喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的热特性仿真分析及实验研究

为分析喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的热特性,设计用于冷却复合陶瓷薄片的喷流冷却系统.利用湍流换热理论和计算流体动力学仿真方法建立喷流冷却复合陶瓷薄片激光器的流固耦合热仿真模型,定义评价其冷却能力和冷却均匀性的定量参数.根据该仿真模型得到喷流冷却系统的最优设计参数,并进行实验验证.使用163孔喷板,流量为0.2kg/s,入口温度为20℃,在1200 W泵浦时获得359 W激光输出功率,并测得复合陶瓷薄片上表面的最高温度为92℃.激光输出功率与复合陶瓷薄片上表面温度均与泵浦功率呈近似正线性关系,且温度的实验值与仿真值相符度较高.     

A simple,corrosion-resistant flow cell for laser-induced photoacoustic spectroscopic detection of high-performance liquid chromatography effluents

Summary A simple, corrosion-resistant and non-destructive flow cell optimized for laser induced photoacoustic spectroscopic detection of HPLC effluents is described. The characteristics and analytical figures of merit of the flow cell are presented. Application of the flow cell to the detection of polynuclear aromatic hydrocarbons in HPLC effluent is demonstrated. Limits of detection were on the order of tenths of parts per million. Comparisons with the conventional UV absorbance detector and among various laser powers are discussed.     

聚合物前驱体3D打印制备高性能陶瓷

3D打印制备陶瓷可以实现结构-材料设计一体化,为复杂形状陶瓷材料快速成型提供了新途径。但是传统的3D打印制备陶瓷是以陶瓷粉末或陶瓷颗粒为打印材料,存在陶瓷构件尺寸精度差、表面光洁度低和力学性能不佳等问题。近年来,以聚合物前驱体为打印材料,通过3D打印成型、高温裂解等工艺制备高性能陶瓷技术的出现为改善这些不足提供了新方法,成为3D打印陶瓷领域的研究热点。本文概述了聚合物前驱体3D打印制备高性能陶瓷的研究进展,重点阐述了本体聚合物前驱体、聚合物前驱体/光敏化合物、聚合物前驱体/巯基化合物、光敏基团改性聚合物前驱体、增强体/聚合物前驱体五种典型材料体系的研究现状,并对其今后的发展方向进行了展望。     

自组装单层膜的制备与应用

本文综述了自组装单层膜制备及应用技术的最新发展,分别对有机硅烷/羟基化表面和硫醇/金两种重要的自组装单层膜体系的制备新技术以及在制膜技术和分子电子学等领域的最新应用进行了总结.     

二氧化硅修饰纳米氧化锆陶瓷材料的制备及性能

以二甲基二乙氧基硅烷为硅源,在水溶液中成功制备了SiO2修饰纳米ZrO2颗粒;利用透射电子显微镜、热重分析仪、X射线衍射仪、红外光谱仪分析了样品的形貌和结构;将SiO2/ZrO2与α-Al2O3制成陶瓷材料,考察了其机械性能.结果表明,所制备的SiO2/ZrO2晶粒均一,直径约为10nm,硅原子在SiO2/ZrO2中以Si―O―Zr键合形式存在,SiO2不影响ZrO2的晶型.引入SiO2使得ZrO2晶粒细化、尺寸均匀性提高;SiO2/ZrO2/Al2O3陶瓷气孔率小,具有致密的显微结构和优异的机械性能.     

环硅氮烷的合成与应用研究进展(1)——环二硅氮烷

环二硅氮烷是有机硅氮化合物中结构与性能比较特殊的一类化合物,在材料化学及配位化学领域有重要的潜在应用前景.综述了近年来环二硅氮烷的合成方法与应用研究进展.在合成方面,主要分为3条路线,分别由环三硅氮烷锂盐、取代硅胺及六氯化二硅为起始物.在应用领域,介绍了环二硅氮烷的离子开环聚合、等离子聚合、与其它单体的共聚、水解和金属配合物的制备及其在陶瓷、粘合剂和预想的催化剂上的应用.     

