超细粉体颗粒表面改性研究进展

概述了超细粉体颗粒表面改性的重要性、团聚原因和表面改性的作用,重点阐述了不同的表面处理方法及粒子与多种改性剂之间的相互作用机理,指出了超细粉体颗粒改性的目的在于通过降低粒子的表面能和改变粒子的表面极性,减少粒子间的团聚,促进超细粉体粒子的分散。     

星星之火──超细粉体技术转化为生产力的报道

把珍珠粉末倒在手上,用手指轻轻揉搓几下,这些粉末便不见了。它们到哪里去了呢？原来它们“跑”进皮肤里去了！江苏省超细粉体工程技术研究中心主任、兵器工业北化超细粉体技术开发中心主任李凤生教授解开了其中奥秘。原来这种珍珠粉末是一种用特殊技术制成的超细粉末,其直径仅为头发丝粗细的百分之一左右,比皮肤的毛细孔小得多。所以放到皮肤上后,就好比将小球放到有很多大洞的平面上,自然容易“掉”进去。点石成金的超细技术超细粉体技术通常指制备粉末直径在５微米以下的超细粉体工艺技术,其难度异常之大。国际上７０年代开始研究…     

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。     

在硬质PU泡沫塑料中掺加超细粉的试验研究

为了提高硬质ＰＵ泡沫塑料的强度和刚度,本文通过掺加四种超细粉进行了对比试验和正交试验,得出了最佳配合比,然后测试最佳配合比制作的试块的强度和刚度,并与未掺加超细粉的硬质ＰＵ泡沫塑料进行了对比,对于探索增强硬质ＰＵ泡沫塑料的新途径以及超细粉推广应用具有重要意义。     

受限空间油气抑爆模拟实验

针对受限空间的特点,建立了油气爆炸及其抑爆模拟实验系统,研制了新型高效超细粉体抑爆剂,对受限空间油气爆炸及其抑爆过程进行系统的实验研究,分析了抑爆机理.研究表明抑爆剂的喷射方式、喷射压力、喷射用量以及布置方式等因素对抑爆效果有着重要的影响,得到了抑爆装置的关键设计参数,为进一步研制抑爆装置奠定了实验和理论基础.     

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。     

十二烷基硫酸钠对聚磷酸铵超细粉碎的影响

为满足抑爆、灭火等要求,必须对灭火、阻燃介质聚磷酸铵进行超细粉碎。为得到能满足抑爆需要的聚磷酸铵超细粉体,通过选十二烷基硫酸钠作助磨剂,采用超音速气流超细粉碎,分析并讨论了在限定条件下,不同质量分数十二烷基硫酸钠对粉体超细化的影响。确定出助磨剂最佳使用质量分数为0．3％,制得的粉体粒径主要分布在3～7μm,粉体比表面积达到普通ABC干粉灭火剂的6倍,满足抑爆要求。     

超临界流体制取超微细高能炸药新工艺

随着我国军事装备的现代化发展,高能混合炸药及高能推进剂对高能单质炸药的使用规格提出了更高的要求。装药试验及使用证明,超细粉体高能炸药能够显著改善装药的综合性能,同时可有效提高炸药的爆燃性能,因此,对炸药粒度指标的要求已趋向微细化、超细化。我国正在进行N-15的推进剂性能改进研究项目,对HMX的粒度及粒度分布已规定具体的控制指标,目前正在深化研磨法工艺研究试验。由此可见,高能炸药的超细化已逐步形成一项新型产业,超细化工艺的升华改进势在必行。     

超细粉在高分子溶液中的分散技术

本文从热力学的观点出发,从理论上解释了超细粉在高分子溶液中的聚集行为,论述了采用偶联剂进行分散的理论依据,主要偶联剂的化学结构以及其使用方法和应用效果。     

超细粉与材料科学

本文分别就超细粉对无机非金属材料及有机高分子聚合物的增强机理和增强效果作了研究和探讨,以进一步研究和探讨材料科学的任务,即通过改变材料的微观结构来达到改变宏观性能的目的。     

PTFE润滑剂的研制

介绍了PTFE润滑剂的研制过程、配方、制备工艺和应用效果。结果表明以PAO合成油和矿物油的混合油为基础油,以PTFE超细粉为润滑组分,通过加入多种添加剂研制的PTFE润滑剂具有胶体稳定性、分散性、润滑性和防护性。     

防灭火三相泡沫形成和稳定的影响因素

为研究含超细粉体的防灭火三相泡沫的形成和稳定过程及其影响因素,在实验室中通过机械搅拌的方式制备三相泡沫,重点研究不同泡沫液、不同粉体类型以及泡沫液质量分数、粉体添加量和粉体粒径对三相泡沫发泡、稳泡性能的影响。结果表明,表面活性剂有利于三相泡沫的形成,且泡沫发泡性能随泡沫液质量分数的增大而提高。轻质、亲水性颗粒与非离子表面活性剂共存有利于三相泡沫的生成和稳定,粉体添加量增大会增强泡沫稳定性,但添加量过大则会影响泡沫的发泡性能。搅拌强度和发泡倍数对泡沫稳定性也有影响,发泡倍数过高会影响泡沫的稳定性。     

珊瑚岛淡水透镜体抽水倒锥影响因素研究

为研究珊瑚岛淡水透镜体抽水倒锥的形成和影响因素,构建了西沙永兴岛淡水透镜体三维数学模型,运用Visual Modflow软件对模型进行数值求解,获得了淡水透镜体外包络面、倒锥外形和相关因素对倒锥的影响。模拟计算表明,淡水水头的计算值与实测值之差为-0.58%～-3.86%;取年均降雨量的40%为回补量,永兴岛淡水透镜体最大计算厚度为15 m;抽水倒锥上升高度随抽水强度和时间的增加而增加,随井底到淡水透镜体底部边界距离的增加而减少;倒锥对抽水强度十分敏感,工程中应予以严格控制,对于永兴岛上长期开采的水井,建议抽水速率不超过5 m3/h。研究成果可用于制订淡水透镜体的开采策略,实现珊瑚岛地下淡水资源的持续开发和利用。     

