基于超细冷气溶胶的油气爆炸抑爆剂研究

为了有效抑制油气爆炸传播,根据抑制爆炸的特殊需要,研究了冷气溶胶抑爆剂新配方,解决了超细冷气溶胶易于团聚这一技术难题。首先采用超音速气流粉碎新技术成功研制了超细冷气溶胶抑爆剂,平均粒度小于5μm。其次通过表面复合改性显著提高了超细粉体的稳定性和分散性,表面改性剂用量的临界质量分数为0.5%。参数测试和灭火实验表明新型冷气溶胶对火焰有强抑制、强窒息作用和对热辐射的遮隔、冷却作用,具有较强的油气抑爆灭火效能;中/小型油料火的灭火时间小于1.6s,抑爆剂用量低于60g/m^3。     

含PEG硅烷的合成及其对纳米氧化亚铜的表面修饰

使用甲苯二异氰酸酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和聚乙二醇制备了聚合物硅烷,对其进行了表征并利用所合成的聚合物硅烷对纳米氧化亚铜(nano-Cu_2O)表面进行了修饰。测试结果表明:自制硅烷可接枝到氧化亚铜纳米粒子表面,并能有效抑制纳米粒子的团聚;随着硅烷添加量的增加,纳米氧化亚铜与水的接触角逐渐减小;改性以后的产物分散性有了显著的改善,相比于未改性的样品,其吸光度都有了不同程度的增加,并且在不同极性的溶剂中,其分散性能随硅烷用量的改变而不同。     

超细粉体对泡沫灭火剂性能影响实验研究

为探究向两相泡沫中加入超细粉体对泡沫性能的影响,组建了较为完整的三相泡沫发生和性能实验装置,选取珍珠岩微粉、空心玻璃微珠和超细铜粉作为基料,对三相泡沫发泡性能、稳定性能、隔热性能和抗烧性能进行实验研究。结果表明:向传统灭火泡沫中加入轻质耐烧超细粉体材料后,对泡沫发泡性能影响不大,但可显著增强泡沫的热稳定性,且在气泡失水破裂后,超细粉体可在泡沫表面形成蜂窝状壳体覆盖于可燃物表面,起到良好的隔离热辐射作用,大大增强了灭火泡沫的抗复燃能力。     

改性活性炭的性质研究

用两种方法对活性炭氯化改性,用光电子能谱（XPS）、N2吸附等温线、水蒸气吸附等温线等技术对改性炭进行了表征,发现这两种方法都能在活性炭表面引入氯元素;对改性炭表面的氯元素进行了详细解析,发现改性方法不同,氯元素的存在状态有明显差别,改性炭的孔隙结构和表面性质也有明显差异,对水的吸附性能也不同。     

非均匀形核法制备Cu包覆纳米SiO2复合粉体

采用非均匀形核法制备了Cu包覆纳米SiO2复合颗粒,利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及透射电镜等分析手段对复合颗粒进行了表征,并探讨了包覆结构的形成机制。结果表明:复合颗粒分散均匀,无团聚,单颗粒内包含多个分布均匀的纳米SiO2颗粒,且均被Cu包覆层隔离,纳米SiO2颗粒的分散性得到了显著改善;新制备的复合颗粒不存在氧化,在存放或者制样过程中会部分氧化为Cu2O;纳米SiO2颗粒表面Cu包覆层的形成机制主要是非均匀形核作用,包覆的结构取决于 Cu晶粒在纳米SiO2颗粒表面的沉积以及对复合颗粒的团聚控制。     

络合剂种类对改性海绵铁除氧能力的影响

为了研究海绵铁在改性过程中络合剂的种类对改性海绵铁除氧能力的影响,利用表征分析方法对添加不同络合剂造成改性海绵铁表面铜层形貌以及除氧能力差异的原因进行了分析.结果表明:镀液中添加酒石酸钾钠或羟基亚乙基二膦酸(HEDP)作为络合剂所得到的改性海绵铁除氧能力较好,表面铜含量较高.改性海绵铁除氧过程为反应控制过程,其除氧能力主要取决于其表面铜含量.海绵铁改性过程并未改变其孔道结构特征,仅增大了孔径和增加了表面的铜含量.     

