碳纤维增强复合材料微观烧蚀行为数值模拟

碳纤维增强复合材料已广泛应用于烧蚀热防护系统中,其微观结构直接影响材料的烧蚀行为,因此材料微观烧蚀机制分析对材料设计和制备具有重要意义.本文采用有限体积法并引入固体相体积分数与界面重构技术,建立了碳纤维增强复合材料微观烧蚀数值模型.利用该微观烧蚀数值模型对碳基体包裹单根碳纤维进行烧蚀模拟,将数值模拟的烧蚀形貌与解析解结果进行对比,验证了数值求解方法的正确性.对单向碳纤维增强复合材料在不同碳纤维倾斜角下的微观烧蚀行为进行了模拟分析,得到了碳纤维倾斜角对微观烧蚀行为的影响规律.研究发现:对于碳纤维的抗氧化性能比基体强的情况,当氧扩散速率远远大于碳氧反应速率时,碳纤维将出现"笋尖"状的烧蚀形貌;当碳氧反应速率远远大于氧扩散速率时,纤维和基体将以相同速率烧蚀.当碳纤维的抗氧化性能比基体强时,纤维倾斜角会对材料微观烧蚀行为产生较大影响;相反,则影响不显著.     

双功能数字散斑干涉位移及空间梯度同时测量

为了满足无损检测中复合材料在复杂载荷下多参数变量评估的需求,提出了一种基于光路复用的双功能数字散斑干涉系统,能够同时实现数字散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量功能.通过控制其中一个反射镜-波片组合,当该组合离位时,构成数字散斑干涉测量光路,实现离面位移测量;当该组合在位时,构成数字剪切散斑干涉测量光路,实现离面位移空间梯度的测量.测量过程中只需简单切换该组合的位置就可以实现单次加载下被测物体表面离面位移及其空间梯度的同时测量.该系统光路结构简单、切换效率高,能够同时获得高质量的位移及空间梯度测量结果.实验证明,双功能数字散斑干涉系统既具备高抗干扰能力,又具备高灵敏度测试能力,适合复合材料无损检测现场使用.     

黑龙江穆棱地区巨晶斜方辉石矿物学及光谱学特征

系统分析了黑龙江穆棱地区巨晶斜方辉石的性质、化学成分和光谱学特征。电子探针(EMPA)的分析结果表明，该巨晶斜方辉石属于斜顽辉石，其元素组成包括Ca，Na，Mg，Fe，Al，Ti，Si和O, 结构水含量为20～130 ppm。拉曼光谱(Raman)的特征峰位于1 015，678和345 cm-1，分别由不同的振动类型引起。傅里叶红外光谱(FTIR)的分析表明巨晶斜方辉石在官能团区具有三个明显的吸收峰，它们分别位于3 550~3 590，3 510~3 520和3 410~3 420 cm-1，与幔源辉石结构水的吸收峰较为一致；对巨晶斜方辉石的红外微区含水量测试分析表明，结构水在不同巨晶斜方辉石间存在差异，但在单一辉石样品内部分布均匀，无明显核-边变化。     

Structural evolution of a-Si:H/SiO2 multilayers upon step by step thermal annealing

a-Si:H/SiO_2 multilayers were prepared by alternatively changing plasma enhanced chemical vapour deposition of a-Si:H layers and in situ plasma oxidation process. Subsequently, as-grown samples were annealed at temperatures from 350℃ to 1100℃ in N_2 ambient with an increment of 100℃. The evolution of bonding configurations and structures with annealing treatments was systematically investigated by Fourier-transform infrared spectroscopy. The peak position of Si－O stretching vibration of SiO_2 layers shift to 1087cm^{-1} after annealing at 1100℃, which demonstrates that the SiO_2 films fabricated by plasma oxidation after high temperature annealing can have similar properties to the thermal grown ones. A Si－O vibration from interfacial SiO_x was identified: the value x was found to increase as increasing the annealing temperature, which is ascribed to the cooperation of hydrogen effusion and reordering of the oxygen bond in SiO_x networks. The H-related bonds were observed in the form of H－Si－O_3 and H－Si－Si_{3-n}O_n (n=1－2) configurations, which are supposed to be present in SiO_2 and interfacial SiO_x layers, respectively. The H atoms bonded in different bonding configurations effuse at different temperatures due to their different desorption energies.     

