新型沥青基ACNT/C纳米复合材料的制备与表征

以超长定向碳纳米管(ACNTs)阵列为骨架，中温煤焦油沥青为浸渍剂，采用浸渍-炭化工艺经过一个循环制备了密度约为1.25 g·cm^-3的沥青基定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、偏光金相显微镜(PLM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱分析对这种新型纳米炭材料进行了表征。结果表明ACNT/C中沥青炭为明显的各向异性组织，以碳纳米管为核心形成了非常细密的流线型层片结构，具有较高的晶化程度。采用热失重分析(TGA)方法考察了材料在空气中的热稳定性能，发现ACNT/C纳米复合材料在空气中的热失重初始温度比相同工艺条件下，以炭纤维为骨架制备的密度相近的炭/炭(C/C)复合材料提高了50 ℃左右。     

电子束固化环氧树脂的物理特征及其分析

分析了环氧树脂电子束辐射固化的物理特征 ,电子束辐射固化过程受活性中心扩散控制 ,整个固化区域由片层状结构组成 .与电子能量沉积分布相对应 ,环氧树脂辐射固化度的最高值是在一定深度而不是在辐射表面出现 .对电子束辐射环氧树脂体系的固化过程进行了模型解释 ,固化区域大小主要由电子的能量传递范围和浓度决定 ,反应活性中心的扩散作用影响较弱     

激光熔覆铜锰合金选择性脱合金制备纳米多孔涂层的研究

本文通过激光加工结合电化学腐蚀脱合金法, 成功实现了纳米多孔涂层的制备. 采用激光熔覆首先在45钢表面制备了成形良好、稀释率低的铜锰合金熔覆层, 并通过快速重熔工艺实现了初始材料组织细化. 研究表明, 在不同的电解液下,铜锰合金的临界腐蚀电位出现了明显的偏移; 在不同的腐蚀电流下,铜锰合金腐蚀后的形貌迥异. 最终,通过选择性腐蚀成功实现了纳米多孔铜和纳米多孔锰涂层的制备, 并利用电位-pH图对脱合金的选择性腐蚀进行了详细的理论解释.     

计入固液界面作用的润滑热力学模型与分析

摩擦与润滑过程是典型的能量耗散过程, 在机理上与非平衡热力学中的熵增、耗散结构等理论颇有相似之处. 通过热力学分析可以对一些典型的摩擦磨损过程做出合理的机理揭示与推测. 本文利用热力学理论对典型的润滑过程进行了建模分析. 采用分离压模型表征和计入了微尺度下的固液界面作用, 揭示分析了润滑热力学模型与润滑状态Stribeck曲线的联系. 从分析计算结果来看, 润滑Stribeck曲线的摩擦系数最低点与系统热力学上的熵增率最低点具有相当好的对应关系, 而润滑状态从弹流润滑向薄膜润滑的转变过程, 可以用耗散结构理论加以机理解释. 文中的热力学模型和方法能够有效地体现出润滑过程中多物理要素跨尺度非线性耦合的作用, 对实际工程与实验有着重要的指导作用.     

碳纳米管复合微球修饰L-色氨酸及其对LDL的吸附性能

本文以多孔碳纳米管/活性炭复合微球为载体,以L-色氨酸为配基,采用环氧氯丙烷偶联法,制得修饰L-色氨酸的碳纳米管/活性炭复合微球(L-CNTs/AC)。采用扫描电镜、氮气吸附、傅立叶红外光谱、热分析、X射线光电子能谱等对复合微球进行表征;通过体外静态吸附法对其低密度脂蛋白(LDL)吸附能力进行初步研究。结果表明:环氧氯丙烷偶联法可接枝上L-色氨酸。复合微球中碳纳米管加入量越多,对LDL的吸附能力越强;当碳纳米管加入量为45wt%时,对LDL的吸附量达4.623 mg·g-1,是未添加碳纳米管的2.3倍多。这是因为碳纳米管不仅可促进复合微球中20~100 nm孔的形成,而且还可促进复合微球配基修饰量的增多,从而大大增强了复合微球对LDL的吸附能力。此复合微球可望开发成一种新型的血液灌流LDL吸附剂。     

