了其在聚丙烯中的分散情况。分析了纳米粒子分散的影响因素．并讨论了改进纳米粒子分散效果的方法。试验表明，溶液的pH值对ZnO纳米粒子的分散和团聚影响最大；溶剂的选择及溶液的浓度直接影响了ZnO纳米粒子的分散效果和分散效率；搅拌速度和分散温唐决定了偶联剂在ZnO纳米粒子表面成膜的质量。     

搅拌摩擦加工法制备石墨烯/铝基复合材料及其性能研究

利用搅拌摩擦加工(FSP)法制备了石墨烯/铝基复合材料,通过光镜、SEM+EDS、拉曼光谱和XRD等分析手段对复合材料中石墨烯分散、损伤以及石墨烯-铝界面反应等进行了表征,研究了不同石墨烯加入量对复合材料力学性能的影响。结果表明:石墨烯/铝基复合材料的FSP制备能有效降低界面反应并促进石墨烯片层剥离,但同时也会导致石墨烯结构损伤的加剧。石墨烯在基体中的分散与其加入量密切相关,更多的石墨烯加入会导致其团聚和片层堆砌而影响复合材料的延伸率,合适的加入量可实现对铝基的同时增强增韧。     

稀土对热浸镀层组织和性能的

研究了添加不同含量的稀土合金对热浸铝镀层组织和性能的影响，并测定了不同工艺下浸镀层及浸镀试样的耐蚀性，试验结果表明，在热浸镀铝液咖入少量稀土（０．０５－０．７５％）能降低铝液表面的氧化速度，改善镀件表面质量和镀层的组织，当稀土元素含量控制在９０．０５－０．２范围内时，能提高镀层的耐盐水（３％ＮａＣｌ）浸泡和盐雾腐蚀性能，而过量的稀土则明显降低镀层的耐蚀 。     

SiCP/Al复合材料脉冲氩弧焊接研究

研究在脉冲氩弧焊条件下铝基复合材料SiCp／2124Al的可焊性。通过正确选择填充材料和在焊接过程中加入微量脉冲，大大减弱了增强体SiC颗粒与基体Al之间的界面反应。拉伸实验和显微硬度测试表明，接头质量良好，与母材强度相比，接头的抗拉强度未见有大幅度下降；金相组织观察显示，焊缝组织致密、无夹杂和裂纹等缺陷。对接头进行X射线衍射相结构分析和拉伸断口扫描电镜观察等微观分析，并从热力学角度探讨焊接过程中抑制SiC／Al界面反应发生的机理，提出了在氩弧焊条件下获得高质量SiCp／Al焊接接头应采取的措施。     

亚微米SiC在水相介质中的分散性能

针对亚微米SiC粉体在水相介质中分散难的问题，首先采用单因素实验研究了球磨时间和超声时间对亚微米SiC在水相介质中分散性能的影响。在此基础上采用正交实验研究了分散剂种类、分散剂质量分数和pH值对亚微米SiC在水相介质中分散性能的影响，并用悬浮液吸光度来评价亚微米SiC分散性能。结果表明：分散剂种类对亚微米SiC分散性能影响最大，其次是pH值，分散剂浓度影响最小；亚微米SiC在水相介质中的最佳分散工艺参数为：球磨60 min，超声30 min，分散剂聚乙烯亚胺（PEI）浓度3.0%，pH=11。     

钎焊气氛对金刚石磨粒与钎料界面微观结构的影响

在真空和Ar气两种不同的氛围中,采用NiCr合金钎料,进行了炉中钎焊金刚石磨粒的试验研究。运用扫描电镜（SEM）、X-射线能谱仪（EDS）和X-射线衍射结构研究了不同钎焊气氛对NiCr合金钎料成分和金刚石磨粒与钎料界面微观结构的影响。结果表明：（1）在不同的钎焊气氛下,由于氧分压的不同导致了NiCr合金钎料的成分也不相同。在Ar气保护气氛下的炉中钎焊金刚石试样表面有B2O3生成。（2）在不同钎焊气氛中,在金刚石磨粒与合金钎料界面生成物都主要为铬的碳化物。但生成物表面形貌不同,在真空炉中焊后的金刚石磨粒表面生成物成放射状生长,而在Ar气保护炉中钎焊后的金刚石磨粒表面生成物如杂草一样生长且生成物组织较真空炉中细小。     