拉拔珠光体钢时效过程的内耗研究

由于珠光体钢大变形过程中存在渗碳体分解现象,分解的碳原子偏聚于位错芯处,且部分固溶于铁素体,时效过程中渗碳体析出.通过内耗对473 K时效的拉拔珠光体钢研究表明,随着保温时间增加,Snoek峰驰豫强度先增后降,而SK峰驰豫强度不断降低,且峰宽变窄.由该结果可知由于大量碳原子存在于位错处,随着保温时间增加,分解后的碳原子先部分扩散溶入铁素体,随后以碳化物形式析出于位错处.时效过程中碳原子的三种分配方式有效的提高了拉拔珠光体钢的力学性能.     

红外光谱研究Fenton试剂对多壁碳纳米管表面的影响

碳纳米管经焙烧和稀硝酸纯化处理后,在不同实验条件下采用Fenton试剂对多壁碳纳米管进行化学改性,红外光谱(FTIR)结果表明,Fenton试剂化学处理后能够在碳纳米管表面引入羟基和羰基,且羰基峰的吸收强度随着反应时间的增加而增加;碳纳米管的化学处理条件即过氧化氢与亚铁离子物质的量之比、pH值和反应时间等因素能够影响碳纳米管的改性效果;过氧化氢与亚铁离子物质的量之比控制在10左右,pH保持在3,反应10h即能在碳纳米管表面产生较多的羰基.此外,根据Fenton试剂产生羟基自由基的机理和碳纳米管改性前后的FTIR变化,初步分析了Fenton试剂与碳纳米管作用的可能机理.机理分析表明,羟基和羰基的产生是由亲电性的HO·对碳纳米管上的不饱和键进行加成氧化引起的.     

区带毛细管电泳法分离测定洋金花中莨菪烷类生物碱

采用区带毛细管电泳法分离测定洋金花中3种莨菪烷类生物碱—阿托品、山莨菪碱和东莨菪碱。以57 cm×50μm熔融石英毛细管为分离通道,工作电压25 kV,温度25℃,200 mmol/L Tris-H3PO4(pH=8.3)为背景电解质。经优化分离条件,3种莨菪烷类生物碱达到基线分离,此方法快速、简便,可作为中药材洋金花中有效成分分离的方法和质量控制方法。     