双重改性空心微珠的制备及表征

首先采用液相沉积碳化法对空心微珠表面进行无机改性,制备出表面无机改性空心微珠;再对无机改性空心微珠进行有机改性,制备出了双重改性空心微珠。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、热失重以及分光光度计法对双重改性空心微珠的制备进行了表征。结果表明：采用双重改性方法制备的表面改性空心微珠微观形貌仍为球状,微珠由灰黑色变为淡黄色;微珠表面的CaCO3属方解石相六方晶系;双重改性空心微珠中CaCO3质量分数约为7%,有机改性剂质量分数约为17%。双重改性空心微珠较之单纯有机改性空心微珠在500SN基础油中的分散稳定性能明显提高。     

超细粉体和微细粉末技术

我国目前对超细粉体的定义,范围为粒径100%小于30%的粉体称为超细粉体.     

固冲补燃室团聚硼颗粒燃烧试验

研究团聚硼颗粒在补燃室中的点火燃烧对提高固冲发动机性能具有重要意义。通过试验模拟固冲发动机工作过程的方法,开展了补燃室流场条件下的团聚硼颗粒点火燃烧试验。结合高速火焰图像处理技术和流场参数测量结果,对试验中团聚硼颗粒的点火燃烧状态、火焰结构以及颗粒尺寸变化等进行了分析,获得了补燃室燃气温度和氧气含量等因素对团聚硼颗粒点火燃烧过程的影响机制。对燃烧残渣进行了分析,发现燃烧前后颗粒尺寸变化不大,燃烧过程中高温气流可能进入了颗粒内部并与硼颗粒发生反应。     

界面改性对SiCp/Cu复合材料导热性能的影响

采用磁控溅射法结合结晶化热处理工艺在SiC颗粒表面成功制备了金属Mo涂层,分析Mo涂层的成分和形貌;采用热压烧结工艺制备SiCp/Cu复合材料,重点对比分析Mo界面阻挡层厚度对复合材料导热性能的影响。结果表明:磁控溅射法能够在SiC颗粒表面沉积得到Mo涂层,随溅射时间的延长,Mo涂层的厚度增加、粗糙度增大,且磁控溅射后SiC颗粒表面直接得到的Mo涂层为非晶态,结晶化热处理后,变为致密平整的晶态Mo涂层。磁控溅射时间对Mo涂层厚度和复合材料导热性能影响明显。随磁控溅射时间的增加,复合材料的热导率呈先增后减趋势。采用磁控溅射9h镀Mo改性并经过800℃结晶化热处理的SiC复合粉体在850℃下热压烧结制备的SiCp/Cu复合材料(VSiC=50%),其热导率达到了最高值274.056W/(m·K)。     

相对静止气氛下硼颗粒着火过程

针对相对静止气氛下单颗粒硼的着火过程展开了系统研究,考虑硼颗粒周围径向气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热和传质过程,建立了一维硼颗粒着火模型。分析了硼颗粒在实现着火和未能实现着火两种典型情形下的颗粒相、气相组分参数以及颗粒外表面上Stefan流的变化规律,并对其成因展开了分析。研究表明,在实现着火和未能实现着火两种典型情形下,硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面,而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程;考虑颗粒外表面处气相Stefan流作用后,硼颗粒的着火延迟时间减少,且压力越大,影响越大。     

Friction stir surfacing of cast A356 aluminiumesilicon alloy with boron carbide and molybdenum disulphide powders

Good castability and high strength properties of Ale Si alloys are useful in defence applications like torpedoes,manufacture of Missile bodies,and parts of automobile such as engine cylinders and pistons.Poor wear resistance of the alloys is major limitation for their use.Friction stir processing(FSP) is a recognized surfacing technique as it overcomes the problems of fusion route surface modification methods.Keeping in view of the requirement of improving wear resistance of cast aluminiumesilicon alloy,friction stir processing was attempted for surface modification with boron carbide(B4C) and molybdenum disulfide(Mo S2) powders.Metallography,micro compositional analysis,hardness and pin-on-disc wear testing were used for characterizing the surface composite coating.Microscopic study revealed breaking of coarse silicon needles and uniformly distributed carbides in the A356 alloy matrix after FSP.Improvement and uniformity in hardness was obtained in surface composite layer.Higher wear resistance was achieved in friction stir processed coating with carbide powders.Addition of solid lubricant Mo S2 powder was found to improve wear resistance of the base metal significantly.     