高温含水气流条件下燃烧室材料考核的电弧加热试验模拟方法

在燃烧室的内流热环境下,燃烧室壁面的部分防热材料(如 C/SiC 或超高温陶瓷)与碳氢燃料燃烧产物水蒸气发生的氧化反应速率比与空气中的氧气还要快。水蒸气的存在加剧了防热材料的氧化。另外,水蒸气还能与材料表面玻璃状的 SiO2保护层发生挥发性的化学反应,破坏了 SiO2保护层。这些因素对燃烧室防热材料的防热效果有明显的影响。本文采用等离子电弧加热矩形湍流导管试验方法模拟超燃冲压发动机燃烧室的内流热环境,并在试验喷管前的混合稳压室内横向喷射4%~5%的常温水与高温气体混合,模拟燃烧室内水蒸气的组份、浓度和温度,采用数值计算的方法分析混合稳压室内水与高温气体的掺混程度,研究含水的高温气体的总温(总焓)计算方法。     

氩气保护镍基复合镀层中增强相热稳定性研究

研究了Ｎｉ－Ｂ４Ｃ复合镀层中，增强相Ｂ４Ｃ颗粒的热稳定性及镀层组成和性能的相应变化。金相显微结果表明，Ｂ４Ｃ颗粒在５００℃时开始分解，至８００℃分解完毕。Ｘ－ｒａｙ衍射、ＸＰＳ试验证实Ｂ４Ｃ颗粒分解后与Ｎｉ生成新相Ｎｉ３Ｂ，而且，由于Ｂ元素有着向镀层表面聚集的趋势，导致Ｎｉ３Ｂ首先在邻近表面的镀层中出现。Ｂ４Ｃ颗粒的分解，极大地降低镀层的硬度，但能有效地提高镀层的抗氧化能力。因此，Ｎｉ－Ｂ４Ｃ若作为耐磨材料，使用温度不宜大于５００℃，倘若利用它的抗氧化能力，即使在８００℃高温下，仍能耐受相当长的时间。     

Ni-Mo电沉积层的组成和结构

利用Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）研究了Ｎｉ－Ｍｏ沉积层的组成元素及其价态和深度分布，用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射技术（ＸＲＤ）和电子探针显微分析技术（ＥＰＭＡ）研究了电沉积Ｎｉ－Ｍｏ合金层的形貌、结晶状态、组成元素分布情况。结果表明，电沉积Ｎｉ－Ｍｏ合金层呈现亮色，表面比较均匀。电沉积层为非晶结构，２θ在４０°～５０°间有一弥散对称峰。沉积层中的Ｎｉ和Ｍｏ为零价态，它们的结合能分别为８５２．８ｅＶ和２２８．２ｅＶ。沉积层的真实组成（相对原子百分浓度）为：Ｎｉ５０．８６％，Ｍｏ２２．６３％，Ｏ２６．５１％。     

芬顿反应与TiO2光催化氧化甲基橙的研究

分别采用Fe^2＋及TiO2作为光催化剂，考察了它们对甲基橙的降解率。结果表明：在芬顿反应体系中加人NaOH时，可有效地阻止反应的进行；pH=4时，光催化氧化率最高；甲基橙溶液浓度越低，光催化氧化效果越好；改进后的光催化剂对甲基橙的分解率明显提高，不会生成草酸的铁盐沉淀；H2O2＋FeC2O4、H2O2＋FeSO4、TiO2三种体系的光催化性能大小依次为H2O2＋FeC2O4〉TiPO2〉H2O02＋FeSO4。     

TiB_2粉料的合成与纯化研究

基于SHS还原反应合成TiB2 混合粉料 ,研究了酸洗条件对TiB2 纯度的影响。实验结果表明 ,TiO2 B2 O3 Mg三元系统的化学反应由两部分组成 ,第一部分由金属Mg还原出B和Ti单体 ,第二部分由两种单体化合反应生成TiB2 。TiB2 粉料的纯度主要取决于酸洗条件。提高盐酸浓度、增加酸过量和延长酸洗时间可以提高TiB2 粉料的纯度 ,而升高酸洗温度还可以大大加快酸洗速度     

含水乙醇等离子体重整制氢中乙醇裂解的关键路径模拟

建立了数学模型,把含水乙醇等离子体重整制氢体系中的主要化学反应,归结为各物种浓度的常微分方程组的初值问题来求解,计算方法选用Ode113法,在假定的几种不同乙醇裂解关键路径下分别得到了几种主要产物随停留时间的变化规律,并将模拟结果与前期实验结果进行了对比.结果表明:乙醇等离子体重整制氩中乙醇分子4种化学键的断裂具有同等机会.     