β-TCP/HAP多孔生物陶瓷的制备

以牛松质骨为原料,采用低温煅烧工艺,通过调整浸泡溶液浓度及煅烧温度等工艺参数,制备出具有良好生物活性,并保持天然骨多孔结构的β-TCP/HAP双相生物陶瓷。并采用XRD,SEM等手段对其成分、微观结构进行表征。结果表明:所制备的β-TCP/HAP多孔生物陶瓷的大孔孔径在300~500μm之间,微孔孔径在1~5μm之间,具有良好的生物活性和生物可降解性。通过控制煅烧温度和浸泡溶液浓度,制备出含较高TCP的β-TCP/HAP多孔生物陶瓷,而煅烧温度或浸泡溶液浓度过高会导致制备的样品中TCP的含量降低,焦磷酸钙的含量增加。     

烧结温度和升温速率对Pb(Sb1/3Mn2/3)0.05Zr0.47Ti0.48O3压电陶瓷性能的影响

采用传统固相法制备了Pb(Sb1/3 Mn2/3)0.05Zr0.47Ti0.48 O3 (PMS-PZT)压电陶瓷.利用XRD、SEM和EDS等研究PMS-PZT陶瓷体系在烧结过程中形成的过渡液相和形成过渡液相温度(1100℃)附近的升温速率对陶瓷结构、压电和介电性能的影响.结果表明:不同烧结温度下,所有样品均为单一的钙钛矿四方相,过渡液相不会对相的结构有影响,但是当烧结温度较低时,过渡液相在烧结后期以玻璃相在晶界附近富集,对陶瓷的压电和介电性能有很大影响.随着烧结温度和升温速率的升高,PMS-PZT晶粒尺寸增大,晶粒均匀性和规则性得以改善,晶化质量得到提高;d33测试和阻抗分析测试结果表明PMS-PZT样品在1100℃附近以7 ℃·min-1升温速率并在1250℃烧结时具有最好的压电和介电性能:d33 =313 C/N,kp=0.59,Qm=1481,εr=1437,tanδ=0.53;.     

TiB2增强Al2O3陶瓷刀具高速干切削摩擦磨损性能

采用TiB2增强Al2O3陶瓷刀具对淬硬钢进行高速干切削试验,利用切削高温作用下的摩擦化学反应,在刀具表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现Al2O3/TiB2陶瓷刀具的自润滑.结果表明:低速干切削时,Al2O3/TiB2陶瓷刀具的磨损机制主要表现为粘着磨损和磨料磨损;而在高速干切削时,刀具的磨损机制主要表现为氧化磨损,刀具表面经由氧化反应生成具有润滑作用的反应膜而起到固体润滑作用,从而使刀具的耐磨性能提高,随着TiB2含量和切削速度的增加,反应膜的减摩抗磨作用增强;而在切削区通入氮气时,由于刀具表面氧化膜形成受阻,刀具的抗磨能力有所降低.     

Ti6A14V表面微弧氧化陶瓷涂层的结构和摩擦学特性

采用交流微弧氧化法，在Na2SiO3-(NaPO3)6-Na3MoO4溶液中制备了Ti6A14V表面氧化物陶瓷涂层，用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和球-盘摩擦磨损试验机研究了涂层的结构、形貌及摩擦学性能，用纳米压痕仪测定了涂层致密层的硬度，用扫描电子显微镜观察涂层磨损表面形貌，用能谱仪分析涂层磨屑的元素组成．结果表明：厚约20pm的涂层致密均匀，主要由锐钛矿和金红石相氧化钛组成；涂层致密层的硬度约为13．5GPa；在0．5N低载荷和摩擦循环次数小于2000次条件下，涂层同GCrl5钢对摩时的摩擦系数仅为0．18～0．20，较基底Ti6A14V与其对摩的摩擦系数低得多．摩擦过程中较软的GCr15钢球材料向涂层表面转移，涂层的磨损机制主要是轻微磨粒磨损与粘着磨损．