铜导线过载残留物表面形貌分析

利用火灾痕迹物证综合实验台,制备铜导线在不同过载电流作用下的残留物,用数码相机、扫描电子显微镜观察、分析导线的表面形貌。结果表明：随着过载电流的增大,绝缘层逐渐变软、膨胀、起泡、炭化,并与芯线脱离;芯线表面氧化程度加重,沟槽状的加工划痕逐渐消失,并出现金属熔化流淌痕迹。因此,利用数码相机、扫描电子显微镜观察、分析铜导线表面的形貌特征,可以鉴别其是否过载以及过载的程度。     

西藏与内地古建筑常用木材燃烧特性对比研究

为研究西藏高海拔条件对古建筑火灾的影响,分别在拉萨与廊坊进行了中等规模木垛燃烧实验。测得了木垛燃烧的质量损失速率、火焰高度和燃烧温度,并分析了空气中氧气含量和大气压力对木垛引燃和燃烧的影响。实验表明：在拉萨低气压条件下,木垛引燃难度加大、燃烧时间增加、质量损失速率降低、木垛中心温度降低。     

电热毯火灾模拟与微观形貌分析方法研究

通过模拟电热毯在各种条件下工作并引起火灾的过程,制备出不同形貌特征的电热丝,然后分别用体式显微镜和扫描电子显微镜观察电热丝表面的宏观和微观形貌,通过比较和分析其火灾痕迹特征,鉴别出电热毯在火灾发生前的工作状态,为电热器具火灾原因的准确认定提供依据,并提出一种新的鉴定技术——微观形貌法。     

基于纤维方向的C/SiC复合材料端面磨削实验研究

采用小直径金刚石砂轮对气相渗硅反应烧结工艺(Gaseous Si Infiltration,GSI)方法制备的C/Si C复合材料进行了端面磨削实验研究,探究了不同纤维方向的磨削性能,讨论了磨削用量对磨削力和磨削表面粗糙度的影响规律,采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对磨削表面形貌进行观测,分析了磨削损伤和磨削加工机理。结果表明:C/Si C复合材料不同纤维方向磨削性能不同,正常纤维方向磨削力最大,粗糙度最小;纵向纤维方向磨削力最小,粗糙度最大。材料以脆性断裂形式去除,磨削面损伤主要为纤维断裂、分层,Si C基体微裂纹,界面层失粘。通过理论分析推测碳纤维层主要作用是减弱微裂纹扩展程度和改变微裂纹扩展方向。     

几种易燃液体燃烧烟尘微观形貌特征研究

利用透射电子显微镜对几种易燃液体燃烧烟尘的微观形貌进行了研究,发现微观上易燃液体燃烧烟尘为分散的凝团,凝团形态为链状、簇状和絮状,在高倍率下观察发现,凝团是由直径几十纳米的准球形基本组成颗粒互相链接而成的。采烟高度和时间对烟尘形貌特征的辨别没有产生显著影响。     

三维表面裂纹扩展轨迹与数值仿真研究

针对三维表面裂纹扩展形态和轨迹难以预测的特点,基于ANSYS有限元分析软件,利用三维裂纹扩展仿真方法,开发三维裂纹扩展程序,研究典型的三维表面单裂纹与三维非等大共面表面双裂纹扩展轨迹,实现了任意三维多裂纹扩展轨迹的数值模拟。主要研究内容与结论如下：针对三维表面单裂纹模型,当初始裂纹形状c/a>1时,最深处的应力强度因子值大于自由表面处应力强度因子值,随着裂纹的不断扩展,前缘会渐渐趋于稳定的圆形。而对于三维非等大共面表面双裂纹,较大的裂纹扩展速率大于较小的裂纹。开始时2条裂纹均沿光滑的样条曲线扩展,后来受到另一条裂纹的影响,在彼此接近处,由于应力放大作用,此部位的应力强度因子变大,扩展速率也会高于裂纹前缘其他部位。     

关于高强度铝合金 LY12cz 应力腐蚀开裂性能的研究

本研究采用DCB试样测试研究了LY12cz铝合金在3.5%NaCl、饱和NaCl及3.5%NaCl+混合缓蚀剂水溶液中应力腐蚀K_1scc及da/df值;详细研究了Cl~-离子浓度及混合缓蚀剂的作用机理。断口形貌分析表明,LY12cz铝合金在含Cl~-离子水溶液中应力腐蚀开裂断口形貌主要是沿晶断裂,并具有岩石状沿晶断裂特征。上述混合缓蚀剂虽能改善其应力腐蚀开裂性能,使其裂纹扩展速率显著降低,但不改变其断裂特征。     