激光熔凝层组织与摩擦学特性的研究

 为研究激光熔凝层的磨损性能，在灰铸铁材料表面进行激光熔凝。以激光熔凝强化的灰铸铁为上试样，灰铸铁为下试样，模拟活塞环、缸套工作环境，进行标准的SRV快速磨损试验。利用表面形貌仪测量配副双方的磨损深度，扫描电子显微镜观察熔凝层、磨痕形貌。结果表明：激光熔凝层显微组织为先共晶奥氏体分布在共晶基底上的亚共晶，显微硬度变化范围在HV0.2 800～HV0.2 1 200之间。上、下试样磨损深度分别为2.04 mｍ和1.35 mｍ，摩擦系数在0.072 8～0.082 2范围内变化，磨损机制为磨粒磨损。     

5.5 GPa下碳纳米管的热稳定性研究

 利用X射线衍射和透射电子显微镜研究了碳纳米管在5.5 GPa下的热稳定性问题。根据以往的研究在常压真空条件下碳纳米管的热稳定性非常好，其结构在2 800 ℃以下可能并不发生变化。实验中发现，虽然在5.5 GPa压力下冷压作用后碳纳米管的微结构没有明显的改变，但在950 ℃既开始发生改变，转变成类巴基葱和类条带结构，而在1 150 ℃其结构转变成石墨结构。高压是这种转变的主要原因，高压可以促使碳纳米管管结构的破裂，从而减小了它的热稳定性。     

激光快速凝固条件下Cu-31.4%Mn合金的微观组织特征

利用连续波CO2激光器对Cu 314%Mn进行了系列表面熔凝实验，对该合金的组织形态和胞晶间距选择规律进行了研究.结果表明：随着生长速度的提高，组织形态由低速平界面向展宽胞晶、规则胞晶、展宽胞晶、类平面晶和高速绝对稳定平界面转变.在快速凝固条件下，Cu 314%Mn合金的胞晶间距存在一个选择范围，最大、最小和平均胞晶间距与生长速度的关系分别为λmax=682v-033s，λmin=289v-028s和=435v-031s，实验结果与Hunt Lu模型的预测结果相吻合.     

含二烷基二硫代磷酸锌润滑下等离子渗氮钢的摩擦磨损性能研究

本文对比研究了等离子渗氮GCr15钢与GCr15钢基材在含二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）润滑下的摩擦磨损性能.利用脉冲直流等离子渗氮炉对GCr15钢进行离子渗氮处理,采用X射线衍射（XRD）分析了离子渗氮层相组成,测量了渗氮前后的表面硬度值,在四球摩擦磨损试验机上考察了GCr15钢渗氮处理前后在含ZDDP润滑下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）的分析探讨了摩擦学作用机理.结果表明：离子渗氮处理可以明显提高GCr15钢的表面硬度值,在ZDDP作用下,其减摩性能和抗磨性能都有明显的提高,其中在质量百分数为1.5%的ZDDP润滑作用下具有最优的效果,研究证明这是由于在离子渗氮GCr15钢和未渗氮GCr15钢摩擦表面分别生成了正磷酸盐和焦磷酸盐的摩擦反应膜,并且前者表面的磷酸盐膜总量多于后者,可以有效地隔离摩擦副表面的直接接触.     

采用元胞自动机法模拟二元规则共晶生长

基于元胞自动机方法,建立了二元规则共晶生长的数值模拟模型.该模型耦合宏观温度场,考虑了溶质扩散、成分过冷以及曲率过冷等重要因素,实现了二元规则共晶的稳态层片生长.以共晶模型合金为对象,研究了定向凝固条件下不同过冷度、初始层片间距、温度梯度及凝固速率对共晶两相生长形貌及层片间距的影响,再现了两相在溶质扩散及界面能的相互作用下通过形核、分岔、湮没及合并等机理实现共晶层片间距的调整.模拟得到的结果与Jackson-Hunt模型及前人实验结果规律一致.将模型扩展到三维系统,验证了二元规则共晶生长三维模拟的可行性. 关键词： 规则共晶 生长形貌 层片间距 CA方法