磷酸酯盐离子液体的微波辅助合成及其在Knoevenagel反应中的应用

微波辐射下以磷酸三烷酯和N-烷基咪唑为原料合成了6种磷酸酯盐离子液体,结构经1H NMR和ESIMS确证,其中两种离子液体未见报道.与传统加热法比较,微波辅助下反应时间大大缩短,产率更高.测定了离子液体室温下的电导率、粘度和pH值.6种离子液体均显示出温和的碱性,以其作为Lewis碱催化剂催化苯甲醛和氰基乙酸乙酯的Knoevenagel缩合反应,均在室温下,5～10rain产率即达90%左右,表现出很高的催化活性.离子液体经过简单的处理可实现回收利用.     

尖部喷气驱动旋转机翼地面试验装置的研制

为研究新概念旋转机翼飞机飞行动力学特性,掌握其直升机模式飞行时的气动特性,研制了一种尖部喷气驱动旋转机翼地面试验装置.介绍了该试验装置的组成、各组成部分的设计及为保证试验装置运行安全性而采取的一些措施.该装置采用高压气源作为旋转机翼的驱动动力,解决了旋转机翼的旋转、挥舞及偏转过程中的通气密封问题,通过测控系统进行试验数据的采集,操纵旋转机翼的总矩及周期变矩.     

亚甲二醇二硝酸酯的构象和热解机理的理论研究

用量子化学中的ＳＣＦ－ＭＯ ＭＩＮＤＯ／３，ＭＮＤＯ，ＡＭ１和ＰＭ３方法计算研究了亚甲二醇二硝酸酯的几何构型和电子结构２，求得了ＭＧＤＮ的平衡几何构型。不同方法的计算结果均表明，标题物分子中两个ＯＮＯ２均为平面基团，且Ｏ－ＮＯ２键的Ｗｉｂｅｒｇ键级最淖分子中最弱的键，在分解时可能首先断裂；     

含化学反应流动的TVD格式及其在燃气射流中的应用

以Harten标准TVD格式为基础，结合固体火箭燃气射流的特点，以数学方法系统地推导了适合于高温、高压和高速流体流动的数值格式，给出了压力偏导数的合理计算公式；利用化学动力学知识，对火箭燃气射流流场中存在的多组分、含有限速率的化学反应问题进行了论述，阐明了化学反应质量源项的求解方法。以12组分9反应方程模型为例，利用编制的计算程序，对某火箭燃气自由射流流场进行了模拟。通过对结果的分析，肯定了数值格式的正确性。     

超声速化学反应流场迎风格式数值模拟及并行计算

基于有限体积迎风格式对超声速燃烧流场进行了的数值模拟.由于超声速燃烧流场绕流的复杂性,要求对多组分Euler/N-S方程求解的数值模拟方法应具有较高的计算精度及效率.本文引用辅助点方法建立了具有空间二阶精度的van Leer迎风矢通量分裂格式,并应用于超声速燃烧流场绕流的数值模拟.化学反应为氢气/空气十反应模型,采用考虑了化学反应特征时间的当地时间步长显式Runge-Kutta时间推进格式.对钝头体模型爆轰现象、后向台阶氢气喷射及二维内外流超声速燃烧流场模型进行了区域分裂技术的并行计算.计算结果与参考文献作了对比,得到了满意的结果.     

N-(5-硝基-6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺的合成

研究了N-(5-硝基-6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺的合成方法。该法先在室温条件下以邻苯二甲酰亚胺与氢氧化钾反应合成了邻苯二甲酰亚胺钾。然后在70°C条件下,以邻苯二甲酰亚胺钾作为亲核试剂,与2-氯-5-氯甲基吡啶发生缩合反应,制备了N-(6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺。缩合产物再经过硝化,合成N-(5-硝基-6-氯-3-吡啶甲基)邻苯二甲酰亚胺,其熔点为143.1~143.8°C,收率为90.5%。用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1HNM R)、气谱-质谱(GC-M S)解析以确定中间体和产物的结构;用高效液相色谱测定合成产物的含量。实验结果表明合成了具有较高含量和较高收率的产品。     

VISAR测试技术研究炸药反应区厚度

为研究炸药的爆轰过程,采用双灵敏度VISAR测试技术,在炸药后加LiF晶体作为测试窗口,直接测试了点起爆方式下TNT炸药 LiF晶体界面的粒子速度过程。结果表明:在该炸药的粒子速度曲线上出现明显的C-J爆轰点,反应区的持续时间约100ns,空间厚度约0.135mm。