相变材料用于可拆卸护臂热防护服的实验研究

针对传统降温服降温效果差、续航时间低、能耗高、噪声大等问题,本文通过应用相变恒温材料Na2SO4·10H2O在高温时发生相变吸收热量的特性,设计了一种应用于夏季高温环境的人体作业可拆卸护臂的热防护服,并在此基础上进行了热水模拟热源实验和真人实验。结果表明：在热水模拟实验中,防护服在30、41、45 ℃的工况下,前胸、侧腹、后背、腹部4测点温度在60 min升至最高,4测点平均温度最终能降至约26 ℃,其中在30 ℃工况下防护服降温性能较好,在45 ℃工况下降温性能较差。在真人实验中,防护服在37.1、39、41 ℃工况下,3 h内4测点平均温度最终能降至约26 ℃;在60 ℃高温极限工况下,3 h内4测点平均温度最终能降至约31 ℃,防护服护臂内外侧平均温度最终均能降至约32 ℃,低于人体的灼痛临界温度45 ℃。因此该防护服有良好的降温效果,能满足夏季户外工作者的热舒适性要求。     

浅谈环境温度对化学防护服性能的影响

化学防护服是我国一种常见的人身保护装备,为了研究不同的环境温度条件对化学防护服(CPC)性能的影响,通过对不同化学防护服性能对的环境温度的适应变化,分析环境温度对化学防护服性能的影响。不同环境温度研究可为防护装备环境适应性测试评价提供技术支撑。鉴于此,笔者将对环境温度对化学防护服性能影响做深入研究。     

高温非稳态隔热效果评价装置的设计及应用

高速飞行器的热防护主要集中在对气动加热和动力装置的热防护,隔热材料性能的稳定性是热防护的主要内容.在材料研制阶段,就需要考虑如何对该环境所用隔热材料的隔热效果进行评价.高速飞行器的隔热过程是一个非稳态的传热过程,无法通过稳态传热的平板导热仪进行评价,而激光导热仪虽然是非稳态传热,但不适用于多孔、低导热系数材料的测定.因此针对高温非稳态隔热效果缺乏有效的评价方法,为此研制了氧乙炔焰热实验评价装置.该装置模拟隔热材料的使用环境,为初步判定材料隔热性能的优劣提供实验基础,本文对该评价装置的设计及应用进行了介绍.     

极端热环境热应力研究指标及评价

极端热环境是某些特殊条件下人所处的恶劣环境，对极端热环境的研究和评价涉及到劳动安全和工作的可靠性。热应力是人体所承受极端热环境的一种程度上的描述。对湿球黑球温度，Sreq指数和ISO9886标准的生理指标等五种极端热环境指标的使用方法和特点进行了分析与评价，对这些指标使用的局限性进行了讨论。认为对极端热环境的研究，应联合使用不同指标后进行综合评价，并重点考虑人体生理反应的变化，使研究工作具有更加普遍的意义和实用性。为此，提出了对极端热环境评价体系研究工作的建议和今后的工作方向。     

铝硅合金热疲劳过程的应力应变分析

对铝硅合金进行了热疲劳模拟实验和应力、应变分析。铝硅合金的导热系数高,高温弹性模量低,温度涨落过程产生的宏观热应力低于同一温度下合金的屈服应力和疲劳极限;而铝、硅热膨胀系数的差异将在铝硅相界等局部区域产生远大于宏观热应力的微观热应力,并因此萌生热疲劳裂纹。通过变质工艺改变硅相形态,可改善合金的抗热疲劳性能。     

电子束沉积SiC/ZrO2热防护层的结构优化及其抗热震性能

高性能辐射热防护层是高超声速飞行器金属热防护系统的重要组成部分。为获得高性能的热防护层,利用L5 EB-PVD电子束物理气相沉积设备在Haynes 214镍基合金表面沉积了SiC/ZrO2防护层,测试了其在热循环条件下的抗热震性能;通过分析其沉积温度及厚度对残余热应力的影响,确定了热防护层的沉积工艺参数。结果表明:热防护层在800℃和900℃循环80次后未出现明显的宏观裂纹;1000℃循环60次后,SiC表面层应力集中区出现裂纹,在交变热应力作用下,裂纹不断扩展形成网状龟裂纹,最终导致热防护层剥落;热膨胀系数不匹配导致热防护层在急冷急热热震过程中产生热应力是导致其失效的主要原因。     

不同环境温度下铝球高速撞击纤维布/铝板组合防护结构试验研究EI北大核心CSCD

利用二级轻气炮发射铝球弹丸,在不同环境温度下高速撞击经过高低温交变和电子辐照作用的纤维布/铝板组合防护结构,研究环境温度、高低温交变与电子辐照对防护结构高速撞击损伤与防护特性的影响。用于模拟空间碎片的铝球弹丸直径为3.97 mm,撞击速度为1.4~3.53 km/s,撞击角度为0°,环境温度分别为-100℃、20℃和200℃。结果表明,高温环境、高低温交变与电子辐照可导致纤维布/铝板组合防护结构的高速撞击防护性能下降;低温环境可使纤维布/铝板组合防护结构的高速撞击防护性能提高;高温环境和高低温交变对纤维布/铝板组合防护结构的高速撞击防护性能的影响更加显著。     