SPH并行计算方案及其在自由表面流动模拟中的应用

针对光滑粒子动力学主要计算量是近邻粒子搜索这一特点,提出了一种基于粒子分解的光滑粒子动力学并行计算方案。利用该方案可以方便地将任意串行光滑粒子动力学代码并行计算,而且每一个时间步内的信息传递量只和粒子总数有关,而和粒子的分布无关,因而特别适合于自由表面流动等大变形问题的并行数值模拟。对一个粒子总数为40万的三维溃坝问题的模拟结果表明:此方案能达到的最大加速比约为16,这一结果可能比空间分解方案(不考虑动态负载均衡)更优。     

润滑脂自修复性能的研究

采用质量分析法,通过四球摩擦磨损试验,分析了两种自修复添加剂三氟化镧和层状硅酸钠的摩擦学性能和自修复性能;通过XPS和EDS分析添加剂在磨斑表面的沉积条件和情况,分析了影响它们的沉积因素和自修复条件;应用AES能谱仪分析磨斑表面元素沿深度的变化;应用SEM扫描电镜对修复前后的磨斑表面作了对比分析。通过对可能适合作为润滑脂自修复添加剂的两种材料的研究,筛选出对磨损表面具有显著修复效果且摩擦学性能优异的三氟化镧和层状硅酸钠,并提出了它们在润滑脂中的摩擦自修复作用机理。     

InSb纳米颗粒的制备与原子力显微镜

为进一步研究半导体纳米材料的物理特性,用真空沉积的方法在SiO2基片上制备了纳米InSb颗粒膜。用原子力显微镜扫描样品表面的分析显示,纳米InSb颗粒均匀地分布在SiO2基片表面。实验结果表明通过改变镀膜时间,可以得到具有不同颗粒尺寸的InSb纳米颗粒。     

偶联剂在固体推进剂填料改性中的应用研究

本文采用硅烷类和钛酸酯类偶联剂对固体推进剂中的硝酸铵填料进行表面改性。改性后的硝酸铵接触角增大,表面张力降低且具有明显的疏水性。并证实偶联剂可以增强填料与粘结体系之间的界面相互作用。     

Experimental Research on Dynamic Erosion of EPDM Insulation Subjected to Particle-Laden Flow

The instantaneous degradation of erosion surface of ethylene propylene diene monomer(EPDM)insulation subjected to the particle-laden flow in two operating conditions was measured by using a real-time X-ray radiography system.The images of its erosion state and dynamic ablation rate were obtained.And the charring-layer was analyzed by using SEM and energy spectrum.The experimental results indicate that the erosion rate of EPDM insulation layer impacted by low speed and low concentration particle flow is relatively small in the 1st second since the motor starting,but increases rapidly in 1 to 2.5 s,while the erosion rate of EPDM insulation layer impacted by high speed and high concentration particle flow increases rapidly in the 1st second;the ablation rate at the section eroded intensively by particle flow increases at first,then decreases,and goes to stabilization after 4.5 s;the higher speed and concentration particle flow are,the deeper particles get into charring layer,which lead to more thermal increment and thinner charring layer.     

摆线齿准双曲面齿轮齿面主动设计

为预控双面法加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合性能,用大轮理论齿面展成与之共轭的小轮共轭齿面,将小轮共轭齿面沿啮合线方向和接触迹线方向分别进行修形,得到满足预置传动误差曲线以及接触印痕的目标齿面,计算出目标齿面与小轮理论齿面的法向偏差。建立以小轮加工参数调整量为变量,小轮两侧齿面与目标齿面法向偏差平方和最小为目标的优化模型,并采用序列二次规划算法求解该模型。以某高速车桥齿轮副为例进行验证,结果表明:加工参数调整后小轮两侧齿面与各自目标齿面的最大法向偏差分别为-4.7μm和-4.67μm,两侧啮合转换点传动误差与预置值分别相差6.67%和4%,两侧接触迹线最大偏差分别为0.275mm和0.177mm,基本符合预置条件。     

高重合度人字齿轮轮齿最佳修形优化设计

基于斜齿轮轮齿接触分析技术,建立了考虑人字齿轮典型安装误差的抛物线人字齿轮轮齿接触分析方法。综合考虑人字齿轮的传动误差与啮合特性,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对高重合度人字齿轮的传动性能进行了多目标优化设计,该算法克服了优化结果的局部收敛,获得了人字齿轮最佳的齿廓、齿向抛物线修形参数。通过实例表明,修形优化后的齿面啮合印痕与传动误差较优化之前得到了明显的改善,有效地改善了高重合度人字齿轮的齿面偏载现象,降低了齿轮传动过程中的啮合冲击。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验,对比优化前后的噪音分贝值,进一步验证了该优化方法对人字齿轮副减振降噪具有一定作用。     

SPH数值模拟中固壁边界的一种处理方法

在光滑粒子流体动力学 (SPH)数值模拟中尝试了一种处理固壁边界的边界力方法 ,给出了一种新的边界力形式。利用SPH方法及边界力方法对水坝坍塌和涌波进入静止水塘这两个自由表面流动问题作了数值模拟。数值模拟结果表明 ,在SPH计算中使用本文所给边界力处理固壁是行之有效的