镍基高温合金GH3536表面早期结霜特性实验分析

以镍基高温合金GH3536光滑表面和具有疏水性能的微孔结构表面为研究对象,对其表面的早期结霜特性进行研究。定量分析了表面温度、相对湿度和表面润湿性对霜晶形貌和生长速率的影响。研究结果表明:随着表面温度的降低,霜晶形成的初始时间缩短,生长速率加快,获得四种典型的霜晶形貌。相对湿度的增大导致霜晶数量的增加和形貌的改变,而液滴的凝结和冻结时间与相对湿度无关。对于相同的霜晶形貌,增大相对湿度对霜晶生长有一定的促进作用,而当霜晶形貌变化时,相对湿度的改变将导致霜晶高度和生长速率产生显著差异。由微孔结构构成的疏水表面能够通过增大成核势垒和接触热阻来有效地延迟霜晶的形成,但对随后霜晶生长和形貌的影响可以忽略。     

玻璃纤维增强复合材料的损伤分析

本文对玻璃纤维增强复合材料层合板进行了拉、剪多向应力本构关系的实验研究,成功地用软x射线照相观察到材料内部微裂纹沿纤维方向近似均匀分布,并沿裂纹面扩展至破坏的损伤形貌,同时结合声发射技术等监测其扩展规律。在此基础上建立了基于微观机制的微裂纹损伤模型,预测材料的损伤非线性本构关系和破坏,以及实验观察到的一些复合材料特有的损伤现象,理论预测结果与实验值吻合。     

红外线式电暖器热辐射引起火灾的研究

本文从理论上阐明了红外线式电暖器引燃可燃物的可能性,通过对普通家具材料的热辐射试验,获取了影响这种引燃的条件和现场残留痕迹物证的特征。这对于安全使用电暖器及其引起火灾原因的调查有着重要的意义。     

静电纺丝制备聚丙烯腈纳米纤维及包覆纱线研究

利用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈（PAN）纳米纤维,考察了PAN溶液质量浓度、纺丝电压和挤出速率等工艺参数对PAN纳米纤维制备及其微观形貌的影响,制备了直径可控的PAN纳米纤维,并将其对纱线进行包覆。结果表明：PAN溶液的质量浓度和挤出速率对纤维成形和直径的影响较大,随着PAN溶液质量浓度升高,溶液可纺性增加;较低的挤出速度能纺出直径细而均匀的纳米纤维;纤维直径随着纺丝电压的增加而减小。PAN纳米纤维与纱线能较好地复合,为纳米纤维的应用、纱线改性和纤维增强增韧复合材料界面设计提供了新方法和技术支撑。     

烟头对聚氨酯泡沫塑料点燃能力的模拟实验研究

以聚氨酯泡沫塑料为实验对象,使用火灾痕迹物证综合实验台等仪器模拟火场条件,分别考虑了烟头所处的位置、长度,实验材料状态及实验材料与棉布组成双元材料体系对实验结果的影响.由熄灭时间、熔化炭化大小、烟头燃烧剩余长度及检测材料被烟头点燃过程中的温度表明:烟头在所模拟的实验条件下不能使聚氨酯泡沫塑料发生有焰燃烧;烟头对泡沫塑料的点燃能力由强到弱的顺序依次为烟头平放在材料内部、朝上放入材料内部和平放在材料表面;烟头朝下放入聚氨酯泡沫塑料内部也能产生阴燃,不会迅速熄灭.本实验研究,可为实际火灾调查工作提供参考依据.     

阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟影响的实验研究

利用烟密度仪、锥形量热仪研究了阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟的影响。结果表明,三氧化二锑、三聚氰胺等四种阻燃剂使PVC热解燃烧的产烟量大幅度增加,促进PVC热解燃烧失重;红磷、氢氧化镁等四种阻燃剂对PVC热解燃烧的产烟量及燃烧失重影响较小;硼酸锌使PVC热释放速率峰值降低、质量损失速率减小,热释放速率峰值出现的时间推迟。随着氢氧化镁、十溴二苯乙烷在PVC中含量的增加,其燃烧产烟量减少。氢氧化镁的量对PVC燃烧失重速率和失重量影响明显。三氧化二锑和氢氧化镁混合、十溴二苯乙烷和聚磷酸铵混合阻燃对PVC热解燃烧的产烟影响较小,而三氧化二锑与硼酸锌混合阻燃剂对PVC的燃烧影响显著。     