整体式三氧化钨/氧化石墨烯气凝胶增强可见光光催化氧化NO性能（英文）

近年来,光催化技术在去除以NO为代表的诸多室内气体污染物方面展现出巨大的潜力.单质铋和铋系氧化物,非金属氧化物以及钙钛矿等众多半导体光催化材料均具有优异的NO降解效率,但很难控制氧化产物.因而会生成大量毒性更强的中间产物NO2造成二次污染.因此,寻求一种清洁、高效,且具有良好选择性的光催化材料成为了亟待解决的问题.六方相三氧化钨(h-WO_3)的价带位置较正,氧化电位较高,具有很强的氧化能力,是一种良好的氧化性光催化半导体材料.然而,WO_3催化材料多为粉末状,不仅容易团聚,难以回收利用并且会堵塞检测气路.同时,WO_3本身存在的电子-空穴复合率高,弱的可见光响应性等问题使其光催化活性较低.因而,制备具有良好可见光响应,高电子-空穴分离效率的一体化WO_3材料是其广泛应用前急需解决的问题.而石墨烯气凝胶是理想的催化剂载体,其较高的比表面积以及多孔状结构可有效地增加催化剂的暴露面积,提升催化剂利用率;更重要的是,氧化石墨烯(GO)具有极高的导电率,可作为电子受体加速电子-空穴对的分离而提升光催化活性.因此,以GO作为基体材料,构建WO_3/GO气凝胶一体化材料有良好的应用前景.然而,现在还鲜见有关宏观WO_3/GO气凝胶光催化降解NO的报道.本文以偏钨酸铵为钨源,利用体积分数为25%的冰醋酸在180ⅹC条件下制备六方相三氧化钨.通过机械搅拌以及冷冻干燥法制备WO_3/GO气凝胶.经光催化氧化NO测试发现其可见光下降解率可达51%,是WO_3粉体的3.3倍,并且NO_2生成率仅为0.5%,远远低于其他相关光催化材料.采用了X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-漫反射分光光度计(UV-DRS),傅里叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱(PL)等手段研究了其光催化性能提高的原因.XRD测试显示,复合材料主体为h-WO_3,说明GO的引入并未破坏材料晶体结构;TEM和BET测试发现,在加入GO之后h-WO_3分散性变好,比表面积变大,从而可暴露更多的光催化活性位点.UV-DRS吸收光谱可以看到WO_3/GO气凝胶材料的吸收边发生了显著的红移,其禁带宽度从3.44 eV减小到3.16 eV,这可能是GO影响了WO_3的能带结构所致.同时PL结果表明,引入了GO之后,气凝胶材料的非辐射跃迁程度明显减小表明其电子-空穴对的复合得到了显著抑制,电子迁移显著加强.综合以上结果,可以得到WO_3/GO光催化性能提升以及良好的产物选择性的原因.首先,三维气凝胶材料的结构提升了催化剂的有效利用率,较大的比表面积暴露了更多的活性位点.其次,GO的引入减小了复合材料的禁带宽度,并使其吸光性能有所改善,产生了更多的光生电子和空穴.最后,GO本身极高的导电性,使光生电子-空穴对得以有效的分离,一方面,电子通过GO迅速转移到材料表面来参与光催化反应;另一方面,电子的快速转移抑制了电子-空穴对的复合,进而提高光催化性能,而且较正的价带位置保证了NO较为彻底的氧化为NO3–.因此,相比传统粉末WO_3催化材料,一体化的WO_3/GO气凝胶不仅显著提升了NO降解率,同时严格抑制了毒副产物NO2的生成,同时更具有容易回收利用,不存在二次污染的优点.综上所述,WO_3/GO一体化气凝胶光催化材料有望在环境净化与能源领域表现出良好的应用前景.     

NaBr/KY催化剂在甲苯氧化甲基化反应中的稳定性

考察了NaBr/KY催化剂的甲苯氧化甲基化(OMT)反应的稳定性，经过50 h的OMT反应结果表明，在反应初期，甲苯转化率、总C8选择性均有不同程度的下降，之后趋于稳定.在总C8产物中，苯乙烯的选择性随着反应的进行呈下降趋势，而乙苯的选择性与苯乙烯相比呈相反的变化趋势.此外，利用XRD、骨架IR、XPS对反应前后的催化剂结构进行了研究，发现催化剂经过50 h的OMT反应，分子筛的结构遭到了部分破坏，但其基本骨架仍保留.     

NiB/SiO2非晶态合金催化剂用于糠醇加氢制四氢糠醇的研究

用化学镀方法制备了负载型NiB/SiO2非晶态合金催化剂，并采用ICP、BET、TEM、XRD等手段研究了NiB在SiO2表面的存在状态及非晶性质。研究了糠醇在该催化剂上加氢制备四氢糠醇的反应行为，考察了反应温度、压力、搅拌速度等因素对催化剂性能的影响。结果表明，在2.0MPa、120℃、550r/min时，糠醇的转化率在99％以上，四氢糠醇的选择性可达100％。在此条件下和骨架Ni的催化性能相当。