二次流引射对保形非对称喷管性能的影响

发动机与飞机后体结构设计合理与否直接影响发动机的部件匹配和性能。利用三维雷诺平均N-S方程和k-ωSST湍流模型对飞翼布局无人机保形非对称喷管在典型飞行状态下开展了内外流流场特性的数值分析,获得了后体尾喷管推力性能和三维流动特征随二次流压力比的变化趋势。结果表明:发动机喷管落压比条件一定的前提下,通过合理优化二次流通道、增大二次流压力比,可以有效改善后体/喷管主流流场特性;当二次流与主流的流量比在0. 2%～1. 86%内时,后体尾喷管轴向推力系数的变化幅度大约为3%,在一定程度上能够减弱发动机主流的过膨胀程度,减小发动机推力损失,无人机后体尾喷管性能得到显著提高。     

形状记忆合金自复位减振装置研制与验证

为改善第二喉道中的可调中心体机构(简称中心体)在工作状态下的流致振动,根据形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)偏置双程驱动原理,设计制作一种能够满足中心体有限安装空间要求的SMA自复位减振装置;采用UMAT接口编制的SMA本构关系子程序实现减振装置最大压紧力的数值分析,数值分析与静态调试试验结果误差约为2.58%;搭建地面减振试验平台,测试SMA自复位减振装置分离和闭合状态下的中心体零部件振动响应。减振试验结果显示:SMA自复位减振装置闭合后,中心体振动响应明显降低,在0～100 Hz频带内,均有明显的减振效果,低频至55 Hz范围内,减振率均大于50%。     

PDMS/PVC制备低电阻率碳化硅纤维先驱体聚碳硅烷

由聚二甲基硅烷(PDMS)与3%～7%wt聚氯乙烯(PVC)共热解反应生成的聚碳硅烷(PC P),是制备力学性能优良的低电阻率碳化硅纤维的先驱体。研究了PC P先驱体的合成条件,利用GPC、IR、XPS、元素分析等手段对PC P先驱体的组成与结构进行了分析,并初步探讨了PDMS与PVC反应机理。     

从LPS馏分出发合成先驱体聚碳硅烷

采用将液态聚硅烷(LPS)蒸馏分级的方法,从各个馏分出发合成制备了先驱体聚碳硅烷(PCS)。运用GPC等分析测试手段考察比较了各个馏分的差异对在相同条件下所合成聚碳硅烷的分子量及其分子量分布特性的影响。研究表明:在同等条件下,采用以LPS蒸馏分级的方法再从各个馏分出发合成制备先驱体聚碳硅烷的总平均收率比未从经分级处理的LPS出发合成先驱体PCS的收率高35%左右;从200℃以下馏分出发可以合成制备超高分子量的先驱体PCS。     

基于DBSCAN聚类的异构多智能体分层任务分配方法

针对多约束条件下大规模探测/通信智能体集群协同探测任务分配问题,从全局与局部相结合的角度,提出了一种分层任务分配求解方法。首先,根据通信距离约束对所有任务节点进行聚类预分组,将集群任务分配问题划分为上层全局任务分配和底层局部任务分配。然后,根据聚类结果采用启发式算法求解探测/通信智能体组间全局任务分配结果。随后,根据探测智能体的全局任务分配结果,采用遗传算法对探测智能体组内任务进行分配。最后,通信智能体根据探测智能体的组内任务分配结果,采用基于虚拟节点的方法进行组内任务分配。实验结果表明,相较于直接求解方法,分层任务分配方法不仅解决了大规模集群协同任务分配问题,还可以在保证优化目标值相近的情况下,缩短70%以上的求解时间,较快得到相对最优的任务分配结果。     

针对无人机集群对抗的规则与智能耦合约束训练方法

基于无人机集群智能攻防对抗构想,建立了无人机集群智能攻防对抗仿真环境。针对传统强化学习算法中难以通过奖励信号精准控制对抗过程中无人机的速度和攻击角度等问题,提出一种规则与智能耦合约束训练的多智能体深度确定性策略梯度(rule and intelligence coupling constrained multi-agent deep deterministic policy gradient, RIC-MADDPG)算法,该算法采用规则对强化学习中无人机的动作进行约束。实验结果显示,基于RIC-MADDPG方法训练的无人机集群对抗模型能使得红方无人机集群在对抗中的胜率从53%提高至79%,表明采用“智能体训练—发现问题—编写规则—再次智能体训练—再次发现问题—再次编写规则”的方式对优化智能体对抗策略是有效的。研究结果对建立无人机集群智能攻防策略训练体系、开展规则与智能相耦合的集群战法研究具有一定参考意义。     

长杆射弹侵彻三种混凝土靶的实验研究

为了研究钻地武器的侵彻性能,在57mm口径的气炮上发射长杆射弹对三种靶体进行模拟侵彻实验。靶体为水泥砂浆石靶、钢纤维混凝土靶和含单层密排刚玉球的钢纤维混凝土靶。实验结果表明,弹头形状对侵彻深度有明显影响;当长杆射弹和撞击速度都相同时,与侵彻钢纤维混凝土靶相比,含单层密排刚玉球的钢纤维混凝土靶中的侵彻深度大约降低了11%,而水泥砂浆石靶中的侵彻深度增加了12%。