国内外防护服装标准化知识介绍

1我国防护服装标准化现状我国防护服装的标准化研究起步较晚,几十年来,由于技术水平的落后,以及片面强调“人定胜天”的思想,防护服装及其标准化研究一直进展缓慢。改革开放以后,随着国民经济的迅速发展,科学技术水平和人民生活水平不断提高,关注生命,以人为本越来越成为全社会的共识。因此,如何为劳动者创造更好的生产生活条件,如何在工业化生产中保护好劳动者个人的生命安全被逐步提升为首要问题。但由于历史和技术水平原因,我国防护服装标准化体系还存在很多不足,亟需完善。1.1防护服装标准的体系框架不合理在中国现有的2万余个国家标准…     

铜质产品的贮存防护问题研究

论述在铜质产品表面涂覆防护油脂后采用木箱包包装或铁皮箱密封外包装等防护工艺体系的环境适应性，并通过模拟试验，浅析了产生腐蚀的有关因素，介绍了贮存过程中防护油脂性能部分数据。     

热流温度场下功能梯度板的热问题研究

功能梯度材料因其内部组分沿着空间位置连续变化,能有效缓解热应力集中等现象,在高超音速飞行器的热防护系统设计中具有良好的应用前景。以金属-陶瓷功能梯度板为研究对象,探讨在不同热环境下功能梯度板热传导、热变形和热应力的变化规律。首先,基于功能梯度材料的幂律分布模型,分析了线性温度场、正弦温度场、热流温度场和非线性温度场四种热环境对功能梯度材料物理特性的影响。其次,基于有限元分层建模思想,通过Python编程建立了功能梯度板的有限元模型。仿真分析了在热流温度场下功能梯度板在不同板厚、陶瓷体积分数指数和热流密度等参数条件下热传导、热变形和热应力的变化规律。最后,探讨了基于参数调控的改善功能梯度板热防护性能的方法。结果表明：用功能梯度材料设计飞行器热防护板时,陶瓷体积分数指数应小于5.0;在热流温度场下,功能梯度板的厚度为7.2~9.0 mm、陶瓷体积分数指数为1.0~2.5时,可实现功能梯度板的轻质和高效隔热;热流密度一定时,调整飞行时间对确保飞行器安全至关重要;热流密度应限制在5~10 mW/mm²以控制功能梯度板的变形。研究结论对于热流温度场下金属-陶瓷功能梯度板的热防护设计具有参考价值。     

热辐射对消防服热防护性能及耐久性的影响

为探讨低热辐射对消防服用织物热防护性能及物理机械性能的影响,选用两种常用消防服用外层织物,利用远红外石英灯管辐射仪,以不同的辐射强度(6.5kw/m2和9.7kw/m2)对织物分别进行5、10、20、30min的辐射,利用NI虚拟仪器记录辐射时织物表面温度,并测试其各项物理机械性能及TPP值变化。结果表明:当织物表面温度低于织物纤维玻璃化温度时,织物在半小时内能保持其68.9%～84.6%的撕破强力,且TPP值增大,即热防护性能变好;而当织物表面温度达到纤维玻璃化温度时,织物断裂强力及撕破强力随辐射时间增加显著下降,但其TPP值仍增大。     

国内外医用防护服标准综述——标准推动国内医用防护服进口工作

随着新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作的不断深入,医用防护服供不应求成为"抗疫"最大的问题。进口符合日美欧等国家标准的医用防护服成为最紧急的措施。本文从标准化的角度出发,调研了国内外医用防护服标准现状,并对国内外典型医用防护服标准进行了详细分析,对比了各国医用防护服标准所规定的性能指标,分析了其差异性,最后为我国进口医用防护服工作提出了相关建议。     

C/C-SiC复合材料高温防护研究进展

C/C-SiC复合材料具有高比强度、高比模量、高热导率、低热膨胀系数和优异的高温抗氧化性能等特点,是新一代的耐高温陶瓷基复合材料,已经被广泛地用作热结构和热防护材料、制动材料以及空间光学系统零部件等。近年来,随着高超声速飞行器和返回式航天运输工具的快速发展,飞行器面临着更多的有高热流、高压气流以及高速粒子冲蚀的环境,这对C/C-SiC复合材料的高温防护技术提出了更高的要求。C/C-SiC复合材料高温防护的研究主要集中在纤维涂层改性、基体改性和高温防护涂层等3个方面,综合近几年国内外的研究报道,从上述3个方面综述了C/C-SiC复合材料高温防护技术的研究进展,总结了各种高温防护技术的制备方法,比较了3种高温防护技术的特点,最后对C/C-SiC复合材料高温防护技术的发展趋势提出了一些见解。     