原油流淌火燃烧特性的试验研究

利用自行设计的流淌燃烧试验平台对原油流淌火的燃烧特性进行了试验研究,分析了坡度对火焰高度、质量损失速率、火焰温度和热辐射等火灾特性参数的影响。结果表明,原油在稳定流淌燃烧时,在燃烧槽末端出现类似池火的燃烧现象,且火势规模较大;原油流淌火的火焰高度、质量损失速率、火焰温度和热辐射均小于同等规模的油池火,且坡度越大,火灾特性参数越小;坡度引起的油层运动破坏了油品表面稳定的传热结构,导致维持油品稳定燃烧的热平衡状态发生变化是造成原油流淌火与池火在火灾特性参数上不同的主要原因。     

白炽灯对棉质材料的引燃性能研究

通过对不同功率白炽灯引燃100％棉质材料的研究，分析了白炽灯引燃棉质材料引发火灾的危险性。利用半导体点温计分别对不同功率白炽灯表面及棉布的温度进行记录，根据温度随时间的变化情况、可燃物被引燃情况，分析了不同功率白炽灯对棉布的引燃性能。     

几种固体可燃物燃烧烟尘微观形貌特征研究

采用透射电子显微镜,对几种固体可燃材料燃烧烟尘的微观形貌进行了分析.研究发现聚合物材料燃烧烟尘主要为分散的凝团,凝团形态为链状、簇状和絮状,凝团是由直径几十纳米的准球形基本组成颗粒互相链接而成的.常见木质装修材料燃烧烟尘则主要为黑色碎片结构,在碎片周围附着有少量凝团.在受热炭化的聚合物燃烧烟尘中也会发现一些黑色和半透明碎片结构,但数量较少、尺寸较小.     

导线绝缘层火灾痕迹研究

以铜芯聚氯乙烯绝缘软导线作为实验材料,使用火灾痕迹物证综合实验台和箱式电阻炉等模拟火场条件,分别制备出导线绝缘层在过负荷、火烧和短路三种状态下的炭化痕迹样品,宏观观察结果表明这三种情况下导线绝缘层破坏显示出不同的特征。将导线绝缘层过负荷、火烧和短路三种痕迹样品碳化物分别制成碳管并测其导电性能,发现它们的导电性能存在规律性,短路形成的绝缘层碳化物导电性优于过负荷、火烧形成的碳化物导电性,而对于火烧形成碳化物,在一定温度范围内随着温度升高导电性有增强的规律。     

铝导线短路熔珠对固体可燃物引燃能力实验研究

在模拟试验平台上进行了铝导线短路熔珠引燃棉布、聚氨酯泡沫塑料和纸张的试验，得到了不同材料的临界加栽电压值和引燃规律。初步分析了加栽电压与短路熔珠粒径及引燃能力的关系。结果表明，随着短路电压增大，导线熔珠的粒径逐渐增大，熔珠对固体材料的引燃能力逐渐增强，氧指数越低、表面粗糙、易蓄热的材料越容易被点燃。棉布、聚氨酯泡沫塑料和纸屑被引燃的短路临界电压分别为50V、35V和45V。     

LD10cs薄板表面裂纹弹塑性疲劳扩展速率实验技术研究

本文提出用有机颜料着色法检测表面裂纹疲劳扩展时的尺寸和形状,其结果表明,这是铝合金薄板表面裂纹测深行之有效的方法;且对表面裂纹弹塑性疲劳扩展中的其它问题,即韧带、背表面屈服、裂纹形状变化规律和裂纹穿透点进行了研究,最后用线弹簧模型处理了疲劳数据,并得出了一些结论。     

酚类阻燃剂处理红松的热解特性研究

用实验方法研究了酚类阻燃剂对红松的阻燃作用。用苯酚、对硝基苯酚、对氨基苯酚三种阻燃剂配成的3种同种浓度的阻燃剂溶液浸泡红松木粉，干燥后，利用热重分析技术，研究了阻燃与未阻燃红松木粉的热解特性。研究结果表明，酚类阻燃剂能降低木粉热解速率，推迟剧烈燃烧开始的时间，减小热解的剧烈程度和热解可燃气体的产生量，促进木材的脱水炭化，使热解产生的碳化物增多。