反热辐射层对消防织物系统热防护性能的影响

火场环境中,热辐射是造成消防员烧伤的主要原因之一,因此消防面料的反热辐射性能对保护消防员的生命安全至关重要。为了增加消防面料的反辐射效果,本文将铝箔作为反热辐射层置于消防服面料系统中的不同位置,通过测试加入了反热辐射层后系统的TPP(Thermal protective performance)值,以此探究其对消防面料的热反射效果。实验结果表明:增加反热辐射层后系统TPP值均有所提高,当反热辐射层位于外层和防水透气层之间时,TPP值为54.32,热防护效果最好;而将其放在外层之上直面火源时,TPP值为45.50,则防护效果最差。通过打孔来改善铝箔的通透性,以提高系统的透气性能,但铝箔的孔洞率越大,系统的热防护效果越差,当孔洞率由0个/cm2增大到37.42个/cm2时,TPP值由64.28降至51.84。     

Design Guideline for New Generation of High-Temperature Guarded Hot Plate

This paper complements the existing measurement standards and literature for high-temperature guarded hot plates (HTGHPs) by addressing specific issues relating to thermal conductivity measurement of technical insulation at high temperatures. The examples given are focused on the designs of HTGHPs for measuring thin thermal insulation. The sensitivity studies have been carried out on major influencing factors that affect the thermal conductivity measurements using HTGHPs, e.g., the uncertainty of temperature measurements, plate flatness and center-guard gap design and imbalance. A new configuration of center-guard gap with triangular shape cross section has been optimized to obtain the same thermal resistance as a 2 mm wide gap with rectangular shape cross section that has been used in the HTGHPs at NPL and LNE. Recommendations have been made on the selections of heater plate materials, high-temperature high-emissivity coatings and miniature temperature sensors. For the first time, thermal stress analysis method has been applied to the field of HTGHPs, in order to estimate the effect of differential thermal expansion on the flatness of thin rigid specimens during thermal conductivity tests in a GHP.     

抗高过载防护结构的设计与性能测试

目的弹载记录仪在回收过程中,存在记录仪因硬着陆产生的高冲击力和高过载加速度使仪器损毁而致有效数据失效的现象。针对该问题设计新型双层壳体两级缓冲隔离的电路防护结构,并进行性能测试。方法结合Ansys/Workbench有限元数值模拟软件仿真分析该结构在冲击过程中的形变和受冲击过载特性,同时使用马歇特锤对使用该防护结构的记录仪模拟高冲击、高过载环境实验,由记录仪存储双层防护壳体内外嵌入的加速度传感器信号,并对多次试验信号数据进行处理和分析。结果在过载加速度小于25 000g时,该多层防护结构具有良好的缓冲效果,对记录仪保护效果良好;各层材料的声阻抗差别会影响整体保护效果,差别越大效果越好。结论该防护结构在高过载冲击环境下能有效衰减冲击效应,保护电子设备的安全。     

装甲防护材料抗侵彻性能研究现状

目的分析装甲防护材料抗侵彻性能的研究现状,为改进复合装甲的结构设计提供参考。方法对装甲防护材料的抗侵彻研究现状进行论述,并对其应用情况进行分析。结果分别阐述了金属材料(装甲钢、铝合金和钛合金)、陶瓷复合靶板以及纤维增强复合材料(玻璃纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维)的抗侵彻研究现状,并介绍了其应用情况。结论随着战场环境的日益更新和武器装备的飞速发展,单一的装甲防护材料已难以适应战场环境的不断变化,装甲防护材料将朝着强韧化、轻量化、智能化及多功能化发展。     

掺杂纳米粒子有机-无机复合涂层的疏水、防护性能

为了改善复合涂层的疏水、防护性能,在正硅酸乙酯/硅烷(偶联剂,KH550)杂化溶胶中掺杂了纳米SiO2,纳米TiO2和羟基化的多壁碳纳米管(MWCNTs-OH),采用浸渍-提拉法制备了3种有机-无机复合涂层,用不同的修饰剂对其表面进行修饰。通过水接触角、扫描电镜(SEM)和电化学方法,研究了不同修饰剂对涂层疏水和防护性能的影响。结果表明:十七氟癸基三甲氧基硅烷修饰剂对改善3种复合涂层的疏水性能效果最好,其接触角分别达到了120.95°,121.62°和146.58°;在3.5%NaCl溶液中3种复合涂层的腐蚀电流密度都比铝合金降低了3个数量级;3种复合涂层都具有良好的疏水和防护性能,其中MWCNTs-OH复合涂层的效果最佳。     

空间环境防护型薄膜评述

空间环境的复杂性和特殊性对航天器的使用寿命和性能造成严重威胁。提高航天器表面材料抵抗空间环境作用的能力一直是空间技术开发工作的重点关注问题。目前,表面薄膜技术已被广泛应用在航天器热控涂层、光学器件等方面的空间防护。针对航天器在空间原子氧环境、空间等离子体环境、空间污染环境中的空间环境效应问题,详细介绍了相应空间环境防护薄膜的研究现状及主要制备方法。在地面空间模拟实验和飞行试验成果的基础上,对这些防护薄膜的空间环境适应性进行了分析,总结了空间环境防护薄膜应具备的综合性能,提出复杂型薄膜的开发和空间环境防护薄膜标准评价体系的建立是今后研究的重点。